坚持科技创新,研发具有自主知识产权的特色技术,加强科研与生产、技术与市场的有效结合,是增强油企核心竞争力、提升专业化服务水平、实现企业高质量发展的关键。未来,石油科技的快速发展将给全球能源行业带来巨大冲击,也带来无限希望。

  川庆钻探:以技术为龙头 坚守成本红线

  7月30日,四川内江市威204H40页岩气平台,亚洲第一台智能钻机60001轰鸣着朝3000米深的地层挺进。他们并不独行,此时此刻,上万名川庆钻探人都在忙碌着,向2020年中国石油页岩气产量120亿立方米的目标挺进。

  成立十年,九年鏖战页岩气。川庆钻探在国内最先进入页岩气工程技术服务领域,完成中国页岩气工程技术服务40%工作量。先后成功钻探了我国第一口页岩气直井、第一口页岩气水平井、第一口具有商业价值页岩气井,完成了国内第一个页岩气平台井建设。

  “降成本,还是降成本。”在川庆钻探各类有关页岩气的会议上,听到最多的就是怎样实现页岩气效益开发。随着页岩气开发的规模化和国家相应补贴、环保政策的逐步收紧, 开发效益日渐微利化。川庆钻探大量采用丛式水平井与分段压裂的技术组合,探索出符合自身实际的工厂化施工模式,在节约土地、水源、材料、人工,提高作业效率和废物利用率,保护环境等方面发挥了关键作用,蹚出一条具有中国特色的页岩气效益开发路子。

  双钻机作业式工厂化是最现实的选择

  “钻头不到油气不冒”,任何油气资源的勘探开发都需要钻井施工来实现,同时,钻井成本也是油气资源勘探开发的大头。

  2011年,川庆钻探50712钻井队队长杨军带着队伍来到珙县上罗镇打宁201井,成为打长宁页岩气井的第一人,这口井钻完井周期超过150天,耗资上亿元。而川庆钻探打的中国第一口页岩气井威201,成本同样高昂。

  产量决定投资,而按照目前中国页岩气井的平均产量,过亿的成本是页岩气无法承受之痛。如果无法逾越成本的鸿沟,页岩气勘探开发将是死路一条。

  美国的页岩气勘探开发模式可以借鉴,但不能生搬硬套。川庆钻探摸着石头过河,在钻井施工过程中探索出双钻机工厂化施工模式。

  钻井过程中,川庆钻探采用“双钻机作业、批量化钻进、标准化运作”的工厂化钻井模式,减少资源占用,降低设备材料消耗,精简人员及设备,提升效率,钻井周期下降50%以上。累计完成钻井184口,总进尺95万米。2014年在壳牌合作区块承钻的坛202-H2井,以28.92天获钻完井周期全球第二、中国第一。

  常规井,一支队伍一台钻机一口井。页岩气井,一个平台两部钻机,打完6到8口井才搬迁。目前川庆钻探一个平台为一个项目,进行项目化管理。通常情况下一台5000米钻井机需要近50余人,变成双钻机作业后,一个平台只有60人左右,两台钻机只用一拨管理人员和后勤支撑人员,他们把这些人分成6个班进行“一班三倒”作业。

  川庆钻探在威远、长宁、昭通等区块采用流水线的方式实现工厂化。一般是先批量完成同平台几口井的直井段作业,之后再一边打水平段,一边安排部署压裂作业,形成钻完一口压一口,压完一口生产一口的工作节奏。为提高作业效率,钻、测、录、固、压等各专业均需全程参与、全情投入,以满足各工序无缝衔接的要求。

  压裂模式的突破,迎来页岩气效益开发的春天

  没有压裂就没有页岩气,作为页岩气勘探开发的临门一脚,体积压裂的效果直接影响到页岩气产量。截至7月26日,今年川庆钻探共在19个页岩气平台进行压裂施工,已完成43井次、869段作业,共计注入砂量9万吨,液量161万立方米,最多时8个平台同时施工。在YS112H7-1井,施工35段,注入液量为6.7886万立方米,他们创造了新的纪录。

  页岩气和常规天然气开采方式不同。常规天然气通常通过常规的钻井方式开采,开采时一般采用自喷方式。非常规天然气采用传统开采技术,一般难以获得经济产量,必须采用一系列新技术对储层进行改造才能实现有效开采。这就意味着在页岩气的勘探开发中,必须采用压裂技术,而且必须是体积压裂。

  经过几年的摸索,川庆钻探已完成了从工艺流程到地面配套、从作业方式到人员配置的摸索,一套行之有效的压裂作业模式已然形成。川庆钻探的页岩气体积压裂及大型地面配套技术国内领先,首开国内拉链压裂、同步拉链压裂先河,形成了完备的特色山地工厂化作业技术,工程效率与增产效果大幅提升,刷新威远—长宁、昭通、涪陵区块页岩气增产纪录。

