中国掌握“贪吃蛇”钻井技术,打破美国垄断(视频)
这两项技术代表了当今世界最高水平的钻井和测井技术。中国已经打破了这两项技术的国际垄断,成为世界上第二个拥有这两项技术的国家。中国海洋石油总公司(CNOOC)也已成为世界第四大和中国第一家拥有这两项技术的企业。
昨天凌晨5点,经过63个小时的连续作业,渤海9号钻井平台上的仪器和钻具成功完成作业任务,返回地下3000米的海面,表明我国自主研发的旋转导向钻井系统和随钻测井系统完全能够进行海上作业。
此外,据中海油新闻报道,该公司自行开发的旋转导向系统井口装置和随钻测井系统Drilog最近共同完成了渤海一口井的海上作业。这表明中国已经打破了油气田定向钻井和随钻测井技术领域的国际垄断,能够独立完成海上“丛式井”和复杂油气藏的需求,预计将显著降低国内油气田开发的综合成本。
定向钻井、随钻测量和随钻测井示意图
长期以来,油气田的开发就像是在做一个时间和成本的“计算问题”,即如何在知道地下油气藏位置的情况下,以最小的成本和最快的速度完成钻井服务。换句话说,如果你想开发“优质低价”的油气资源,你必须使用最少的井位来完成最大范围的储量开发,并使用最少的起下钻次数来实现最短的钻井周期。面对这个必须“正确计算”的难题,石油公司总是选择能够在地层中“水平”行进的定向钻井技术。
与一般钻井作业不同,定向钻井作业不要求钻头“直”向目标地层,而是要求钻头在地层深度内以设计的倾角钻井,直到它到达几千米深的地下储层的“目标中心”。
目前,世界上40%以上的定向井是通过旋转导向系统钻井的。其优点在于能实时控制井下钻井方向,实现类似“3D版贪婪蛇”的钻具运行轨迹调整,使一个钻头穿过分布在“3D”区域的目标地层——即使直径0.2m的钻头也能稳定地横向或斜向穿过0.7m的薄油层,实现一个钻头1000米“横向”运动的长距离作业。这种精确的指导对于降低开发成本、最大限度地开发油气资源具有重要价值。
如果将旋转导向系统比作钻井系统中的“飞毛腿”,那么随钻测井系统就是安装在其上的“千里眼”。旋转导向系统可以在地下几千米处完成作业,这与LWD系统的“导向”是分不开的。LWD系统可以随时将井下地质数据“沿钻井路线”反馈到地面,测井工程师可以完成实时信息处理和命令传输,相当于给井下设备增加了“千里眼”。
两个系统并行工作,可实现全井段定向旋转钻井,实时调整井眼轨迹,测量井下环境参数,可大大提高作业效率,降低工程风险,是超深水、水平井、大位移井等高难度定向井作业的“王牌”。
然而,由于研发难度大,这两项技术已被美国三家油田技术服务公司垄断多年。目前,世界上40%以上的定向井是通过旋转导向系统钻井的。据全球运营量统计,2014年这两项技术将为相关公司带来至少200亿美元的收入。
2008年,在“国家863计划”的支持下,中海油控股的中海油油田服务有限公司开始自主开发旋转导向钻井和随钻测井两大系统。经过艰苦探索,终于突破了技术瓶颈,形成了具有自主知识产权的商标、系统技术和设备体系。
2014年11月18日,中海油服自主研发的旋转导向钻井和随钻测井系统首次联合完成海上作业。这表明中国已经打破了油气田钻井和测井技术前沿领域的国际垄断,预计将显著降低国内油气田的开发成本,为中海油服参与国际高端油田技术服务市场竞争增加一个重量级砝码。
在昨天完成的渤海作业中,两个系统一次完成813米定向井段作业,成功命中1613.8米、2023.28米和2179.33米目标,最大井斜49.8米,最小目标中心距2.1米,充分证明两个系统具备海上作业能力。
中国油田服务有限公司首席执行官兼总裁李勇表示,近年来,公司不断加大科技投入,涌现出一大批自主开发的科技成果。旋转导向钻井和随钻测井海上联合作业的成功表明,该公司已成为世界上第四家和中国第一家拥有这两种技术的公司。未来,公司将致力于这两项技术的产业化推广和应用,以满足中国石油行业对高端技术的迫切需求,同时也将为中国石油企业“走出去”参与国际高端油田技术服务市场的竞争提供足够的实力。
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