中国石化石油工程技术新进展与发展建议

“十三五”以来,中国石化针对深层特深层油气、致密气和非常规油气高效勘探开发中的关键技术难题,持续加大科技攻关力度,突破了一批制约油气勘探开发的技术瓶颈,研发了一批高端技术装备、井下工具仪器和作业流体,形成了优快钻井完井、高温高精度测控、精细录井和高效储层改造等技术系列,促进了顺北油气田、涪陵页岩气田的高效勘探与效益开发,为老油田和致密气田增储稳产提供了强有力的技术保障。但是,目前中国石化石油工程技术装备在作业效率、技术指标、综合成本等方面与国外先进水平相比还存在较大差距,因此在“十四五”期间,必须大力实施创新驱动战略,大力提升自主创新能力,突破钻井完井、测录井及储层改造等专业的关键核心技术,尽快提升石油工程技术装备水平,为中国石化稳油增气降本提供技术支撑。

中国石化超深层钻完井关键技术挑战及展望

超深层是中国石化油气勘探开发的重要增储上产领域。针对超深层勘探开发需求和高温高压及复杂地质环境带来的工程挑战,中国石化持续开展关键技术攻关,在钻完井基础理论和方法、钻完井装备、高温井筒工作液、耐高温井下工具仪器和完井测试等方面取得关键技术进展,保障了120口超8 000 m油气井的安全钻探,钻深能力突破9 000 m,助推塔里木盆地顺北大型超深油气田建设、四川盆地海相特深层油气勘探开发突破,为保障超深层油气勘探开发提供了有力的工程技术支撑。随着油气勘探开发不断向更深层推进,技术升级转型需求日益迫切,需进一步夯实理论研究基础,突破耐高温关键工具仪器和井筒工作液,加快推进钻完井工程技术向数智化转型,为保障深层、超深层油气高效勘探开发和加快技术升级转型提供工程技术支撑。

中国石化页岩气工程技术新进展与发展展望

中国石化在持续完善中深层页岩气工程技术链的基础上,为满足深层页岩气及常压页岩气高效开发的需求,重点开展了基于甜点评价的地质工程一体化设计、随钻地层精细评价、优快钻井、新型油基钻井液、新型弹韧性水泥浆与泡沫水泥浆固井、体积压裂新工艺、新型分段压裂工具、高效压裂液、页岩气测试及产能评价和大型压裂机组研制等技术攻关,初步形成了深层和常压页岩气工程技术链,有力支撑了涪陵页岩气田产能建设和深层与常压页岩气的勘探开发。综述了中国石化页岩气工程技术最新进展,并结合我国页岩气勘探开发需求,提出了进一步完善中深层页岩气工程技术链、继续攻关完善形成深层页岩气工程技术链、发展形成常压页岩气工程技术链的页岩气工程技术发展思路。

中国石化页岩气工程技术进步及展望

中国石化通过持续的攻关研究,形成了具有自主知识产权的页岩气工程配套技术,具备了页岩气水平井水平段长2 000m、分段压裂20段以上的钻完井与压裂设计、施工能力,并实现了涪陵等地区页岩气资源勘探突破,促进了中国石化页岩气勘探开发进程。全面介绍了中国石化页岩气工程地质环境描述技术、优快钻井及井工厂技术、LVHS油基钻井液体系、SPF弹塑性水泥浆固井技术、分段压裂关键配套工具、滑溜水压裂液体系、页岩气水平井分段压裂技术和页岩气技术装备研发等技术及应用现状,并指出了未来页岩气工程技术的五大发展趋势。

中国石化海外油气勘探开发的工程技术难题与对策

中国石化在全球20个国家拥有79个油气勘探开发区块,分布于10余个盆地。由于作业区块分散、地表环境和地质条件千差万别、不确定性因素多,致使石油工程面临许多工程技术难题。分析总结了油气勘探开发对石油工程的技术需求和亟待解决的关键技术难题,提出了有针对性的解决方案和技术对策。旨在通过研究攻关、集成配套、技术储备等途径,形成配套的石油工程技术系列,有效发挥石油工程对油气勘探开发的支持和保障作用。

