一路狂奔的中国石油业,正迎来意料之中的爆发期。

2022年9月,中国石油集团油田技术服务有限公司特地发了一封表扬信,祝贺中国石油集团测井有限公司(简称“中油测井”)采用自主研发的超高温超高压射孔器,完成川渝地区XX 1井射孔任务,作业井底压力突破200兆帕大关,创造国内射孔作业井底压力新纪录。

特别值得一提的是,这一射孔成果仅仅是中油测井打破国外产品垄断及技术壁垒的缩影。

回首过往会发现,中油测井通过60余年的攻关积淀,旗下“先锋”射孔技术早已跨入国际先进行列,在塔里木、青海、川渝等区块的非常规油气井、高温高压深井领域,已完全代替国外公司的射孔产品和技术,抢占了长期由国外油服公司把持的高端射孔市场。

一路走来,从无到有,从追赶到引领,以中油测井为代表的中国石油企业,正向世界展示中国的创新力量。

火力全开的中油测井

21世纪以来,全球油气勘探程度越来越高,要在成熟地区发现大量新资源变得愈发困难。

能源咨询公司Rystad Energy的统计显示,全球油气勘探成功率从2010年的约51%降至2020年的16%,降幅超过三分之二。

如是,全球油气勘探开发开始转向更具挑战的领域发展,深层超深层、非常规油气成为了重要接替资源。

这一改变,无疑对油气勘探开发技术提出了新的要求。

以油气开采的关键环节——射孔为例,对于常规油气田,只要用射孔枪击穿套管、水泥环和目的层,建立油气产出的通道,基本就可以满足开发需要。

可是如今,对于深层超深层、非常规等油气资源,射孔不能只是简单地打穿地层,为了生产而射孔,还要求射孔器材能适用苛刻的井下环境,同时改善施工效果、提升油气采收率。

凡事预则立,不预则废!针对油气田开发面临的现实问题,国内不少企业开始率先谋变,中油测井便是寻求技术“更新换代”的先行者之一。

早在2009年,中油测井瞄准国内非常规油气开采中储层改造的技术难题,在国内首先攻关应用“先锋”桥射联作技术,从无到有,打破了长期以来西方巨头的技术垄断。

自此之后,中油测井火力全开,将射孔这一“指哪打哪”的技术做大做优。

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“先锋”射孔系列

截至目前,中油测井旗下先锋射孔品牌发展出了六大系列37类射孔技术、十四大系列130余种射孔产品,射孔整体指标跻身全球先进行列。

这其中,“先锋”桥射联作技术在今年6月举办的中国石油和化学工业联合会科技成果鉴定会上,被认定达到国际领先水平,取得了从“追赶”到“引领”的跨越。

同时,针对国内超深油气开发的需要,中油测井研发的245兆帕超高压射孔技术,射孔作业能力已至9000米井深,达到全球最高耐压水平。凭这一技术,中油测井成为了全球少数能完成9000米超深井射孔作业的油服企业。

创新之路,永不止步

没有轻而易举的成功,只有不断奔跑的背影。中油测井在射孔领域从无到有,再到走在行业前沿,离不开多年以来对创新的执着。

以高温高压深井射孔技术为例,中油测井对这一领域射孔技术的研发最早可追溯至2013年。彼时,在国外技术封锁、国内无经验借鉴的情况下,中油测井投入大量人力和物力,组织研发配套射孔工艺技术。

两年多的时间,中油测井一一突破射孔弹结构、药型罩结构与配方、成型及制备工艺,将超高温射孔弹穿深指标提高了40%以上,创下当时世界穿深纪录;并在国内首次揭示了射孔爆轰机理,研发了完善的高温高压深井射孔工艺及技术。

在当时,中油测井深层高温高压射孔器及配套技术一举创造了9项国内射孔纪录,与国际知名石油公司对标,整体技术达到国际先进水平。

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高温高压超深穿透射孔器材

自问世以来,中油测井研发的深层高温高压射孔器及配套技术,在塔里木、川渝地区全面取代了国外石油公司的产品和技术服务,截至2018年年初工业化应用400余井次,射孔完井费用降低了近一半。

可是,走在超深井射孔技术前沿的中油测井,依然没有停下追求创新的步伐。

考虑到我国油气勘探开发不断深入,超深地层普遍具有超高压、超高温、试油完井工艺复杂等特征,部分井使用210兆帕射孔技术临近指标极限,中油测井选择联合塔里木油田继续对已有深层高温高压射孔技术进行“打磨”。

从2019年开始,中油测井从射孔枪选材、整体结构设计、密封结构与材质优化,到传爆结构优化、射孔爆轰力学模拟不断摸索试验,历时700多个日日夜夜,在2022年3月突破了245兆帕超高压射孔技术瓶颈,使国内深层油气田摆脱了进口技术成本高、采购周期长的困扰。

而且,为了保持射孔技术的领先性,建设了国内唯一的射孔技术研究实验室,实验室配备模拟储层射孔性能试验装置、国内最高压力的井下作业工具极限耐压试验装置,以及国内民爆行业唯一射孔弹爆炸冲击图像捕捉系统,以确保研发射孔产品安全可靠,更好地适应市场实战。