  针对页岩气储层超低渗的特点,川庆钻探压裂以大液量、大排量、低砂比、段塞式滑溜水注入为主要特点,利用页岩自身的脆性、层理面、天然裂缝等储层特征,通过以滑溜水为主的低黏液体注入,形成主裂缝与多级次生裂缝在内的复杂裂缝网络系统,使得与渗透率极低的页岩基质接触的人工裂缝面积最大化,大幅度提高页岩气平台产量。

  施工工艺方面则普遍采用电缆泵送桥塞分段结合分簇射孔工艺,配套技术包括大液量储液、大排量连续供液、压裂液连续混配、连续供砂、电缆泵送桥塞及分簇射孔、微地震实时监测、连续油管钻磨、压裂返排液回收再利用等技术系列。

  通过对页岩气工厂化压裂模式的探索,川庆钻探在3个页岩气示范区已经初步形成拉链式、循环拉链式、同步式3种具有代表性的工厂化压裂平台和压裂模式。页岩气的储层改造技术也实现了从直井到水平井再到丛式水平井组工厂化压裂改造的3大跨越,压裂效率提高50%以上,单井成本大幅降低。

  技术革命拓展低成本路径

  美国页岩气革命给全球能源行业带来巨大冲击,也带来无限希望。相比较而言,中国页岩气勘探开发面临的困难要大很多。川庆钻探开始了中国页岩气技术革命引领成本革命的漫长跋涉。9年来川庆钻探持之以恒的页岩气工程技术攻关,形成以钻完井工程设计、地质导向、油基钻井液等为主体的6大类41项页岩气勘探开发技术系列,有力支撑川渝页岩气规模上产。

  水平井优快钻完井技术、体积压裂技术、分簇射孔技术、高性能水平段专打水基钻井液技术等等,这些技术打破了国外技术垄断,使页岩气工程技术服务价格降低了50%以上,为页岩气效益开发做出了巨大贡献。

  川庆钻探这套技术以精细地质建模、井眼轨迹高效控制、储层实时综合识别为核心,地质导向I类储层钻遇率由38%提高到95%。在3000米深的地下,两公里长的水平段川庆钻探能在2到4米的储层中实现准确地质导向。

  7月10日,以苏义脑院士为主任的鉴定委员会在听取成果汇报、查新报告和应用报告后一致认为:川庆钻探CQ-IGS水平井一体化地质导向技术达到国际先进水平。

  川庆钻探自主开发的页岩气油基钻井液和高性能水基钻井液技术完全替代进口,钻井成本大幅降低,保障了川渝页岩气水平井安全快速钻进,最长水平段达2810米。自主研发的油基钻井液全面替代进口,形成了白油基、柴油基2种油基钻井液体系,钻井液成本降低20%以上。高性能水基钻井液大幅降低环保风险与费用,技术指标接近油基钻井液,综合成本下降40%。

  中国科学院院士、非常规油气协同创新中心主任高德利曾表示,单井成功还不足以赚大钱,甚至还赚不了钱,通过工厂化的模式批量化生产才是解决之道。2017年年初,中国石油明确表示要加大对页岩气的投资力度,促使页岩气从示范区建产向规模上产转变,力争到“十三五”末,实现120亿立方米的产量目标。

  川庆钻探坚定不移走低成本路线,把单井综合投入控制在4000万元以内。4000万元,这是页岩气效益开发的目标值,考验的不仅仅是川庆钻探技术水平和施工能力,更考验企业管理、创新和自我超越的综合素质。(记者 谷俊锋)

西部钻探:激励到位激发全员多层级踊跃创新

  抓创新就是抓发展,谋创新就是谋未来。近年来,西部钻探围绕建设市场竞争力强的工程技术服务公司,坚持科学立企、创新驱动,不断提升企业自主创新能力,让科技创新成为推动企业高质量发展的强劲动力。

  “我们把高质量发展支点放在创新上,依靠创新驱动启动高质量发展新引擎,努力在打造‘市场竞争力强的工程技术服务公司’的征程上不断取得新突破。”西部钻探总经理张宝增说。   

  机制引领 铺路搭台

  如同种子离不开泥土,创新也离不开配套的体制机制。为了充分释放创新活力、优化创新资源配置,公司科技委员会统筹领导和管理全公司科技创新工作,强化科技创新的顶层设计。

  “只有厚培创新土壤,引导员工深入理解创新、参与创新、支持创新,才能更好地激发创新智慧和创造活力。”西部钻探副总经理何君说。

  通过制定《公司科技项目管理办法》《公司科技创新成果奖励办法》等9项管理制度,西部钻探破除了制约创新的思想障碍和制度藩篱。

  “对于成效好的项目,我们在上级公司奖励的基础上再进行奖励,并对突出贡献项目给予特别嘉奖。”何君说,“科学有效的激励机制激发了全员的积极性和主动性。”

