○ 文／李天中

報道

油氣 “貪吃蛇”巡航海底油藏

○ 文／李天中

由中海油服研發(fā)的旋轉(zhuǎn)導向鉆井系統(tǒng)和隨鉆測井系統(tǒng),可引導鉆頭像“3D貪吃蛇”一樣準確命中油藏。

5月3日早上5點，渤海九號鉆井平臺，儀器鉆具從井下3000米返回海面，經(jīng)過63個小時的連續(xù)作業(yè)，順利完成任務(wù)。這意味著由我國自主研發(fā)的旋轉(zhuǎn)導向鉆井系統(tǒng)、隨鉆測井系統(tǒng)完全具備了海上作業(yè)的能力。這兩項技術(shù)可以引導鉆頭像“3D貪吃蛇”一樣在地下幾千米堅硬的巖石里自由穿行，準確命中油藏。

對于作業(yè)日費高昂的海洋平臺來說，隨鉆測井/旋轉(zhuǎn)導向鉆井設(shè)備兩類儀器的多功能、高效率的施工技術(shù)，不但是完成高難度、高精度鉆井的基礎(chǔ)，也是節(jié)省時間、降低鉆井施工成本的保障，更是海洋油氣開發(fā)持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。

國際壟斷“貪吃蛇”

上世紀90年代開始，國外三大油田服務(wù)公司研發(fā)制造的上述儀器在海上率先使用。此后，兩類設(shè)備在海上油氣開發(fā)得到迅速普及，在市場需求的驅(qū)動下，國際上相關(guān)技術(shù)得到大規(guī)模的發(fā)展。

在我國，上世紀末和本世紀初隨鉆測井儀器在海上石油鉆井首先投入使用。同時，國內(nèi)石油服務(wù)公司相繼從國外公司進口隨鉆測井儀器。但是，國內(nèi)進口儀器相比國外原廠的現(xiàn)階段儀器還是低端產(chǎn)品，導致國內(nèi)的服務(wù)公司沒有能力完全滿足甲方的所有需求，只能與國外高端設(shè)備捆綁服務(wù)。

國際能源服務(wù)公司憑借多年測井技術(shù)儲備和持續(xù)的高投入，建立起完整的研發(fā)、制造、維保和現(xiàn)場服務(wù)等技術(shù)鏈條，始終占領(lǐng)技術(shù)的制高點，在國內(nèi)能源服務(wù)市場不斷“攻城略地”。同時，由于自身缺乏核心技術(shù)，近年來國內(nèi)進口設(shè)備缺乏有效的升級，現(xiàn)場運用水平和維保水平停滯不前，與國外技術(shù)水平有進一步拉大的趨勢。

伴隨著旋轉(zhuǎn)導向鉆井、隨鉆測井設(shè)備在海洋上的“常規(guī)化”使用，科技壟斷的“緊箍咒”帶來的問題日益凸顯。進口設(shè)備開始出現(xiàn)各種故障和問題：若自行維修，涉及核心部件只能整件更換，配件費用堪稱“天價”，且購買周期最短需要三個月；若是返廠修理，周期短則半年、長則一兩年，而儀器折舊期只有五年—使設(shè)備利用率大打折扣。這樣一來，只能請別人來提供作業(yè)服務(wù)。然而，曾經(jīng)有外企拒絕對已賣出的設(shè)備提供任何形式的維修和配件上的支持，直接封死了一整條進口設(shè)備作業(yè)線重返大海的可能性，嚴重影響了生產(chǎn)經(jīng)營。

如果不掌握核心技術(shù)，得到的始終是幫助這套技術(shù)延長使用壽命。只有依靠自主研發(fā)掌握核心技術(shù)，才能夠打破壟斷，獲得平等的市場競爭權(quán)利。

打破壟斷

相對于國內(nèi)海上石油鉆井市場旺盛的需求，國內(nèi)的隨鉆測井儀器研發(fā)相對滯后。大力發(fā)展兩類設(shè)備和技術(shù)的研發(fā)，解決石油鉆井高端設(shè)備長期依賴國外的現(xiàn)狀，已成為我國現(xiàn)階段石油行業(yè)的首要任務(wù)。

●由我國自主研發(fā)的旋轉(zhuǎn)導向鉆井系統(tǒng)、隨鉆測井系統(tǒng)已完全具備海上作業(yè)能力。 供圖/張 慶

這個過程并不容易，它凝聚著海油人辛勤的汗水。

2011年勞動節(jié)期間，改進完善后的旋轉(zhuǎn)導向儀器再一次奔赴塘沽進行現(xiàn)場試驗，初步驗證了儀器對井眼軌跡的穩(wěn)斜、增斜和扭方位控制功能，各項參數(shù)基本達到國際主流儀器指標。儀器的可靠性有了長足進步，但離滿足現(xiàn)場使用的目標依然有很大差距。就在科研人員千百次地嘗試和碰壁后，終于發(fā)現(xiàn)問題在于細節(jié)。原來，因為國內(nèi)加工工藝、檢測手段、材料等各方面水平限制，正常的設(shè)計往往難以順利實現(xiàn)。為了確保儀器制造的質(zhì)量，他們從設(shè)計、加工、檢測、裝配、測試等各環(huán)節(jié)入手，切實抓住每一個細節(jié)，并力求做到極致，儀器的可靠性大幅提高。

