陳 強(qiáng)，李 濤，韓偉業(yè)，黃守志，李益良，孫 強(qiáng)

中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院 （北京 100083）

膨脹管技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化體系實(shí)施效果及思考

陳 強(qiáng)，李 濤，韓偉業(yè)，黃守志，李益良，孫 強(qiáng)

中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院 （北京 100083）

介紹了膨脹管技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化發(fā)展歷程，分析了膨脹管標(biāo)準(zhǔn)體系的制定策略及其實(shí)施效果，在此基礎(chǔ)上提出了石油裝備標(biāo)準(zhǔn)化戰(zhàn)略的發(fā)展建議。結(jié)果表明：膨脹管項(xiàng)目在技術(shù)創(chuàng)新同時(shí)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用分別建立了修井、完井及材料性能檢測(cè)等完備的標(biāo)準(zhǔn)化體系；進(jìn)一步提升了膨脹管技術(shù)水平及其應(yīng)用效果，而這種提升又反作用于標(biāo)準(zhǔn)化體系的改進(jìn)與補(bǔ)充，形成了良性循環(huán)系統(tǒng)，在標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)下國(guó)內(nèi)膨脹管現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)超過(guò)2 500口井，國(guó)外150口井，有效提高了膨脹管技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化率及國(guó)際化水平。關(guān)鍵詞 膨脹管；標(biāo)準(zhǔn)化體系；石油裝備

The development history of the solid expandable tubular technology in China is introduced,the formulation strategy and implementation effect of the solid expandable tubular standard system are analyzed,and some suggestions for the development of the standardization strategy of the petroleum equipment are put forward.The complete standardization systems for workover,well completion and material performance testing are established respectively according to field application,they further enhance the level and application effect of the solid expandable tubular technology,which promotes the improvement and supplement of the standardization systems,and a virtuous circle is formed.Under the guidance of the standards,the field operation of the solid expandable tubular technology is more than 2 500 wells at home,reaching 150 wells abroad,which effectively improves the localization rate and the internationalization level of the solid expandable tubular technology.

solid expandable tubular;standard system;petroleum equipment

膨脹管技術(shù)是20世紀(jì)90年代產(chǎn)生發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)，在國(guó)外已經(jīng)廣泛應(yīng)用于石油行業(yè)鉆井、完井以及修井等作業(yè)，并取得良好的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益。國(guó)內(nèi)膨脹管技術(shù)研究始于2001年，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展已經(jīng)形成了完備的標(biāo)準(zhǔn)體系，有效地引導(dǎo)和促進(jìn)了我國(guó)膨脹管技術(shù)的進(jìn)步，提升了我國(guó)膨脹管的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，打破了國(guó)外同類技術(shù)的壟斷形勢(shì)，并成功進(jìn)入海外市場(chǎng)，為我國(guó)石油裝備的發(fā)展提供了參考及依據(jù)。介紹了膨脹管技術(shù)的發(fā)展歷程，分析了膨脹管標(biāo)準(zhǔn)體系的內(nèi)容及實(shí)施效果，并對(duì)石油裝備標(biāo)準(zhǔn)的制定、實(shí)施以及修訂提出了建議。

1 膨脹管技術(shù)現(xiàn)狀

可膨脹套管是通過(guò)機(jī)械或液壓的方式將特殊材質(zhì)的膨脹管進(jìn)行膨脹，在冷作硬化效應(yīng)下，變形后的機(jī)械性能達(dá)到API套管鋼級(jí)的同等水平。膨脹管技術(shù)是1999年在美國(guó)首先發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)，國(guó)內(nèi)膨脹管技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用主要集中在膨脹管補(bǔ)貼、膨脹式尾管懸掛器、膨脹管完井以及管材性能檢測(cè)等方面。

目前膨脹管補(bǔ)貼套管技術(shù)較為成熟，補(bǔ)貼尺寸覆蓋了Ф139.7 mm、Ф177.8 mm和Ф244.4 mm以及部分非標(biāo)套管。同時(shí)根據(jù)各油田不同需求，創(chuàng)新性地開(kāi)發(fā)了大通徑、耐高溫、耐高壓、耐腐蝕等膨脹管補(bǔ)貼工具，取得良好的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果（表1）。

中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院（以下簡(jiǎn)稱勘探院）膨脹管技術(shù)在國(guó)內(nèi)石油、煤炭、水井等行業(yè)應(yīng)用超過(guò)1 450口井。以套管補(bǔ)貼為例，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率從2005年的5%上升至2010年90%，成為中國(guó)石油集團(tuán)公司的科技利器。

