高效PDC鉆頭攻克“卡脖子”地層
近日,中國(guó)石油休斯敦技術(shù)研究中心的3位技術(shù)人員,對(duì)比分析著剛從中國(guó)石油股份公司重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)探井角探1井傳來(lái)的數(shù)據(jù),興奮之情溢于言表:中心自主研發(fā)的多棱形Tridon非平面齒PDC鉆頭,在川中古隆起八角場(chǎng)構(gòu)造須家河四段致密砂礫巖地層,創(chuàng)下最高機(jī)械轉(zhuǎn)速每小時(shí)2.99米的新紀(jì)錄,久攻不下的“卡脖子”環(huán)節(jié)取得突破性進(jìn)展。
這是中國(guó)石油勘探繼塔里木克深、博孜山前巨厚礫石層、大慶深層火山巖、玉門(mén)青西窟窿山構(gòu)造等之后的又一次重大突破,實(shí)現(xiàn)了西南深層天然氣鉆井提速突破。
關(guān)鍵核心技術(shù)是買(mǎi)不來(lái)的。PDC鉆頭在勘探實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)突破,正是中國(guó)石油在海外建立的第一個(gè)技術(shù)研究中心——休斯敦技術(shù)研究中心為解決國(guó)內(nèi)油氣田勘探開(kāi)發(fā)難題,按照集團(tuán)公司的戰(zhàn)略性安排,充分發(fā)揮北美區(qū)位優(yōu)勢(shì),潛心研究,歷經(jīng)6年攻關(guān)研發(fā)的技術(shù)成果。目前,中心研制成功的11種尺寸22個(gè)型號(hào)的PDC鉆頭系列產(chǎn)品,在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中都取得了良好的應(yīng)用效果。
這種Tridon刀鋒鉆頭,以其獨(dú)特的多棱形設(shè)計(jì),將傳統(tǒng)的“面接觸”創(chuàng)新為“線”+“面”結(jié)合綜合破巖,多重重力平衡和深度脫鈷優(yōu)化工藝,使其抗沖擊性較常規(guī)平面齒提高10倍以上,抗磨性提高2至3倍,綜合提速50%以上,同比單支鉆頭進(jìn)尺提高50%到110%,達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
2015年以來(lái),PDC系列鉆頭已經(jīng)在國(guó)內(nèi)包括塔里木、大慶、西南、新疆、青海、玉門(mén)和國(guó)外北美地區(qū)完成114井次的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。從西部塔里木山前巨厚礫石層、寒武系白云巖,到東北松遼盆地外圍的火成巖、花崗巖,再到西南川渝須家河的“磨刀石”地層等,PDC鉆頭幫助油氣田企業(yè)攻克了一系列地質(zhì)難題,是為我國(guó)勘探開(kāi)發(fā)企業(yè)量身打造的“工程技術(shù)利器”。
休斯敦技術(shù)研究中心自2010年創(chuàng)建以來(lái),就以攻克國(guó)內(nèi)油氣田勘探開(kāi)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)為己任,以研究關(guān)鍵共性技術(shù)、前沿引領(lǐng)技術(shù)、顛覆性創(chuàng)新技術(shù)為突破口,找準(zhǔn)國(guó)內(nèi)油氣開(kāi)采的“卡脖子”環(huán)節(jié),圍繞中國(guó)石油主營(yíng)業(yè)務(wù)需求,堅(jiān)持原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新、引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新的模式。2012年,針對(duì)庫(kù)車(chē)山前勘探巨厚礫石層、復(fù)合鹽膏層的世界級(jí)鉆井難題,研究中心和塔里木油田合作,以鉆頭技術(shù)研究作為鉆井提速的切入點(diǎn)進(jìn)行攻關(guān)。從前期的常規(guī)PDC鉆頭集成創(chuàng)新,到后期的非平面齒設(shè)計(jì)優(yōu)化,逐步建立起一套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),國(guó)際頂尖的鉆頭設(shè)計(jì)優(yōu)化、加工制造、實(shí)驗(yàn)室測(cè)試、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、優(yōu)化改進(jìn)的研發(fā)系統(tǒng)。同時(shí),帶動(dòng)鉆具組合優(yōu)化設(shè)計(jì),鉆井參數(shù)優(yōu)選及鉆頭使用技術(shù)規(guī)范或推薦做法,形成以鉆頭應(yīng)用技術(shù)為主的提速技術(shù)系列方案。
