中石化工程院创造了哪些国际先进技术?

今年是中国石化石油工程技术研究院(简称工程院)成立六周年。2009年6月26日,工程院在北京宣告成立。中国石化集团公司领导明确指出:“工程院要以打造石化上游长板、提升石化石油工程技术水平、建设具有国际先进水平的工程技术研究院为行动指南和目标。”

在关键的石油工程技术上,面对国外公司的技术垄断,工程院以“挑战国外公司,打破技术垄断,创造'中国版'国际先进技术”的勇气和魄力,瞄准油气勘探开发中的工程技术瓶颈,大胆创新,仅用6年时间就攻克了多项世界级难题,创造了页岩气开发、环境保护等5项核心技术,深井、超深井钻完井等7项工程。对于中国石化“三北一川一海外”勘探开发(西北、华北、东北、四川及海外油田),实现勘探开发科技环保起到了决定性作用。

创新战略思维培养一流科技团队

纵观国内石油工程技术市场,在一些关键技术领域,国外工程技术占据主导地位,不仅价格昂贵,而且一些技术在应用过程中的效果并不理想。工程院领导班子的思想和认识是高度统一的:要赶超国际先进,必须改变过分依赖国外技术的观念,树立“以我为主”的理念,创新战略研究思路,培养一流的石油工程技术队伍。

根据中国石化上游“十二五”发展战略,工程院确立了“以科研为主导,以技术支撑和产品研发为两翼,着眼长远、协调发展,引领和加快中国石化石油工程技术进步”的总体发展思路。鲁德安保平表示,只有把握重大工程技术发展方向,加强技术和方法创新,培育核心技术和特色技术,围绕油气勘探开发需求完善工程技术系列,解决油田生产关键技术难题,强化技术载体,开发高新技术产品,才能提升核心竞争力。

“十二五”期间,工程院着力做好五个方面的工作:一是着力发挥好参谋作用。紧密结合中国石化上游发展战略,在工程业务拓展、竞争、重大研究方向、重大技术装备等方面发挥顾问作用。二是以基础设施建设为重点。做好实验室和中试基地的发展规划,实现软硬件资源共享;改善实验仪器和关键设备;推进信息化建设中数据和资源的整合应用。三是注重技术创新。突破一批具有战略和革命性意义的关键工程技术,引领和加快石油工程技术进步;解决油田生产中的实际工程问题,开发高科技产品。四是注重成果转化。加快成果转化,尽快形成现实生产力,增强研究成果转化效果,发挥工程技术对勘探开发的推动和保障作用。根据战略部署,工程院确定了“三北一川一海外”的科技攻关目标区域和“五大战役”,以西北塔里木盆地、华北鄂尔多斯大牛地气田、四川普光气田和海外区块为工程技术保障和支持重点。

工程院围绕集团公司油气勘探开发布局和战略规划,重点抓好科技队伍建设。加强学科建设,发挥首席专家、副首席教师和高级专家的组织指导作用,注重培养中青年技术骨干,形成专业结构合理、人才梯次的科技创新团队。建立和优化研究所和R&D中心,稳步推进QHSE管理体系、重点实验室、轮平台基地和重点项目管理工作,实现预定目标。工具仪器、油田添加剂、工程软件、作业程序等四大类20多种载体实现产业化生产应用。

培育核心技术,打破国外垄断

要打破国外技术垄断,首先要在关键核心技术上迎头赶上。

工程院把页岩气勘探开发作为石油工程技术的新突破,实现了非常规油气工程配套技术的重大突破。在集团公司科技部的统一组织下,在油田事业部和石油工程公司的大力支持下,工程院自2011起组建了页岩气科技攻关领导小组,承担了中国石化75%的页岩气关键工程技术,开展了20余项技术攻关。

多项核心技术取得突破,申请发明专利50余项,基本形成了2000米水平井钻完井和20级压裂能力的页岩气工程配套技术。为中国石化页岩气勘探突破提供了有效的工程技术支持。

该院基本形成了具有自主知识产权的非常规工程配套技术。先后突破了页岩地层岩石力学参数获取、裂缝识别与预测技术、页岩储层工程特征描述等技术难题;自主研发的低粘度高剪切油基钻井液体系性能达到国际先进水平,在叶鹏2HF井等3口井成功应用,创造了我国页岩气水平井水平位移最长记录。该院还参与了国家页岩气发展战略规划,受到国家有关部门的好评,成为中国石化公司页岩油气开发的杰出代表。