2013年9月12日，旋轉(zhuǎn)導向鉆井系統(tǒng)成功完成新疆三口定向井實鉆實驗。此次實驗歷時40天，累計工作進尺3686米，最大井深2411米，儀器可實現(xiàn)單趟鉆完井作業(yè)，各項技術(shù)參數(shù)逐步接近海上作業(yè)的要求，系統(tǒng)即將轉(zhuǎn)入設(shè)計定型與小批量試生產(chǎn)。

而在這之前，項目組負責人尚捷帶領(lǐng)大家把三串儀器的上百塊電路板一一做高溫和振動測試，再對十幾支儀器短節(jié)逐個進行高溫高壓和振動測試，最后再將三套儀器分別接起來做水循環(huán)測試。測試出現(xiàn)問題就找原因，改進再重做，試驗前的準備測試持續(xù)了三個多月。

扎實的準備換來的是試驗的成功：在8月開始的實鉆試驗中，3口井的定向鉆進都順利中靶，旋轉(zhuǎn)導向鉆井系統(tǒng)井下無故障連續(xù)工作時間超過150小時，整個團隊信心大振。

隨鉆測井系統(tǒng)的研發(fā)也并非一帆風順。2010年1月23日，項目組將要進行第一次地面循環(huán)試驗。參與工作的人員熱火朝天地組裝完儀器串后，尚捷建議先開水泵試試設(shè)備。因為隨鉆系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)在于泥漿脈沖信號遙傳，要是信號解不出來，井下儀器等于是在盲打，完全喪失了隨鉆技術(shù)的優(yōu)勢。隨著水泵打開，儀器內(nèi)部發(fā)出脈沖器的脈沖聲音，大家非常興奮。然而，竟出現(xiàn)了意外情況。

“怎么不解碼呢？”軟件工程師張松煒對尚捷說。尚捷仔細查看地面數(shù)據(jù)，設(shè)備沒有解得任何數(shù)據(jù)。“先采集一段波形吧，回去再調(diào)調(diào)?！鄙薪葺p描淡寫地囑咐張松煒。話音雖輕，但能聽出他心中的忐忑?；氐今v地，張松煒立刻回放波形，調(diào)試解碼算法。經(jīng)過反復(fù)觀察波形功率譜和噪聲規(guī)律，張松煒輸入一組解碼參數(shù)，眼前閃過一道光亮——數(shù)據(jù)解出來了。那電光石火間數(shù)據(jù)質(zhì)量的好轉(zhuǎn)令張松煒至今記憶猶新。

第二天，循環(huán)試驗正式開始了。大家都神情凝重地看著數(shù)據(jù)顯示屏?！斑?，數(shù)據(jù)解出來了！成功了！”尚捷又驚又喜地叫道，回頭問張松煒，“怎么信號就好了？”“保密！”張松煒笑著賣了個關(guān)子。

降低國內(nèi)油田開發(fā)成本

隨鉆測井技術(shù)和旋轉(zhuǎn)導向鉆井技術(shù)結(jié)合的成功，打破了國外壟斷，我國能夠直接參與國際“定價權(quán)”， 在市場議價和商務(wù)談判中，占據(jù)優(yōu)勢。更為重要的是，這兩項技術(shù)將直接降低國內(nèi)高端鉆井測井服務(wù)成本，提升整體的服務(wù)水準。

隨鉆測井技術(shù)和旋轉(zhuǎn)導向鉆井技術(shù)的結(jié)合實現(xiàn)了地質(zhì)導向功能，有效提高了油層鉆遇率，降低了作業(yè)成本。隨鉆測 井與旋轉(zhuǎn)導向鉆井系統(tǒng)組合，可邊鉆井邊獲得井下多種（地層、工程、環(huán)境、井眼軌跡等）信息，將數(shù)據(jù)實時傳送至地面井場，結(jié)合專家決策系統(tǒng)對現(xiàn)場作業(yè)進行實時決策。

旋轉(zhuǎn)導向在控制造斜井段，可以實現(xiàn)全旋轉(zhuǎn)鉆進，提高巖屑返出效率，減少鉆具吸附和壓差卡鉆事故風險；旋轉(zhuǎn)導向在水平井開發(fā)過程中可避免鉆頭脫壓現(xiàn)象，大幅提高鉆井時效1～2倍，有利于分別廣泛的薄油氣儲層開發(fā)。

隨鉆測井技術(shù)實現(xiàn)了在鉆井的同時完成測井的任務(wù)，提高了鉆井效率；在鉆開地層同時獲得地層信息，避免了泥漿侵入對地層污染；在大井斜、水平井等電纜測井困難或無法作業(yè)時，采用隨鉆測井。

未來，上述兩項技術(shù)可應(yīng)用于陸地和海上大斜度定向井開發(fā)、海上油氣田叢式井開發(fā)、陸地和海上油氣田水平井開發(fā)、 頁巖氣開發(fā)中的水平井應(yīng)用。

責任編輯：趙 雪

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