>  资讯 > 李显义:钻井装备技术创新助力中国油气增储上产
李显义:钻井装备技术创新助力中国油气增储上产 2019-12-09 14:48:04

摘要:中国石油集团工程技术研究院北京石油机械厂总经理李显义在“天然气高质量发展与清洁能源新业态”分论坛上作了《钻井装备技术创新助力中国油气增储上产》的主题分享。

\
        能源新闻网讯 12月7日,由北京市人民政府和国务院发展研究中心共同主办的 2019全球能源转型高层论坛在北京未来科学城召开,来自国内外能源领域的700多名代表出席论坛。中国石油集团工程技术研究院北京石油机械厂总经理李显义在“天然气高质量发展与清洁能源新业态”分论坛上作了《钻井装备技术创新助力中国油气增储上产》的主题分享。
        以下为李显义主题分享文字实录:       
        李显义:尊敬的大会主席,各位院士、领导、嘉宾,刚才前面几位专家介绍了能源转型。当前中国油气转型需求提出来也有几点。一是确实从绿色、安全、环保等方面对化石能源可能是有当前的技术改革,但另一方面从能源需求来看,大家也看到了前面专家也提到,国内石油对外依存度已经超过了70%,天然气的依存度已经超过了40%,实际上中国的油气安全存在巨大的威胁。
        前面讲的都是油气的转型等方面的内容,我这一块要讲的内容,高院士也点了个题,钻头不动、油气不冒,我们是做钻井装备的。基于国家对能源需求的持续增长,化石能源的需求还是不能满足向非常规油气的转化,这也是必然的。接下来就是对装备、工具,能不能满足转型对装备工具包括技术的需求,下面我重点讲讲在国家实施油气转型增储上产等方面,在油气装备上做的一些工作。
        这是总书记对国家油气安全提出的一些要求,十三五以来,党中央、国务院对科技创新工作做出的一系列重大的部署,科技体制机制改革想要强化创新激励,先后出台了四十项法律法规指导意见,特别是去年以来中美经贸摩擦持续升级,中国的高新技术和研究机构怎么能快速发展,怎么能强化担当,怎么在保障国家能源安全方面发挥主力军作用。
        目前油气行业已经进入到动能转换的关键期,一个是新技术对全球油气行业产生颠覆性的影响,越来越多的石油公司,利用云计算、大数据、移动互联网、人工智能、物联网、机器人等数字化技术进行全产业链业务转型,进一步降低成本,更快更好的做出决策,提高运营效率。二是新产业的出现改变了能源供应格局,以太阳能、风能为代表的新能源发展迅速,成本优势凸显,加速可再生能源产生。三是新业态将继续引领全球石油供应增长,美国也正在转变成为全球石油贸易的重要参与者。四是新模式,数字技术与油气产业结合,正不断创新和重构油气行业的组织商业模式和商业生态系统。
        面对新形势新挑战,中国也是积极行动起来,一是全力推动科技创新,保障能源供应。二是推动管理创新,降本增效,提高效力。三是全力推动人才管理体系创新,确保可持续发展。我们围绕提质提速提效,技术需求,增强服务能力。
        目前工程技术与装备发展成为提高勘探发现率与成功率的重要抓手,个性化、定制化及绿色化等发展快速发展。目前中油油服制定了两年一代、六年三代,四化建设要求。通过科研攻关,工程院推出了新一代钻井装备,今天重点介绍三项产品上取得的创新。
