構建采氣工程技術創新體系的探索與實踐

馬發明 唐詩國 羅 強 談錦鋒

（中國石油西南油氣田公司采氣工程研究院，四川 廣漢 618300）

0 引言

“十一五”末至“十二五”期間，西南油氣田以建設戰略大氣區和一流天然氣工業基地為奮斗目標，重點圍繞龍崗整體加快勘探開發攻堅戰、須家河規模效益開發攻堅戰、川東北高含硫氣田安全高效清潔開發攻堅戰、老氣田穩產工程、頁巖氣技術攻關開展工作，天然氣業務快速發展對加快采氣工程技術創新提出了新的要求，一系列關鍵技術、瓶頸技術亟待有效突破。

1 采氣工程技術創新體系面臨的挑戰

要實現西南油氣田建設戰略大氣區和一流天然氣工業基地的目標，最關鍵的因素是勘探開發技術進步。分析現有的采氣工程技術創新體系，面臨4個方面的挑戰，存在3個方面的不適應。

1.1 面臨四方面挑戰

一是老氣田大部分進入開發中后期，穩產難度大，提高采收率技術面臨新的挑戰；二是龍崗礁灘氣藏具有超深、高溫、高壓、高酸性、有水、多系統等特征，針對性的開發配套技術需要進一步完善；三是四川盆地須家河組開發工程成本高、單井產量低、氣水分異差，采氣工程技術面臨規模效益開發的挑戰；四是引進的國外頁巖氣開發配套技術尚處在應用試驗階段，需要進一步消化吸收。

1.2 存在三個不適應

1）實驗裝備、基礎設施與支撐大氣區建設的要求不相適應。現有配套科研設備總體新度系數較低，兩大實驗室大部分引進設備已進入或即將進入技術報廢期，特別針對三高氣田、低滲氣田和頁巖氣勘探開發還存在設備配置不完善、功能不健全的情況，需要進一步加強建設力度；實驗及配套用房嚴重不足，實驗室部分新進設備擺放和工具陳列無法進行。

2）科研組織與管理機構設置與支撐大氣區建設的要求不相適應。采氣院每年有800多井次現場技術服務，負責西南油氣田的工程技術監督派駐管理，還沒有專門的工程技術和安全管理部門；作為工程技術研究院，也沒有專業的井下工具研究與試制機構，基層研究單位專業領域狹窄，專業方向還需大力拓展。

3）科技創新領軍人才隊伍與支撐大氣區建設的要求不相適應。在完井工藝技術、采氣工藝技術、酸化工藝技術、壓裂工藝技術、不壓井修井作業技術、高含硫試井作業技術、井下工具試制技術等主體技術研究領域缺少集團公司、分公司級專家，專家隊伍未形成梯次配置，對于圍繞300億目標將要開展的重點項目、領域，領銜、牽頭科技創新的專家明顯不足。

2 采氣工程技術創新體系構架與建設目標

2.1 體系構架

采氣工程技術創新體系由3 個子平臺17 項分目標構成（圖1），建設周期10 年，由兩個5 年規劃完成。

圖1 采氣工程技術創新體系構建圖

2.2 建設目標

以科學發展觀為統領，以構建高效的采氣工程技術創新體系為目標，以建設技術發展、科技研發、支持保障“三大體系”為主要內容，依托采氣工程研究院的科技、人才、基礎設施設備資源，打造西南油氣田公司“三大基地”，即：采氣工程技術創新基地、采氣工程技術人才培訓基地、工程技術監督服務基地，支撐300億戰略大氣區和一流天然氣工業基地建設。

3 采氣工程技術創新體系建設的內容及進展

3.1 采氣工程技術發展體系

由完井工藝技術、增產改造技術、采氣工藝技術、試井工藝技術、修井工藝技術、實驗評價技術、海外采氣技術、頁巖氣開發技術等8大專業技術系列組成技術發展體系，突出采氣工程技術一體化的發展思路，通過8大專業技術的發展，為300億大氣區建設提供技術支撐。

“十一五”期間，采氣院緊密圍繞西南油氣田公司主營業務快速發展目標，開展了須家河低滲透儲層提高單井產量攻關、龍崗高含硫高效、安全、清潔開發技術攻關、老氣田穩產技術攻關，通過集成創新、消化、吸收、再創新，使完井、增產、采氣等主體技術取得重大進展，提升了原有的14項特色技術水平，新增了10大特色技術，其中高溫高壓腐蝕評價實驗技術、地應力大小與方向測試技術等2項技術達到國際先進水平，22 項技術達到國內領先水平。

