隨鉆測(cè)井 妙盡“璇璣”

白玉濤

旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向和隨鉆測(cè)井技術(shù)，能夠精準(zhǔn)控制鉆頭在數(shù)千米地下，瞄著油層鉆、聞著油味鉆，是高效開發(fā)海洋油氣資源，進(jìn)軍可燃冰、頁巖油等能源新領(lǐng)域的必備技術(shù)。但是，上世紀(jì)90年代問世后，這項(xiàng)技術(shù)一直牢牢握在3家美國油田技術(shù)公司手中。他們只租不售，實(shí)施嚴(yán)格的技術(shù)封鎖。

近日，中國海油宣布，自主研發(fā)的“璇璣”系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)1000口井作業(yè)、100萬米鉆井總進(jìn)尺，關(guān)鍵作業(yè)指標(biāo)達(dá)到世界一流水平，標(biāo)志著我國高端油氣鉆井技術(shù)實(shí)現(xiàn)了里程碑跨越。

在舊車庫里造出高精尖

2007年，中國海油油田技術(shù)事業(yè)部開始部署研發(fā)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向和隨鉆測(cè)井技術(shù)。在電子專業(yè)和定向井專業(yè)專家郭云、周忠貴的指導(dǎo)下，由尚捷統(tǒng)帥隨鉆測(cè)井和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向兩項(xiàng)技術(shù)研發(fā)。

尚捷跑遍南北高校面試招聘，組建了電子、機(jī)械、軟件專業(yè)齊整的團(tuán)隊(duì)，一個(gè)“草臺(tái)班子”就此形成了。

團(tuán)隊(duì)有了，去哪里建實(shí)驗(yàn)室？

他們選擇了位于河北燕郊的一個(gè)舊車庫。因?yàn)槟抢镒銐虼?，可以同時(shí)容納辦公區(qū)和試驗(yàn)區(qū)。用他們的話：“辦公室距離實(shí)驗(yàn)室不能超過20米，超過了就不是真科研?！?/p>

蚊蟲、跳蚤、遠(yuǎn)離北京的家……與實(shí)驗(yàn)和辦公條件相比，更為艱苦的是項(xiàng)目從理論可行慢慢滑向了實(shí)踐恐慌。

面對(duì)毫無頭緒的浩繁資料，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)開始了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研。

在塘沽定向井車間，反復(fù)向維修工程師請(qǐng)教；到陸地作業(yè)井，參觀隨鉆系統(tǒng)作業(yè)；拜托現(xiàn)場(chǎng)工程師，幫忙采集泥漿波形數(shù)據(jù)；收集基地和井場(chǎng)照片，研究隨鉆地面?zhèn)鞲衅骱头辣綦x元件……

調(diào)研讓原先看起來非常基礎(chǔ)的小問題，跟一座座山一樣擺在團(tuán)隊(duì)面前。新系統(tǒng)包括了幾千個(gè)元器件、幾十萬個(gè)程序代碼，技術(shù)難題多如牛毛。再與實(shí)際應(yīng)用一結(jié)合，又派生出無數(shù)新難題。

雖然越調(diào)研越感覺任務(wù)壓力大，但也正是因?yàn)檎{(diào)研，他們更加堅(jiān)定了決心。

“先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，外方服務(wù)商只租不賣，就算賣也是殘刀短劍。而人家扛著長槍短炮，等著我們干不了了再登場(chǎng)?！鄙薪菡f。

寧上山不下海。海上作業(yè)有多苦，沒有經(jīng)歷的人不會(huì)懂。面對(duì)技術(shù)封鎖，更多的是窩囊——不是咱們吃不了苦，實(shí)在是技術(shù)工具差點(diǎn)事。

“讓鉆臺(tái)上的兄弟們用上真正耐用、有效的工具，讓他們少受點(diǎn)苦。更重要的是，中國的地層理應(yīng)用中國造的儀器來勘測(cè)?！边@就是研發(fā)團(tuán)隊(duì)的初心。

半年時(shí)間，他們吃透設(shè)計(jì)思路和技術(shù)細(xì)節(jié)，整理編制出20多萬字的技術(shù)文檔和上百張圖紙，并陸續(xù)突破了10余項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，自主設(shè)計(jì)建造試驗(yàn)測(cè)試裝置近100種，研發(fā)出40余種高溫電路、數(shù)千個(gè)機(jī)械液壓部件、上百萬行程序代碼。

2011年，實(shí)鉆試驗(yàn)成功！歷時(shí)4年，“璇璣”研發(fā)成功，較行業(yè)龍頭整整縮短4年。

把“大玩具”搬到海上平臺(tái)

技術(shù)成型讓研發(fā)團(tuán)隊(duì)看到了黎明的曙光，但儀器躺在實(shí)驗(yàn)室里只能是“大玩具”。必須去地下鉆井實(shí)戰(zhàn)，向浩瀚無垠的深海進(jìn)軍。

