专家观点
刘岩生
工程技术研究院党委书记兼休斯敦技术研究中心主任
●成立高端钻头研发中心和完井与储层改造研究中心,致力于页岩油气钻完井关键核心技术突破,着力打造“技术利剑”和“国之重器”
●依托页岩油气创新联合体试验区,形成“一趟钻”技术,支撑川渝深层页岩气钻井周期纪录被不断刷新
页岩油气资源,是现实且极具潜力的重要能源组成部分,在我国非常规油气领域占据主体地位。加大页岩油气勘探开发力度是集团公司党组贯彻落实习近平总书记关于“大力提升国内油气勘探开发力度”等重要指示批示精神的重要举措之一。通过持续攻关,我国中深层页岩气、中高熟页岩油开发技术体系初步形成,支撑了页岩油气探明储量、产量规模持续增长。但要实现我国页岩油气革命,仍有相当长的路要走,亟须攻关形成适合我国页岩油气特点的工程技术体系。
工程技术创新是实现页岩油气革命的关键。北美页岩油气革命的成功,主要得益于水平井和水力压裂技术的突破。我国页岩储层地质条件复杂。页岩气开发主体储层为深层海相页岩,虽然资源丰度较高,但由于天然裂缝发育和高温高压等复杂地质条件,钻井井漏、套变、压窜等工程风险频发,旋转导向、井下动力钻具抗高温可靠性差,工程施工周期长,这些都严重影响了深层页岩气的效益开发。页岩油则主要集中在陆相中高成熟储层,其开发技术体系尚未完全成熟,储层非均质,钻井周期偏长、甜点钻遇率低,压裂工艺与储层的适配性有待进一步提高,压裂效率低、单井产量及EUR偏低,与储层匹配的压裂工艺技术、压裂监测技术等仍需加强。
工程技术研究院始终把推动油气工程技术创新引领放到“国之大者”“企之要情”中统筹谋划部署,在现有专业研究布局基础上,成立高端钻头研发中心和完井与储层改造研究中心,致力于页岩油气钻完井关键核心技术突破,着力打造“技术利剑”和“国之重器”。目前,在钻井技术方面,研发了指向式旋转导向,升级了CGDS近钻头地质导向,形成了基于工程地质一体化的高效破岩的钻头和工具、微纳米封堵钻井液体系、工程地质双甜点井眼轨迹控制和提速工具等特色技术,克服恶性井漏,结合降密度欠平衡钻井等,同油田和钻探企业高效协同,多次刷新川渝页岩气钻井指标纪录。在完井压裂方面,开发出智能完井作业AnyCem软件,自主研发了高性能压裂液、高效暂堵剂、膨胀管井筒重构、高频压力监测、井下电视、光纤解释等技术,有效解决了极端工况下储层改造、套变压窜防控等技术难题。在突破关键核心技术的同时,强化智能化与数字化应用,构建全生命周期的智能化开发系统,结合大数据与人工智能技术,实现地质与工程一体化的协同优化决策,为页岩油气开发提供高效科技供给。
效益效率是实现页岩油气革命的重要标志。近年来,北美页岩油气钻完井技术不断迭代升级,钻井能力和钻井效率同步提升,整体朝着速度更快、效率更高、成本更低的方向快速发展。例如,二叠纪盆地“一趟钻”比例由2019年的25%提高到2023年的40%,单台钻机年平均钻井数由10.3口增加到12.6口;双井及多井同步压裂作业模式推动压裂持续提效,二叠纪盆地单日压裂段数由2019年的7至10段增加至2023年的14至18段。这些有针对性的技术和方法,促进了新一轮以大幅度提高钻完井效率、降低建井成本、提高单井产量为标志的第二次页岩油气革命,实现了非常规油气的常规化。对标国际先进水平,我国页岩油气开发仍面临诸多挑战,尤其是钻完井作业效率有待提升。
工程技术研究院在大庆、长庆、西南和新疆等油气田设立了项目部,依托页岩油气创新联合体试验区,系统集成高效钻头、长寿命螺杆、高效能钻井液、地质导向,结合控压钻井和强化钻井参数等,形成“一趟钻”技术,支撑川渝深层页岩气钻井周期纪录被不断刷新。自主研发的压裂干粉混配成套装置,在煤岩气井应用,相比传统压裂液,材料易运输,支持返排液配液,显著减少油田压裂用水、降低了压裂液成本,为储层改造降本增效增添了新手段。加快将试验区取得的“一趟钻”技术和经验向其他区块复制推广,大幅度提高钻完井作业效率,全面推动页岩油气经济高效开发,为我国页岩油气革命取得更大成果提供坚实的技术支撑。
加强国际技术交流互鉴助力页岩油气革命。他山之石可以攻玉。加强国际技术交流与合作,通过技术引进、合作研发、人才引进等方式,学习借鉴国外先进的页岩油气技术与经验,助力加快我国页岩油气革命。工程技术研究院休斯敦中心充分发挥地处北美页岩油气革命前沿优势,积极搭建国际技术交流与合作平台,组织多种形式的参观考察,使得集团公司相关企业进一步开阔视野,融入全球创新网络,结合我国地质条件进行系统性分析和转化,有效促进了我国页岩油气开发。