此外,深井、超深井钻完井技术发展迅速,创下多项世界纪录;复杂结构井钻完井技术创世界纪录;特殊储层识别与改造技术支撑效果显著;研究和储备深井钻井完井工程技术。核心技术的创新研究和培育为工程院的快速发展奠定了坚实的基础。

创造特色技术,提供环保支持

特色技术是石油工程技术中的绝技。工程院将室内研究与井场实际情况相结合,针对不同地区、不同地层、不同井况进行研究摸索,形成独特的技术系列。一些特色技术为实现绿色勘探开发发挥了技术支撑作用。

在特种钻井液技术方面,自主研发了3.00 g/cm3的超高密度水泥浆体系,在关深1井应用密度达到2.82 g/cm3,创下世界纪录。自主研发的抗高温降滤失剂PFL,解决了钻井液体系高温老化、失水难以控制等技术难题。自主研发的新型聚胺钻井液体系已在塔河和渝北应用20多口井。研制了抗温150℃的环保型钻井液体系,并在新疆和胜利工区成功应用。研制的提速钻井液体系在塔河李602井、金1-2井、顺北1井成功应用,保证了顺北1井提速54%。

在复杂地层固井技术中,开发的低密度水泥浆固井技术已应用于塔河周边元坝104H、QG4等15口井,固井质量优良率为100%。研发苯丙乳液防气窜水泥浆体系、高温防气窜乳液水泥浆固井技术、高密度水泥浆固井技术、脉冲振动固井技术,解决了一批关键固井技术难题。

在防漏堵漏技术方面,针对西北、华北、西南地区地层漏失、坍塌、掉块等问题,研制了低密度化学堵漏剂,并应用于塔河奥陶系恶性漏失地层,堵漏成功率提高了50%。开发了化学触变固结堵漏新技术,解决了塔河TH12311、顺西2号、承德元吉1等20余口恶性漏失井的堵漏难题。

此外,他们开发的电磁波随钻测量技术综合性能指标达到国际先进水平。在旋转冲击钻井技术方面,成功开发了适用于中硬地层的多种规格水力射流冲击器,提高了破岩效率,在国内外60余口井中得到应用,成果达到国际领先水平。在测井数据工程和钻井应用技术方面,自主设计的在线油气检测系统达到国际先进水平,建立了国内领先水平的低阻、低渗、裂缝等复杂储层测井解释方法,发展了二维水平井测井解释技术。在信息和石油工程决策技术方面,开发了钻井工程决策支持系统,建立了网络协同会议系统和钻井决策支持应用库,开发的压裂数据采集传输模块应用效果良好,为建立一体化的石油工程决策支持系统奠定了基础。

承担国家项目,发挥更大作用。

在国家项目研究中,工程院开展了海相碳酸盐岩油气井关键技术和中东油气富集区复杂地层井关键技术研究,取得了一批重要成果。

“海相碳酸盐岩油气井关键技术研究”在井筒环境监测、中大型堵漏、安全快速钻井、防腐低密度固井、超深水平井分段酸压、二级储层识别等六个方面取得突破。这一阶段的研究成果已经在新疆和四川进行了试验和应用。一次封堵成功率93%,复杂地层井径扩大率较上年降低50%以上,马开提地区平均钻井周期缩短34.5%,塔河超深水平井分段酸化压裂成功率100%,二类储层测井解释符合率80%以上。复杂地层固井技术已达到现场应用水平。

“中东油气富集区复杂地层井筒关键技术”研究形成了“四大技术系列、十大核心成果、六大创新内容”。研究成果在伊朗雅达油田的及时应用,有效解决了压差卡钻等复杂问题,机械钻速提高了37%,初步解决了复杂沥青问题,实现了100%的酸固井和储层改造成功率,经济效益和社会效益显著。

“3000型压裂成套设备研发及应用示范项目”研究形成了针对不同类型超高应力储层的压裂、酸化/酸压施工参数预测及优化方法。开发了一整套压裂设备现场模拟软件,形成了《非常规油气藏3000压裂车组压裂作业规范》。在胶业1-3HF井和叶丁2井试验成功,整体压裂设计施工综合率达90%以上。

基础前瞻性研究。对工程技术相关的其他学科进行了考察和移植。基于地质环境识别的新理论新方法、基于闭环控制的智能技术、基于化学单体的新材料新体系、基于技术信息的无风险钻井技术等4个方向40余项研究,为新技术新工艺的探索研究奠定了基础。