中国石化深部钻探钻井工程技术新进展

我国深地层蕴含着丰富的油气资源,近年来深井超深井数量不断增加。深部油气钻探面临复杂地层岩性、复杂地层压力和复杂地层流体,地层参数精确求取难度大、井身结构优化设计困难,井下工具仪器抗温抗压能力要求、钻井过程中复杂问题多、作业风险高。中国石化针对重点探区超深井钻井技术难题,"十二五"期间系统开展了工程地质特征精细描述、井身结构优化设计、深部硬地层提速、超深水平井井眼轨迹控制等关键技术攻关,形成了深井超深井钻井配套技术系列,机械钻速逐年提高、钻井周期不断缩短,为深层油气资源勘探开发提供了工程技术保障。

突破储改瓶颈——工程院储层改造研究所为中国石化重点工程提供储层改造技术支撑

工程院储层改造研究所研发的创新技术,使中国石化页岩气压裂20口井322段、致密油气27口井156段、压裂施工创造了多项施工纪录,焦页1HF井首次获得重大商业性发现。中国石化石油工程技术研究院储层改造研究积极开展新工艺、新材料、新工具、裂缝监测与评价技术研究,先后承担了＂页岩气网络压裂机理及设计方法研究＂＂致密砂岩丛式水平井分段压裂优化设计研究＂等50余项科研项目,经过近5年潜心研发,形成了页岩油气和致密油气水平井分段压裂设计方法、水力喷射工具、

中国石化极地冷海钻井技术研究进展与发展建议

北极油气资源丰富,但其低温、浅层灾害、冻土层、井筒处于大温变条件等地质、环境因素给钻井作业带来诸多挑战,为此,在“十三五”期间,中国石化以钻井安全环保高效为总目标,以解决钻井装备及工具、钻井工艺及措施、井筒工作流体的“冷”适应性问题为核心,进行了钻井灾害风险评价控制与环保、钻井关键装备及工具、钻井工艺与井筒工作液等关键技术研究,在浅层气、天然气水合物灾害地层的定量风险评价方法、-50℃低温轨道钻机及钻井工具、冻土层井壁稳定性评价与控制技术、低温钻井液与固井水泥浆等工程技术方面取得了重要进展,初步形成了极地冷海钻井关键技术体系。随着北极油气开发,陆地上将进入更高纬度、更厚永冻层区域,海洋上将向更深水域、常年冰或更厚浮冰海域进军,极地冷海钻井将面临更大的挑战,需要进一步完善极地冷海钻井完井技术理论与方法,研制新型钻井完井关键装备与工具,形成较为完善的极地冷海钻井完井技术体系,以满足北极地区油气藏高效勘探开发的需求,提升我国石油公司在极地油气合作项目中的经济效益和核心竞争力。

以高端石油工程技术装备托起能源安全底气

石油工程技术装备是实现油气高效勘探经济开发的重要手段,随着油气勘探开发向深层超深层、非常规、地下新型资源(地热、干热岩、水合物等)拓展,石油工程技术装备面临更大的挑战和更高的要求。为了提升油气勘探开发能力,中国石化发挥一体化优势,统筹力量持续开展了深层特深层、页岩油气等关键钻完井装备研发,打造了一批高端技术装备,推进了核心技术装备的国产化,保障了油气勘探开发进程,为能源安全夯实底气。

中国石化固井技术进展及发展方向

近年来,中国石化持续加大了深层超深层油气、页岩气和致密油气的勘探开发,为满足油气勘探开发需求,研制开发了自愈合、纳米液硅、温度广谱性等高性能新型油井水泥外加剂,开发了具有自身特色的抗高温、高密度和低密度(两高一低)以及弹塑性水泥浆,形成了超深井高温高压固井技术、页岩油气固井技术以及超长封固段大温差固井配套技术,基本满足了复杂地质条件下的固井技术需求,推动了中国石化油气勘探开发进程。成功开发了系列高性能尾管悬挂器、分级注水泥等系列化固井工具、新型自动化控制的水泥车和一体化注氮泡沫水泥浆系统等固井装备、具有自主知识产权的固井优化设计软件,提高了我国固井技术水平和核心竞争力。展望未来,中国石化固井技术发展要坚持以需求为导向,重点发展复杂深井超深井固井技术、低渗透与页岩油气固井技术、老油田调整井复杂压力体系固井技术,更好地服务于复杂油气藏高效勘探开发。同时,加强跨界融合,研发新型多功能、广谱化、智能化、一体化新型固井材料以及大功率、自动化、智能化、设计监控一体化固井设备是未来固井技术发展的方向。