2 膨脹管標(biāo)準(zhǔn)體系及實(shí)施效果

隨著膨脹管技術(shù)的不斷發(fā)展以及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)量的增加，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)體系開(kāi)始制訂、修訂。這些標(biāo)準(zhǔn)源于現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)以及試驗(yàn)總結(jié)，反過(guò)來(lái)推動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步，規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，同時(shí)在這個(gè)過(guò)程中不斷吸收技術(shù)發(fā)展中出現(xiàn)的各種問(wèn)題及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，對(duì)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)行改進(jìn)與補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)互相促進(jìn)、共同發(fā)展的目標(biāo)?？碧皆涸陂_(kāi)發(fā)膨脹管技術(shù)的不同發(fā)展階段，分別制定了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 6802—2010《油田套管補(bǔ)貼用膨脹管總成》，SY/T 6990—2014《側(cè)鉆井膨脹套管完井工藝方法》，參與制定SY/T 5846—2011《套管補(bǔ)貼工藝作法》，Q/SY 1231—2009《Ф139.7 mm套管內(nèi)膨脹管補(bǔ)貼作業(yè)技術(shù)規(guī)范》；參與修訂 SY/T 6951—2013《實(shí)體膨脹管》，標(biāo)準(zhǔn)體系的完備有效地提升了膨脹管技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用效果（圖 1）。

表1 膨脹管技術(shù)概述

以SY/T 6802—2010《油田套管補(bǔ)貼用膨脹管總成》[1]為例，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了油田套管補(bǔ)貼用膨脹管總成的型號(hào)、試驗(yàn)、檢驗(yàn)規(guī)則、運(yùn)輸及貯存等技術(shù)要求，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)膨脹管補(bǔ)貼技術(shù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的空白，使膨脹管產(chǎn)品的品種、規(guī)格得到進(jìn)一步規(guī)范和完善，達(dá)到先進(jìn)性和實(shí)用性的目的。

標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施有效形成了完善的全尺寸系列膨脹管補(bǔ)貼產(chǎn)品，且全套產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化。隨著技術(shù)水平不斷提高，該技術(shù)已經(jīng)替代了爆炸封堵、常規(guī)機(jī)械封堵等傳統(tǒng)套損封堵技術(shù)，成為油田套損井治理的主體技術(shù)。廣泛用于普通直井、水平井、稠油熱采井、蒸汽驅(qū)井、高壓注水井、長(zhǎng)段腐蝕井等各類井況套損井治理。

圖1 膨脹管技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系

該標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)下生產(chǎn)的膨脹管產(chǎn)品已經(jīng)在15個(gè)油田2 500多口套損井中得到應(yīng)用（表2）。其中，中國(guó)石油應(yīng)用超過(guò)1 600口井，包括修復(fù)投產(chǎn)油井900口，累計(jì)恢復(fù)產(chǎn)油70×104t，修復(fù)投產(chǎn)水井700口，累計(jì)恢復(fù)注水30×104m3。同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施使膨脹管產(chǎn)品的品種、規(guī)格得到進(jìn)一步規(guī)范和完善，提高了國(guó)內(nèi)膨脹管質(zhì)量以及現(xiàn)場(chǎng)施工的成功率，標(biāo)志著具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)膨脹管補(bǔ)貼技術(shù)打破了國(guó)外技術(shù)壟斷，開(kāi)始逐步占領(lǐng)國(guó)內(nèi)膨脹管補(bǔ)貼市場(chǎng)。

膨脹管技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化使國(guó)產(chǎn)技術(shù)取得了市場(chǎng)定價(jià)權(quán)利，打破國(guó)外技術(shù)服務(wù)價(jià)格居高不下的局勢(shì)。以中國(guó)石化為例，標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施前，國(guó)外同類技術(shù)在中國(guó)石化的單井服務(wù)費(fèi)用（單根工具）平均為35.7萬(wàn)元；標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后，國(guó)產(chǎn)膨脹管技術(shù)的單井服務(wù)價(jià)格已經(jīng)降至8~15萬(wàn)元，技術(shù)成本得到了極大的降低。

目前，國(guó)產(chǎn)膨脹管補(bǔ)貼工具在中國(guó)石油市場(chǎng)占有率100%，中國(guó)石化超過(guò)95%，中國(guó)海油超過(guò)80%，形成對(duì)國(guó)外同類技術(shù)的絕對(duì)市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，借助“一帶一路”戰(zhàn)略，國(guó)產(chǎn)膨脹管補(bǔ)貼技術(shù)已經(jīng)走出國(guó)門，在印度尼西亞、哈薩克斯坦等國(guó)開(kāi)展技術(shù)服務(wù)，完成現(xiàn)場(chǎng)施工150余口井。膨脹管技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系獲得海外認(rèn)可，助推了國(guó)際產(chǎn)能和裝備制造合作，完善推動(dòng)了標(biāo)準(zhǔn)“走出去”的國(guó)家戰(zhàn)略。