  与此同时,灵活的载体让机制的导向作用得到充分发挥。

  不久前的一天下午,西部钻探吐哈钻井公司张耀先创新工作室内,几名年轻员工聚在一起切磋着不同地层、不同钻具的组合问题。“工作之余,年轻人喜欢到工作室来交流工作中遇到的问题。”工作室负责人张耀先说,“新员工来熟悉业务、老员工来开展创新实验,这里每天都很热闹。”

  跟职工创新工作室一样热闹的,还有设在试油公司的全国示范性劳模和工匠人才创新工作室。在这个工作室里,专业技术人员汇集团队智慧,围绕技术革新、安全生产、节能减排等主题,破解了许多技术瓶颈。

  职工创新工作室和劳模创新工作室的成立,为基层一线人员提供了科技信息收集分析、问题研讨、技术改造、培训练兵的创新活动场所,是西部钻探搭建多层级创新平台的缩影。在一线工作了26年的“大国工匠”谭文波感叹说:“体制机制顺了,平台舞台大了,创新有了好土壤,不愁长不出好果子。”

  为了孕育好创新果实,西部钻探还优化了创新项目开展模式——按照“谋划一批、实施一批、储备一批”的原则,梯次布局科技创新项目;采用自上而下和自下而上相结合的方式,开展不同平台分层分类项目研究,确保创新项目的有效开展和应用实效。

  谭文波告诉记者,到目前为止,由他领军创立的全国示范性劳模和工匠人才创新工作室,已获得国家实用新型专利5项、国家发明专利4项,其中,他发明的具有自主知识产权的新型桥塞坐封工具被誉为世界首创,工作室也成为公司培养青年技术骨干的摇篮。

  全员创新 聚沙成塔

  科技成果最大的价值在于应用,科技创新最大的潜力在于基层。西部钻探大力提倡群众性创新,把创新科技成果和生产实际需求结合起来,切实将创新成果转化为现实生产力。

  精益科技管理,实现了群众性创新项目随时提报、及时结题、即时评审和效益测算。同时,容错和纠错机制让大家在创新时能放开手脚、大胆尝试。“过去我一直觉得创新是‘高大上’的,是少数人的事,其实不然,创新再小也能产生效益,全员参与才能聚沙成塔。”谭文波深有感触地说。

  今年,克拉玛依公司针对环玛湖等区块多井平台水平井防碰技术要求和难点,有针对性地开展技术攻关,有效解决了部分区块地层高强、高压、研磨性强、可钻性差等复杂情况,截至7月16日,克拉玛依钻井公司钻井进尺已达70.6774万米,比去年同期增长8.9万米。

  7月12日,试油公司历时一年研制的一体化缠绕装置应用成功,5500米光面电缆倒缆作业仅用4小时,是传统倒缆时间的七分之一,且底部排缆一次成功率提高90%以上,标志着试油倒缆作业进入新阶段。

  7月15日,井下作业公司最新研制的压裂准备现场自动化控制系统,在玛011-H井投运,成功解决了员工误操作、液面溢罐、效率低的三大难题。

  有平台、有环境、有奖励,全员创新的良好局面,如今在西部钻探已基本形成。

  精益改善活动是推动全员创新向个性化、开放化、集群化发展的有力抓手,西部钻探通过QC小组课题、联合攻关课题等,吸引广大员工参与创新,营造了“人人都是创新主体、处处都有创新课题”的良好氛围。

  从个人到团队,从技术创新到管理创新,西部钻探打通创新和发展之间的通道,让劳动、知识、技术、管理的活力竞相迸发,释放出巨大的发展潜能。

  上半年,西部钻探共实施群众性创新课题323项,创新增效2500万元。

  培养人才 储备未来

  人才是创新的根基,是创新的核心要素,更是企业的未来。

  企业实现高质量发展,更加需要人才资源的强劲支撑。西部钻探坚持“人才是企业发展的核心竞争力”理念,将打造“市场竞争力强的工程技术服务公司”目标与人才培养紧密结合,聚焦特色引领,坚持问题导向,全力提升服务保障能力。

  围绕优化井筒工艺技术、提升服务保障水平、加强设备保障能力等,西部钻探积极组织实施科技创新项目,以项目带动人才成长和发展。

  今年,公司设立8000万元专项奖励基金,组织“三比”劳动竞赛,优化标准提速模板,开展技术专项检查,深化事故复杂治理,先后创集团公司纪录4项、重点区块作业纪录16项。