中国石化重点探区钻井完井技术新进展与发展建议

近年来,中国石化在顺北、川渝和鄂尔多斯等重点探区,通过技术攻关与现场实践,初步形成了顺北8000~9000 m特深层钻井完井关键技术、川渝页岩气钻井完井关键技术、四川海相碳酸盐岩油气钻井关键技术和华北鄂尔多斯盆地致密气低成本钻井完井关键技术,支撑其在特深层油气、海相碳酸盐岩油气和非常规油气资源方面获得了勘探开发突破。随着勘探开发不断深入,重点探区还面临钻井周期较长、机械钻速偏低、井下故障较多、压裂提产效果不理想等一系列技术难点和挑战,需要坚持需求导向,强化关键技术攻关,推广应用成熟技术,大力实施提质、提速、提效、提产的“四提”创新创效工程,为中国石化重点探区的油气高效勘探和效益开发提供技术保障。

中国石化超深井钻井技术现状与发展建议

为了促进中国石化超深井钻井技术进步,加快深部油气资源勘探开发步伐,在统计、分析钻井数据的基础上,介绍了近年逐步成熟和得以有效应用的气体钻井、"PDC钻头+螺杆钻具"复合钻井、"孕镶金刚石钻头+涡轮钻具"复合钻井、"PDC钻头+扭力冲击器"复合钻井、35MPa高压喷射钻井、自动垂直钻井系统等超深井钻井提速技术。分析了普光气田、元坝气田及塔河油田等中国石化三大重点区域的超深井钻井技术现状:普光气田已钻井平均井深5 999.00m,平均钻井周期232.06d;元坝气田已钻井平均井深7 049.67m,平均钻井周期439.47d;塔河油田12区已钻井平均井深6 441.80m,平均钻井周期102.85d。分析认为,中国石化超深井钻井技术已达较高水平,但与欧美等石油工业发达国家相比尚有差距。最后,对中国石化超深井钻井技术的发展进行了思考,给出了发展建议。

中国石化页岩气油基钻井液技术进展与思考

围绕着页岩油气资源和复杂地层常规油气资源勘探开发对钻井液技术的需求,介绍了中国石化近年来油基钻井液技术研究进展与应用情况,包括油基钻井液技术难点、关键处理剂的研发、柴油基和矿物油基等多套油基钻井液体系的研制、配套工艺技术及现场应用等多个方面。同时根据国内外油基钻井液技术的对比和技术发展的需求,探讨了中国石化页岩油气资源钻井液技术的发展方向。

石油工程技术商业化模式选择策略研究

从技术商品和资产的双重属性出发,根据企业自身资源的情况选定技术商业化模式并进行有针对性的推广,以推动技术跨越技术转化的"死亡之谷",实现技术收益的最大化。

中国石化海外油气田钻井完井技术现状与发展建议

中国石化海外油气田年权益油气产量当量已超过4 000×10~4 t,成为我国油气能源供应安全的重要保障。钻井完井工程技术是实现中国石化海外油气勘探开发目标的关键,国际油气市场新形势和中国石化海外资源分布新格局给钻井完井工程技术发展提出了新要求。为此,总结了近年来中国石化各海外区块钻井完井工程技术主要进展,分析了目前海外油气田钻井完井技术存在的问题和面临的挑战,并建议以持续推进技术创新策略应对油价低位震荡,通过"瓶颈"技术攻关、成熟技术集成应用、基础研究和技术储备、技术管理体系建设,加快中国石化海外油气田钻井完井工程技术发展,实现海外油气田勘探开发中的挖潜增效。