深耕中国“创造”

正因为这种对创新的执着,中油测井一步步将中国“创造”带向了世界各地。

当初,为了让射孔取得更好的储层改造效果,中油测井在射孔器材制造上动起了脑筋。

公司技术人员精益求精,从射孔弹关键部件药型罩入手,利用大型非线性动力学计算软件,开展千百次的理论数值计算模型,对射流参数进行仔细分析,优化射孔弹药型罩结构及装药结构,打造出了射流穿孔动能更强的“先锋”超深穿透射孔器。

相比普通射孔器,“先锋”超深穿透射孔器具有大穿深、孔眼规则、无杵堵、低伤害特质,穿孔深度提升60%以上,油气泄流面积增大30%以上,适用于低孔低渗、低丰度及致密储层射孔作业。

2017年,在美国石油学会(API)专家的现场见证下,中油测井“先锋”超深穿透射孔器将射孔穿深定格在1986毫米,创下了当时世界上射孔弹穿孔深度的新纪录。

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“先锋”射孔弹自动化生产线

值得骄傲的是,创造纪录的“先锋”超深穿透射孔器100%由中油测井研发制造。

2015年,中油测井攻克了自动称量药粉、自动压罩、自动压装等一系列工序技术难题,研制出了国内首套具有完全自主知识产权的射孔弹自动化压装成套装备,建成国内首家射孔弹自动化生产线。

截至目前,中油测井自动化生产线制造的“先锋”超深穿透射孔器穿深已超过2米,成为塔里木、西南、新疆、华北等多个油气田复杂勘探领域作业的指定产品。

不无意外,凭借雄厚的技术力量和先进的制造工艺,中油测井射孔器材及配套产品成为了中国“创造”的又一标杆,并逐渐在国际市场竞争中脱颖而出。

2019年5月,世界三大油服之一的哈利伯顿就向中油测井发出了第一笔射孔器材订单,不同于以往,双方不再通过第三方贸易商,而是首次采用直供方式完成交易,展示了世界顶尖油服巨头对于中油测井射孔器材的认可。

目前,中油测井射孔器材已然成了国际市场中的“香饽饽”。

仅在今年8月,中油测井就向苏丹出口了1万余米射孔枪及配套器材;还正式启动供应阿塞拜疆使用的射孔弹生产任务,近5万发射孔弹预计将在9月乘坐专机飞往阿塞拜疆。

公开资料显示,中油测井具备年产180万发射孔弹、50万米射孔枪的产能,凭借技术优势,客户圈仍在逐年扩大,目前产品远销美国、英国、土库曼斯坦等全球六大洲37个国家,打响了中国“创造”的品牌。

让油气开发更高效、更容易

工欲善其事,必先利其器。

作为一家油服企业,中油测井通过深耕射孔领域,发展出了集射孔器设计与制造、射孔工艺研究、射孔施工服务为一体的射孔全产业链,真正把助力国内油气大开发的主动权牢牢抓住在自己手中!

2018年,中油测井接到一个特殊的订单,在青海油田X 41H2井实施桥射联作作业,X 41H2井位于高寒缺氧的青藏高原,施工环境恶劣,后勤支撑困难,特别是极端低温,对带压电缆井口密封影响很大,存在电缆控制头遇卡的风险。

针对这一系列施工难题,中油测井发挥一体化的射孔服务优势,运用自主开发的射孔软件优选合适的射孔器材,保质保量地完成了9段桥塞联作作业,作业成功率、射孔弹发率和准确率均为100%。

在这一次射孔作业中,中油测井展现出的技术能力和服务作风,受到了业主方青海油田的高度认可。

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中油测井某射孔施工服务现场

正是凭借过硬的技术和可靠的服务,多年来,中油测井受到越来越多油田的青睐,成为了不少复杂井况射孔施工的优选对象。

今年4月,中油测井收到西南油气田订单,负责开展X H47-7井水平井桥射联作施工。当时该井由于第7段泵送异常,甲方提出对第7、8段射孔段进行合并变更,在第8段尝试采用1桥塞+22簇射孔枪的射孔方式,替代原先的1桥塞+18簇射孔枪的射孔方案。

可是,单段簇数突破20簇在国内尚属首次,工程技术难度高。

为确保该段施工顺利完成,中油测井从射孔前的理论模拟,到射孔器材质量把控,再到施工流程的精细化操作,层层把关,最终顺利完成了该井第8段泵送桥射联作施工,创下了国内桥射联作施工一次入井23级点火的新纪录,以更高的作业时效,有力支撑了页岩气的规模效益开发。

如此种种,可以看出,以技术撬动更多油气资源,已成为中油测井作为油服企业的不懈追求,更是国内油气行业加大勘探开发要求下的迫切希望。

创新不止,发展不停!或许我们可以期待,中国本土石油企业创新意识的“觉醒”,将成为中国提升油气资源供给能力的重要根基。