3 啟示與思考

石油裝備是油氣田開(kāi)發(fā)的重要環(huán)節(jié)，其標(biāo)準(zhǔn)化程度與質(zhì)量對(duì)于石油裝備技術(shù)水平及應(yīng)用效果至關(guān)重要。當(dāng)前我國(guó)石油裝備制造業(yè)既面臨著油價(jià)低迷，環(huán)保要求嚴(yán)格，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈等外部挑戰(zhàn)，同時(shí)也有國(guó)家大力推行高端制造，發(fā)展海外戰(zhàn)略的利好機(jī)遇，積極推行技術(shù)創(chuàng)新以及國(guó)際化將是石油裝備制造企業(yè)的重要發(fā)展方向，標(biāo)準(zhǔn)作為創(chuàng)新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化、市場(chǎng)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是支持裝備制造企業(yè)“走出去”參與國(guó)際合作與競(jìng)爭(zhēng)、保障經(jīng)濟(jì)利益的重要手段，是實(shí)現(xiàn)我國(guó)石油裝備轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要途徑。膨脹管技術(shù)在發(fā)展中探索標(biāo)準(zhǔn)，在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中制定標(biāo)準(zhǔn)，在推廣應(yīng)用中改進(jìn)。補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)形成了科學(xué)完備的標(biāo)準(zhǔn)體系，在石油裝備標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程中具有一定的借鑒意義。

3.1 科學(xué)完備，具有廣泛的行業(yè)代表性

近年來(lái)，國(guó)家提倡“控制常規(guī)產(chǎn)能、退出低端產(chǎn)能、發(fā)展高端業(yè)務(wù)”，石油裝備制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向是傳統(tǒng)裝備高端化、智能化以及高適應(yīng)性，包括適應(yīng)深水油氣、非常高油氣開(kāi)發(fā)需求等。石油裝備標(biāo)準(zhǔn)作為綜合技術(shù)水平和自主創(chuàng)新能力的重要體現(xiàn)，應(yīng)具有科學(xué)性與完整性，有利于指導(dǎo)、規(guī)范石油裝備的制造與應(yīng)用。以SY/T 6990—2014[2]《側(cè)鉆井膨脹套管完井工藝方法》為例，該標(biāo)準(zhǔn)制定過(guò)程中結(jié)合勘探院在該領(lǐng)域取得的最新成果，同時(shí)充分征求了中國(guó)石化、中國(guó)海油兩大石油集團(tuán)的意見(jiàn)，內(nèi)容涵蓋了管外封隔器與注水泥兩種側(cè)鉆井膨脹套管完井工藝方法，充分體現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性與合理性。

3.2 整合升級(jí)，避免標(biāo)準(zhǔn)間的交叉重復(fù)

目前我國(guó)尚沒(méi)有權(quán)威的認(rèn)證機(jī)構(gòu)，導(dǎo)致每年數(shù)以千計(jì)的國(guó)內(nèi)設(shè)備、工具和材料制造企業(yè)，為了進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)，花費(fèi)大量資金進(jìn)行API會(huì)標(biāo)認(rèn)證。按照《API標(biāo)準(zhǔn)制定程序》和 《API文件格式與風(fēng)格手冊(cè)》，API有以下 4 種類型：規(guī)范（Specification，簡(jiǎn)稱Spec）、推薦作法（Recommended Practice，簡(jiǎn)稱 RP）、標(biāo)準(zhǔn)（Standard，簡(jiǎn)稱 Std）、規(guī)程（Code）。 其中規(guī)范是針對(duì)產(chǎn)品的，相當(dāng)于我國(guó)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)；推薦作法是針對(duì)過(guò)程的，相當(dāng)于我國(guó)過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)；標(biāo)準(zhǔn)則同時(shí)包括了以上兩方面的內(nèi)容；規(guī)程是可能會(huì)被法律法規(guī)引用的文件。與我國(guó)石油裝備相比，API標(biāo)準(zhǔn)綜合性較強(qiáng)，覆蓋面較寬，篇幅較長(zhǎng)，體系比較完整，基本沒(méi)有交叉重復(fù)現(xiàn)象。如表3所示，我國(guó)石油裝備行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量較多，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量較少，同時(shí)與API標(biāo)準(zhǔn)差異較大，專業(yè)之間存在重復(fù)，具有很大整合空間。膨脹管技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系以膨脹管應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)榛A(chǔ)，不存在交疊、重復(fù)問(wèn)題。未來(lái)計(jì)劃整合膨脹管相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，提高標(biāo)準(zhǔn)的覆蓋面以及整體性。