中国石化钻井液技术进展及发展方向

围绕油气勘探开发及钻井工程对钻井液技术的需求,介绍了中国石化钻井液技术的研究及应用进展情况,从超高密度钻井液、新型低密度钻井液、非常规油基钻井液、抗高温钻井液、合成基钻井液、聚胺钻井液、复杂地层防漏堵漏技术、气体泡沫及可循环泡沫钻井液、深井超深井优质钻井液、废弃钻井液钻屑及废水回收处理技术,以及基础理论研究和仪器与评价方法的研发等方面进行了叙述,最后根据对钻井液技术发展需求的分析,指出了中国石化钻井液技术的发展方向。

石油工程技术有形化指数研究

积极开展石油工程技术有形化工作,对提升技术影响力、实现油气技术的商业化应用具有重要意义。根据国内外石油公司技术有形化实践,确定了石油工程技术有形化评价指标体系。评价体系主要包括4个维度,即市场需求因子、技术成熟度因子、商业化应用因子和业务发展需求因子,各个维度下分别具有不同的变量指标,采用因子分析法得出各指标权重。通过信度、效度检验,显示该指标体系具有较好的问卷结构,能方便提取受调者信息,可为石油工程技术服务公司评价其自有技术是否需要有形化提供操作指导。

石油工程技术服务业对标评价研究

依据斯宾塞组织有机体、马斯洛需求层次模型,结合石油工程技术服务企业的特征,构建了石油工程竞争力评价指标体系,涵盖包括结构、规模、循环、免疫、技能、遗传、决策、文化8项二级指标及多项三级指标,选取斯伦贝谢、贝克休斯、哈里伯顿、威德福、纳珀斯、塞班和中国石油集团石油工程板块、中国石化集团石油工程板块、中海油服、海油工程这些最直接的竞争对手,逐个进行对标分析,较直观地找出公司优劣势,指出国内油服公司正全面崛起,但在免疫、循环、遗传、规模上尚有较大差距,在文化、技能和决策上有一定优势,为决策者制定下一步战略提供了全新视角。

中国石化页岩油水平井分段压裂技术现状与发展建议

水平井分段压裂技术是实现页岩油高效开发的关键,经过十几年的技术研究与实践,中国石化初步形成了以"超密切割布缝、暂堵转向、高强度加砂、储层保护"为主体的页岩油水平井分段压裂技术,并在部分地区实现了页岩油勘探重大突破,但是工艺参数和技术水平与国外水平井分段压裂技术相比尚有差距。为此,在介绍中国石化页岩油水平井分段压裂技术现状的基础上,对比了国内外主要页岩油区块地质特征的差异,分析了中国石化页岩油压裂技术需求及面临的挑战,并针对中国石化陆相页岩油储层的特点,从地质–开发–工程一体化研究与实施的角度出发,同时考虑经济性及现场可操作性,提出了中高成熟度页岩油压裂技术和中低成熟度页岩油原位改质技术的发展建议,对于尽快形成中国石化页岩油开发技术体系,实现页岩油经济效益开发具有一定的指导意义。

中国石化华东南川区块、华北彬长区块钻井工程日费制管理体系实践

当前中国石化钻井工程普遍采用大包制管理模式,针对该模式下作业风险较高的油气井存在的非生产时效高、钻井周期长、新技术应用程度低、甲方技术管理弱化等问题开展研究,形成了“1纲领+1核心+2配套+1平台”的中国石化钻井工程日费制管理体系,并在华东南川区块和华北彬长区块进行了应用。利用钻井工程日费制管理体系和技术融合的优势,针对华东南川区块和华北彬长区块普遍存在的地层可钻性差、机械钻速低、漏失风险高、坍塌掉块严重等复杂技术难题,形成了基于人工智能的钻井提速技术、失返性漏失地层随钻测量技术、低黏高切油基钻井液技术、强封堵强抑制成膜防塌钻井液技术等钻井示范技术。技术成果解决了制约钻井提速的技术难题,在华东南川区块和华北彬长区块应用3口井,直接创效335万元,可为钻井工程日费制管理体系在中国石化及国内其他石油公司推广提供参考经验。