“十二五”期間的技術發展目標為：通過加強自主創新，重點項目的科技攻關和綜合研究，采氣工程技術主要實現或達到以下目標。

三項集成技術：一是基本形成低孔低滲碎屑巖氣藏效益開發采氣工程配套技術；二是基本形成高含硫氣田安全環保開發采氣工程配套技術；三是基本形成提高有水氣藏采收率的排水采氣工藝技術。

六項核心技術：一是復雜井、特殊工藝井完井配套技術；二是低孔低滲碎屑巖氣藏提高開采效益壓裂酸化技術；三是高含硫氣田開采采氣工程技術；四是低壓、深井有水氣藏氣井排水采氣技術；五是多層組氣藏開采采氣工程配套技術；六是低壓氣井修井配套技術。

一項儲備技術：深層超高壓高溫（含硫）氣藏開發采氣工程技術。

三項規模化推廣應用技術：一是規模化推廣應用井下節流技術；二是規模化推廣應用不動管柱水力噴射分層加砂壓裂技術；三是規模化推廣應用不壓井修井作業技術。

3.2 采氣工程科技研發體系

以增強自主創新能力為目標，以完善科技創新組織體系為重點，建設以專業技術研究機構、實驗基礎平臺、博士后工作站為主體的科技研發體系。

專業技術研發機構建設：“十一五”末，采氣院已建成由3 個專業研究室、2 個重點實驗室、1 個技術推廣中心、1個科技信息中心和2個工程監督室組成的研發機構。

“十二五”期間，采氣工程技術研發體系建設目標是：采氣院基層科研生產單位規劃設置5個主力研究室，即：氣井工程研究室、采氣工藝研究室、增產工藝研究室、工程計算與設計室、井下工具研究室，兩個集團公司重點實驗室，即：采氣工藝實驗室、增產技術實驗室；4個支撐輔助單位，新建2個主力研究室，即：井下工具研究室、工程計算與設計室。

實驗基礎平臺建設：由采氣工藝技術實驗室、油氣井增產技術實驗室與采氣工藝及工具現場試驗評價基地等3大分平臺構成采氣工程實驗基礎平臺。

“十一五”期間新研制和購買實驗設備共11 臺（套），價值6 200 余萬元，其中：標志性設備6 臺（套）。古地磁測試儀、酸蝕裂縫導流儀等達到國內領先、國際先進水平。兩大實驗室的硬件水平得到大幅提升，實驗研究能力得到加強，順利進入集團公司重點試驗基地——高含硫氣藏開采先導試驗基地建設序列，全面完成第一階段的建設任務，并于2010年10月順利通過集團公司驗收。

“十二五”期間，計劃投資約8 000 萬元，更新及新增30 臺（套）實驗裝備，購置專業軟件4 套，新建高溫、高壓、高含硫井下工具實驗系統、井下工具試制車間、頁巖氣增產改造技術研究與評價實驗系統等3套實驗裝置，完善升級模擬試驗井系統、固井工藝技術試驗系統、壓裂酸化機理研究實驗系統等3 套實驗裝置，兩大實驗室建成國家級重點實驗室。

博士后工作分站建設：堅持“人才強院”戰略，加大博士后人才引進和培養力度，充分利用分公司博士后分站這個培養高層次人才的平臺，采取“指路子、搭臺子、結對子、壓擔子”等多種方式，對進入工作站的博士，在政治上愛護、生活上關心、工作上幫助、事業上激勵、文化上熏陶，營造了有利于人才成長成才的良好氛圍。

“十一五”期間，博士后分站5 年共接收博士后研究人員5 名，出站4 人，全部自愿留在采氣院工作，現已經成長為承擔國家級和集團公司級重大科研課題的科研骨干。

“十二五”期間，博士后分站將在6個主體專業方向吸納優秀博士進站工作，計劃引進博士后12名，培養出站10名。逐步建成高級技術人才培養基地，建立“瓶頸”技術、關鍵技術、前沿技術研發平臺。

3.3 采氣工程技術支持保障體系

以完善科技管理和實現科技資源優化配置為重點，構建以科技管理為主的制度建設、基礎管理和開放式科研環境，以及以科技資源優化配置為主的人力資源、基礎設施建設、工程監督、經費投入等支持保障體系。