截至目前,休斯敦技術(shù)研究中心已提交專(zhuān)利申請(qǐng)38項(xiàng),其中,12項(xiàng)獲美國(guó)專(zhuān)利授權(quán),1項(xiàng)獲國(guó)內(nèi)授權(quán)。在鉆井提速、完井與壓裂、非常規(guī)油氣藏評(píng)價(jià)技術(shù)等方面取得了一批具有國(guó)際水平的技術(shù)成果。
與此同時(shí),休斯敦技術(shù)研究中心還利用國(guó)際創(chuàng)新資源,搭建國(guó)內(nèi)外創(chuàng)新研發(fā)合作平臺(tái),與國(guó)內(nèi)外百余家單位、知名大學(xué)、獨(dú)立研究機(jī)構(gòu)、制造測(cè)試公司開(kāi)展廣泛合作,推進(jìn)平臺(tái)和窗口建設(shè)。
短評(píng)
自主創(chuàng)新 掌握發(fā)展主動(dòng)權(quán)
關(guān)鍵核心技術(shù)是企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的制勝之道,創(chuàng)新是中國(guó)石油集團(tuán)的四大戰(zhàn)略之一。
入地更比上天難。石油行業(yè)技術(shù)密集,勘探開(kāi)發(fā)中的“卡脖子”難題不少。事實(shí)證明,走跟隨引進(jìn)、吸收模仿的老路,難免被動(dòng),受制于人。
關(guān)鍵核心技術(shù)買(mǎi)不來(lái)。作為我國(guó)最大的油氣生產(chǎn)商、供應(yīng)商,中國(guó)石油必須立足于自主創(chuàng)新,把關(guān)鍵核心技術(shù)掌握在自己手中,才能牢牢掌握企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展主動(dòng)權(quán),保障國(guó)家能源安全。
面向全球建立技術(shù)研究中心,是跨國(guó)公司的通行做法。瞄準(zhǔn)世界前沿,聚集全球腦力,對(duì)接產(chǎn)業(yè)需求,有針對(duì)性地研發(fā)攻關(guān)企業(yè)發(fā)展中的關(guān)鍵核心技術(shù),是集團(tuán)公司創(chuàng)建世界一流示范企業(yè)的關(guān)鍵舉措。
集團(tuán)公司前瞻布局休斯敦技術(shù)研究中心,與很多中國(guó)國(guó)企的研發(fā)路徑不謀而合,目的就是用好國(guó)際國(guó)內(nèi)兩種科技資源。通過(guò)市場(chǎng)化的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,形成世界一流技術(shù)研發(fā)體系和技術(shù)原創(chuàng)能力,培育適合市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的科技實(shí)力。
休斯敦是國(guó)際石油公司和服務(wù)公司的聚集地,業(yè)界人才和技術(shù)云集于此,有利于研究人員樹(shù)立全球思維,既緊盯行業(yè)發(fā)展的技術(shù)前沿、關(guān)鍵領(lǐng)域,又結(jié)合我國(guó)勘探開(kāi)發(fā)中面臨的技術(shù)難題、現(xiàn)實(shí)需要,從而打造油氣領(lǐng)域前沿技術(shù)創(chuàng)新“高地”,加快取得具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的科研成果,量身打造服務(wù)于集團(tuán)公司生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)利器,以創(chuàng)新助推企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),以關(guān)鍵核心技術(shù)突破支撐企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。