        一是顶部驱动钻井装置,这个产品本身是2003年开发成功,这个产品成功的打破了国外的技术垄断,目前在页岩气开发上发挥了巨大的作用。目前我们已经向全球提供了600多台装备。针对页岩气开发专门研制了耐高压的大扭矩,从2016年研制成功,到现在已经提供了50多台。基于顶驱,我们也不断在逐渐完善技术,下套管技术是保证套管成功的重要装备,这是2018年在原有顶驱的基础上完善了这项技术,打破了垄断。目前是在页岩气区和新疆得到了广泛区域。这大幅度降低了页岩气区域下套管的作业成本,用国产的下套管装备基本上把这项作业成本降低了40%~50%,咱们能源转型,以页岩气开发最后有没有效,可能需要各个环节都能去降低成本,最后才能算出来综合效率。这是它里面的几项技术,多路通讯自动切换技术、循环泵IBOP控制连锁技术、调转旋转与倾斜机构互锁技术、位置检测与防碰技术。速凝聚智能控制技术是与壳牌公司一起研制的,旨在提升顶驱钻井安全和钻井效率。目前全球只有我们和另一家公司共同在使用壳牌这个技术平台,能够为客户提供这项技术。主轴旋转定位控制技术的目的是提升钻井效率。
        扭摆减阻控制技术是开发非常规油气需要用的,为了实现大位移的水平钻开采,我们推出了一项技术。在长水平钻的钻井过程中,由于水平钻比较长,拖压轨比较严重,经常出现钻头加不到井底的情况,这种情况我们使用了这项技术,目前国内包括美国的页岩气开采大量使用了旋转导向技术,我们用这项技术可以大幅度降低井底拖动的阻力,等于原来静态的阻力转化为一个滑动的阻力,大大减少了阻力。这一块是有一个小例子,在新疆一口井,启动扭摆之后定向的机械转速提高了66%,这样的例子还有很多。
        地面防喷器控制装置也是当前市场开发的,新开发的防喷器控制装置的远程监测,常规的是没有远程监测,针对油气领域我们开发这个产品主要还是为了提升整体现场的安全,包括远程的技术支持。2011年,在页岩气田发生过一次井喷事故,因为这个产品是个安全产品,主要作用是开关井口的阀门器,弃井在2011年发生事故的时候,整个井厂地下冒出的气使整个井厂都是火焰,所以就没法开关防喷器,造成了比较大的井底损失。后来我们开发了远程,大致300米以内的水平遥控开关装备,这个是在当前数字化的基础上,又做了一个升级的开发,可以利用云平台来操作,实现对防喷器装置的远程监测和控制,当然这个控制目前还在,因为机器管理、机器标准等等方面,还不能应用。也就是说,这个技术已经有了,但现在还不能应用。
        由于我们采集信息更靠近钻头,所以提升了现场指挥,尤其发现薄油层的能力,使得钻井的井眼轨迹更平滑,提升钻运率,这一块也不细讲了。这一块可以给大家简单介绍一下,因为采集信息的数据端离钻头比较近,当钻头离开油层边界的时候,地面的指挥系统会及时发现,这样就会及时的来调整钻头的钻井轨迹,能保证钻头在油层里移动,大幅度提高采矿,常规的机器是在离钻头的17、18米吧,那种情况会出现什么?当钻头已经离开油层了,地面指挥人员并不清楚,所以并不能及时的调整井眼轨迹,导致会离油层比较远,当发现信息再调回来,等于就损失了大量的钻运率。同时由于这种调整,它的井眼轨迹也不规范,不够平滑,为下一段完井,下套管还是增加了很多的难度。
        这是有几个应用效果,从我们应用实例来看可以大幅度缩短钻井周期,井眼相对平滑,减少钻具摩阻,对机械钻速有很大的帮助。这是我们跟踪了大庆某区块使用这套系统,从2011年以来最早使用这16口井,和常规器械的对比,在投产、采购率这一块的变化。总体下来,16口井能提升接近88%。
        2020年是十三五的收官之年,也是中国经济迈向高质量发展的关键一年,作为装备制造企业,我们将牢记初心使命,力争在未来的中国油气转型发展过程中发挥我们的作用,做出应有的贡献,谢谢。
        注:本文系能源新闻网整理自李显义在2019年全球能源转型高层论坛上演讲文字实录,未经本人审阅。