表2 膨脹管標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施效果

表3 我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)與API出版物對(duì)應(yīng)關(guān)系

3.3 面向海外，接軌國(guó)際市場(chǎng)

當(dāng)前國(guó)家十分重視石油裝備制造產(chǎn)業(yè)面向海外發(fā)展，借助“一帶一路”、“中國(guó)制造 2025”、“國(guó)際產(chǎn)能和裝備制造合作”等國(guó)家戰(zhàn)略，石油裝備制造企業(yè)應(yīng)積極參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)制定，推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)互認(rèn)，實(shí)施“走出去”戰(zhàn)略[3-4]。膨脹管技術(shù)目前在印尼、哈薩克斯坦等國(guó)家開(kāi)始推廣應(yīng)用，施工數(shù)量達(dá)150余口井，其標(biāo)準(zhǔn)體系獲得服務(wù)國(guó)家的認(rèn)可，極大地推進(jìn)了膨脹管技術(shù)國(guó)際化程度。關(guān)于我國(guó)石油裝備制造企業(yè)在發(fā)展國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)略的過(guò)程中，提出以下建議：

1）提高我國(guó)石油裝備標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際轉(zhuǎn)化率。2016年國(guó)家推行 《裝備制造業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化和質(zhì)量提升規(guī)劃》，計(jì)劃到2020年將重點(diǎn)領(lǐng)域國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化率提高到90%以上，這對(duì)于我國(guó)石油裝備制造在國(guó)際市場(chǎng)的發(fā)展提供了良好的政策支持。同時(shí)根據(jù)海關(guān)總署提供的數(shù)據(jù)，我國(guó)石油石化設(shè)備2016年1~12月（統(tǒng)計(jì)范圍為58種主要產(chǎn)品）進(jìn)出口總額為225.392 9億美元，表明國(guó)際市場(chǎng)已經(jīng)是我國(guó)石油裝備未來(lái)發(fā)展的主戰(zhàn)場(chǎng)。國(guó)內(nèi)制造企業(yè)應(yīng)抓住機(jī)遇，以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)先進(jìn)引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，加快推動(dòng)中國(guó)制造與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌[5]，參與技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)、標(biāo)準(zhǔn)競(jìng)爭(zhēng)，從根本上提高國(guó)產(chǎn)石油裝備制造的競(jìng)爭(zhēng)力。

2）建立石油裝備制造業(yè)國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)體系。我國(guó)石油裝備與國(guó)際水平的主要差距是自動(dòng)化、智能化以及節(jié)能環(huán)保等不足，這些差距也是石油裝備轉(zhuǎn)型升級(jí)的主要方向。國(guó)內(nèi)石油裝備制造企業(yè)應(yīng)按照產(chǎn)業(yè)一體化思維，將各環(huán)節(jié)進(jìn)行對(duì)標(biāo)，找出差距，推行國(guó)際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)。如在加快自動(dòng)化鉆機(jī)、高效節(jié)能采油設(shè)備、抗腐蝕油井管、水下及深海油氣開(kāi)采設(shè)備、非常規(guī)油氣開(kāi)采設(shè)備以及高精尖煉化儀表等高端新產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中貫徹國(guó)際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的思想，結(jié)合技術(shù)研發(fā)和新產(chǎn)品研制建立先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)化體系，做到同步性、超前性地開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)化工作，努力實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的國(guó)際先進(jìn)水平。

[1]國(guó)家能源局.油田套管補(bǔ)貼用膨脹管總成:SY/T 6802—2010[S].北京:石油工業(yè)出版社,2010.

[2]國(guó)家能源局.側(cè)鉆井膨脹套管完井工藝方法:SY/T 6990—2014[S].北京:石油工業(yè)出版社,2015.

[3]李威霖.中國(guó)石油石化裝備制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)探討[J].化工管理,2016(8):42-44.

[4]沈桂蘭.石油化工裝備制造業(yè)面臨的問(wèn)題及發(fā)展方向[J].科技信息,2012(15):440.

[5]高圣平.我國(guó)石油裝備標(biāo)準(zhǔn)化[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督,2009,15(1):9-13.

陳強(qiáng)（1982-），男，工程師，現(xiàn)主要從事石油裝備研發(fā)工作。