  坚持“人皆为才、人尽其才”理念,西部钻探采用“人才+项目+岗位”培养模式,开辟多层次人才发展快车道。

  长期以来,公司与中国石油大学、工程技术研究院、济柴动力公司等建立了紧密的合作研发机制。产学研平台强化协同创新,形成了资源互动、优势互补的交流平台,搭建起技能提升舞台,促进了人才梯队建设。

  除此之外,西部钻探还进一步完善企业层级人才库,加强专业技术人员聘任管理和年度考核;以核心骨干专题课、一线主管技能培训等为载体,实现全公司范围内的知识共享,培养青年员工快速成才,构建起一专多能人才队伍“蓄水池”。

  在此基础上,西部钻探大胆使用各类人才,将人才放到关键位置上、重大任务中锻炼,创新能力持续增强。仅上半年,公司新型柱塞气举排水采气系统等四项新技术通过集团公司成果鉴定,总体达到国际先进水平;连续油管水平井带压分段测试等五项重点开发技术取得阶段性成果;精细控压、扭力冲击工具等技术利器推广应用范围进一步扩大,有力支撑了提速提效。获得专利授权58项,新申请受理专利94项。(记者 黄智明)

  专家视点

打造特色技术助力提质增效

  东方地球物理公司科技信息处处长 宋强功

  依靠科技进步和技术创新,持续打造特色技术,是增强企业核心竞争能力、提升专业化服务水平、实现企业高质量发展的关键。随着油气勘探难度日趋加大,油公司对技术要求也越来越高,坚持科技创新、研发具有自主知识产权的特色技术、运用特色技术破解技术难题,是实现公司可持续发展的必要条件。

  目前,国家能源发展开始由常规勘探领域逐步向隐、深、低、非、海领域转变,常规勘探技术难以满足勘探开发需要,拥有自主知识产权的特色技术尤为重要。只有紧跟油田勘探开发技术需求,充分发挥特色技术优势,提出一对一解决方案,才能为国家能源安全,为油田公司增储上产,为企业提质增效提供强有力的技术支撑。

  东方物探作为中国石油找油找气主力军,始终坚持创新驱动战略,把打造特色技术作为企业做强做大的首要任务,着力打造物探“中国芯”,注重在核心软件、核心装备、关键技术方面对标国际一流,形成了集采集、处理解释、油藏地球物理、非地震勘探、软件研发、装备制造、信息技术服务的一体化业务格局,具有全产业链和全技术链优势。其中,特色技术成为助力企业提质增效的关键利器。

  目前,东方物探自主研发的GeoEast已成为中国石油油气勘探开发的主流物探软件和国际竞争利器之一,整体功能达到国际先进水平,GeoEastV3.0在中国石油集团全部18家油田及直属院所推广应用,今年集成发布的GeoEast V3.2版本,软件功能得到全面完善,突破了海洋节点采集和陆上高效混采数据特殊处理技术的瓶颈,为中国石油海外高端勘探市场开发提供了技术支撑。以“两宽一高”为代表的物探核心集成配套技术系列,引领物探行业高精度勘探的发展;建立全球第一支数字化地震队(DSS),提升了作业现场机械化、信息化、自动化水平,降低了作业成本,项目施工效率平均提高10%以上。这些特色技术在找油找气、助力提质增效中发挥了突出作用。

  特色技术在市场开发尤其在国际高端市场开发中起着至关重要的作用。譬如,阿曼PDO公司提出可控震源超高效混叠采集方法需求,期望日效达到2万至5万炮。东方物探自2016年开始进行可控震源超高效混叠配套采集处理技术研究,并于2017年9月底开始首次进行可控震源超高效混叠技术工业化,目前平均日效可以稳定在3万炮以上,技术和作业能力均达到业界领先水平。

  东方物探顺应国际深海业务油公司发展需求,深入研发OBN海洋节点技术,一举打破西方技术壁垒,为占领全球OBN市场半壁江山提供了有力支撑。针对油田公司天然气储层预测技术研究迫切需要,积极开展横波地震勘探技术研究,形成了横波激发、偏移成像等关键技术,并在青海油田三湖地区获得良好地质效果,为建设千万吨高原油田提供了新的技术支撑。同时东方物探在非常规、油藏地球物理、综合物化探等领域,也相继研发了多项特色技术,为油田公司增储上产提质增效发挥了重要作用。未来,东方物探将继续把立足油田需求、打造特色技术作为公司科技发展的核心任务,力争为企业提质增效和服务找油找气发挥更大作用。(谭晔 采访)

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