十三五”中石油深井超深井钻完井技术的发展方向

坚持“主营业务战略驱动、生产目标导向、顶层设计”的科技理念, 瞄准前沿技术, 强化前沿技术获取与发展, 占领制高点;加强技术自主创新和新技术的引进与吸收, 保持优势领域技术领先;加快核心技术赶超, 提高竞争能力;整合优势特色技术, 加快生产“瓶颈”技术的攻关, 解决生产问题;发展业务链延伸技术, 保障可持续发展。

强化井筒全寿命周期完整性管理理念, 采取最有效的技术手段, 延长井筒寿命, 最大限度地保障油气勘探开发效益。

强化工程地质一体化协同创新理念, 培育发展一批跨专业、跨领域核心关键技术, 为解决深井超深井生产瓶颈难题提供利器。

以深层自动化、智能化钻井装备为引领, 推动深井超深井钻井装备快速发展, 打造中国制造钻井品牌, 提升主营业务保障力和国际竞争力;以信息化、大数据、工程软件为助力, 实现钻井信息与服务业务升级;以速度、质量、可靠性为关键指标, 合力协同创新推进随钻测量技术跨越式发展;以储层改造为关键着力点, 实现地质工程一体化的增储上产;以储备研发为主要对象, 采取革命性措施, 大幅提高创新能力。

“十三五”中石油深井/超深井钻井技术整体上要力争达到国际先进水平, 研制深井自动化钻机、钻井智能优化与远程决策支持系统等多项核心装备、工具及软件;创新发展与超前储备无钻机钻探、随钻地震地质导向、深层储层改造、旋转前探地质导向等关键技术。深层超深层缩短钻完井周期15%, 复杂时效降低50%。

“十三五”预期新研发形成深井自动化钻机、140 MPa/175℃试油测试成套装备等核心装备, 大压差固井工作液、新型双保钻井液等工作液, 高效钻头、小尺寸井下安全监控系统、高速大容量信息传输钻杆等高端工具, 钻井智能优化与远程决策支持系统等核心软件。

根据中石油“十三五”钻井科技发展思路与目标, 按照突出国家项目与企业项目一体化设计、突出满足主营业务重大需求、突出增强科技长远发展能力、突出促进科技成果转化应用的规划部署原则, 针对基础共性, 装备技术, 集成配套等方面的薄弱环节, 统筹安排部署国家重大科技专项和企业重大科技专项。

针对深层及复杂地层井筒工况条件差、新挑战艰巨等问题, 开展无钻机钻探、高效破岩、井筒工作液新材料、深层储层改造、随钻地层前探等方面的研究。无钻机钻探、高效破岩等技术达到国际先进水平, 形成非接触破岩、井筒完整性等新理论, 重点突破随钻地层前探和超深井储层改造试油技术, 形成可工业化应用的深层钻完井关键技术, 为企业钻井技术可持续发展提供基础支撑。

重点开展以下研究工作:①大型体积压裂条件下提高固井质量与井筒完整性新技术, 主要包括微膨胀韧性大温差水泥浆、高强韧性大压差水泥浆、防漏水泥浆、高效油基钻井液冲洗前置液等;②无钻机钻探技术, 包括新型钻探器的总体设计、实验室建设、单元原型实验样机等;③高研磨地层高效破岩新技术新方法新材料, 主要包括新型钻头、高频震动破岩、井下振动随钻管理、非接触破岩等;④井筒工作液新材料新体系基础研究, 主要包括新一代井筒工作液、环保型钻井液及处理剂、广谱外加剂、固井新材料等;⑤复杂深井与水平井井筒完整性力学机理及控制技术, 主要包括水泥密封完整性机理、全寿命周期钻完井管柱设计、页岩微压裂地应力检测、套损防治及井筒完整性检测技术等;⑥苛刻服役条件下油井管工程应用基础研究, 主要包括高性能油井管材研究等;⑦超深井储层改造与试油关键技术, 主要包括一体化完井管柱及工艺流程、相关技术设备、聚能射孔技术等;⑧井下控制工程学与随钻地层前探技术, 主要包括随钻地层前探方法等。

针对深井超深井工程地质条件复杂、核心技术薄弱等问题, 开展自动化、智能化钻井技术与装备, 随钻测控技术与装备, 形成安全高效钻完井配套技术, 为深层油气高效勘探开发提供技术支撑。

重点开展以下工作:①深井超深井自动化钻井技术及装备, 主要包括深井超深井高效快速钻井技术与装备、随钻地震波测量技术及高温随钻测量装备等;②连续起下钻井关键技术装备;③高效辅助破岩与完井试油关键工具, 主要包括钻井提速配套工具及深层高效破岩钻头、耐高温旋转自动脱挂尾管悬挂器、高压气井井下安全阀、耐高压封隔器、完井试油一体化工具研制等;④高强低密度油井管, 主要包括高强低密度高性价比管材开发等;⑤钻井工程设计与控制一体化软件, 主要包括钻井工程设计与控制一体化软件升级版、钻井实时优化与远程专家会诊决策支持系统开发等。

完善升级和试验定型一批钻完井核心技术与装备。重点突破高速大容量信息传输、5 000/7 000 m钻机管柱自动化处理装置、膨胀管钻井等核心技术与装备, 形成深井超深井钻完井与试油测试等核心配套技术, 实现规模化应用。

重点开展以下试验:①钻井重大新技术、新装备、新工具现场试验, 主要包括5 000/7 000 m钻机管柱自动化处理系统、电动钻机175柴油机发电机组、粒子冲击钻井技术、高速大容量信息传输与智能钻杆、井下随钻安全监控、膨胀管钻井技术与装备等现场试验;②含硫复杂地层安全钻完井技术集成与应用;③高温高压高酸性介质油气井完井技术集成与应用;④复杂探区优快钻完井技术集成与应用等。