下井作業(yè)，儀器需要承受井下150℃高溫、1400個(gè)大氣壓的極端環(huán)境，受到鉆頭破巖時(shí)數(shù)十個(gè)重力加速度的振動(dòng)沖擊，并在這種極端工況下穩(wěn)定運(yùn)行200小時(shí)以上……

“璇璣”系統(tǒng)的抗震、耐壓等關(guān)鍵指標(biāo)已經(jīng)超過了航天和軍工標(biāo)準(zhǔn)。相比樣機(jī)研發(fā)，實(shí)戰(zhàn)更是難上加難。

就像交響樂剛剛奏響嘹亮的序篇，接二連三的失利，如同沉重的鼓點(diǎn)砸了下來。

一次，在大慶實(shí)鉆試驗(yàn)，儀器下井鉆60多米就趴窩了?！澳銈冞@東西行不行啊？不行趕緊拿走！”作業(yè)者當(dāng)即下了逐客令。

“確實(shí)，就算你的技術(shù)再關(guān)鍵，別人要對(duì)自己的井隊(duì)負(fù)責(zé)，耽誤不起?！鄙薪輲ьI(lǐng)團(tuán)隊(duì)干脆吃住在現(xiàn)場(chǎng)，每天只睡三四個(gè)小時(shí)。“再堅(jiān)持下一次井，再堅(jiān)持打一米”……

終于，2014年“璇璣”海試成功，震動(dòng)了世界鉆井技術(shù)領(lǐng)域。中國海油成為國內(nèi)首家、全球第四家完全掌握該項(xiàng)技術(shù)的公司。中國成為繼美國之后，第二個(gè)擁有此項(xiàng)技術(shù)的國家。

“璇璣”集合了20多個(gè)學(xué)科的應(yīng)用、1000多道高端工藝組裝、幾百萬個(gè)代碼控制，升級(jí)工作極為復(fù)雜。為了提升“璇璣”的可靠性，中海油服制定了閉環(huán)故障解決機(jī)制。隨著近百個(gè)故障的陸續(xù)關(guān)閉，“璇璣”入井成功率由最初的22%提升至90%，技術(shù)和功能得到了全面提升。

從獨(dú)門絕技到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用

成績面前，尚捷和他的團(tuán)隊(duì)沒有放慢腳步，而是選擇了直視差距、直面挑戰(zhàn)。

“解決了從無到有的問題，只能說一只腳邁進(jìn)了高端鉆井領(lǐng)域。我們與全球一流公司相比，在技術(shù)成果產(chǎn)品轉(zhuǎn)化能力上存在數(shù)量級(jí)差距?！鄙薪菡f。

技術(shù)領(lǐng)域的全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，是在技術(shù)向產(chǎn)品轉(zhuǎn)化的效率、質(zhì)量、規(guī)模、回報(bào)和迭代速度上，比拼規(guī)?；a(chǎn)能、全球化人才、市場(chǎng)化能力、供應(yīng)鏈水平等綜合因素組成的全維度能力體系。

為了提升“璇璣”系統(tǒng)規(guī)模化應(yīng)用能力，中海油服將河北燕郊基地進(jìn)行大規(guī)模升級(jí)，打造成亞太領(lǐng)先的測(cè)井定向井研發(fā)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和高端裝備制造基地，逐步完善維保體系、作業(yè)體系和技術(shù)支持體系，以配套市場(chǎng)規(guī)模需求，有力保障國內(nèi)作業(yè)需求，助力海上油氣增儲(chǔ)上產(chǎn)。

2022年4月20日，建成我國首條旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井和隨鉆測(cè)井技術(shù)智能化生產(chǎn)線，大幅提升了“璇璣”系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化能力。同年8月，建成可覆蓋全球多個(gè)國家的“璇璣”系統(tǒng)專家支持中心，具備同時(shí)為12個(gè)國家地區(qū)提供7×24小時(shí)實(shí)時(shí)線上支持的能力，提升了應(yīng)用支持保障能力。

截至2023年3月，“璇璣”系統(tǒng)已涉足我國渤海、東海、南海、黃海海域以及新疆、遼寧、山西等地區(qū)的主要油田，在國內(nèi)市場(chǎng)漸漸站穩(wěn)了腳跟。

把中國自主高端油氣鉆測(cè)井技術(shù)推廣至全球更多國家，“璇璣”系統(tǒng)已進(jìn)入印尼、伊拉克等國家。

據(jù)悉，隨著“璇璣”成功商業(yè)化應(yīng)用和迅速步入產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，國外服務(wù)商主動(dòng)降價(jià)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)，迅速開放了銷售市場(chǎng)，并主動(dòng)尋求合作。2014年至今，中國海油僅此一項(xiàng)就累計(jì)減少了40多億元支出。

責(zé)任編輯：陸曉如