人力資源建設：以打造高素質的專家隊伍為抓手，在增加人力資源總量、改善人力資源結構、提升人力資源質量上下工夫、做文章。

“十一五”期間，采氣院共接收大學畢業生113人，是“十五”同期的4倍，既使全院人力資源總量得到了有效增加，又使人力資源結構得以改善。創新員工培訓培養機制，開展菜單式培訓，突出抓好員工能力培訓，實現“能力與崗位”的匹配。使“十一五”期間參加工作的大學生快速成長，呈現出3 個鮮明的特點：一是學歷層次與政治素質同步提高；二是所學專業與工作崗位匹配；三是成長成才步伐加快。采氣院專家隊伍建設工作也有了新的進展，2009 年評選出分公司級技術專家4 人，2010 年評選出集團公司高級技術專家1人，從而基本建立起了分公司技術專家、院級技術專家人、院級技術帶頭人的技術專家隊伍。

“十二五”期間，采氣院擬接收大學畢業生110左右，與“十一五”基本持平，勞動用工總量控制在500人左右，其中：在冊員工隊伍規模在400人左右；加強員工的能力提升培訓，每年選拔2～4 名碩士以上學位的優秀人才到國內外知名大學、科研機構深造；每年推薦10名本科攻讀碩士以上學位；加強“2512”專家隊伍建設工程力度，到2015 年，選拔培養出股份公司級技術專家2名、分公司級技術專家5 名、院級專家12 人，覆蓋采氣工程主體技術領域。

基礎設施建設：以滿足科研生產需求為重點，加快基礎設施配套建設步伐，實現了跨越式的發展。

1.2.2 問卷調查 采用護士工作滿意度量表(中文版)［2］，包含15個項目的Likert量表，答案分為5個級別，即“非常不滿意、不滿意、一般、滿意和非常滿意”，分別按1～5分計分，得分越高表示滿意度越高。該量表的信度(Cronbach’α系數)為0.88。每次應急人力調配后1周，由護理部科研成員對相關科室護士講解測試目的后填寫問卷，并當場收回。共發出問卷171份，回收問卷171份，回收率100%。

“十一五”期間，共投資4 200 萬元，新建科研大樓7 900 m2，員工周轉房1 640 m2，員工臨時食堂450 m2，對兩個實驗室房屋進行大修改造，為兩個實驗室2010 年順利通過集團公司高含硫氣藏開采先導試驗基地建設驗收打下了堅實的基礎。2010 年編制了采氣院高含硫氣藏開采先導試驗基地配套建設規劃方案。

“十二五”期間，采氣院基礎設施配套建設預計總投資7 900 萬元，主要建設內容為：新征土地4畝、新購房屋1 928 m2、新建建筑15 000 m2，主要包括科研實驗、辦公、輔助及配套用房。目前，該規劃方案的第一步已經實施，完成了房屋購買與新征土地工作。

管理制度建設：以發揮制度在科技創新中的激勵性、約束力，增強制度的科學性、可操作性為重點，持續進行制度的清理、修訂與完善工作。

“十一五”期間，修訂和補充新建規章制度17項，編制了56 項的《長效管理制度匯編》，建立了《采氣工程研究院科學研究與技術開發項目管理辦法》《采氣工程研究院技術專家選拔管理辦法》《采氣工程研究院技術創新獎勵辦法》等一系列涉及科研項目管理、技術服務、成果轉化、技術創新獎勵、技術專家選拔的激勵約束制度，建立了《采氣院“三重一大”實施細則》《領導議事規則》等一系列決策制度。

“十二五”期間，根據分公司的統一部署，結合采氣院“十二五”制度建設規劃和業務發展需要，修訂和制定科技政策和管理制度，擬新建《采氣工程研究院科技人才引進管理辦法》《采氣工程研究院與院校合作建立科研工作站、技術合作聯盟實施辦法》等8個制度，修訂《采氣工程研究院科學研究與技術開發項目經費管理辦法》《采氣工程研究院科研津貼管理辦法》《高含硫氣藏開采先導試驗基地重點實驗室管理制度匯編》等6項管理制度，進一步解決影響科技創新的源頭性、根本性、基礎性問題，為“十二五”科技發展提供有力保障。

基礎工作建設：以開展內控體系建設為契機，圍繞科技攻關，持續開展基礎管理創新工作，實現管理的流程化、規范化。

“十一五”期間，持續開展“基礎管理年”活動，實施管理基礎建設工程，深入推進精細化管理，有效控制成本；加強全面風險防控管理，實現懲防體系、HSE 管理體系、企業文化體系、法律風險防控體系、審計監察與內控體系的有機融合，構建統一監督平臺；抓好OA、ERP等辦公軟件系統的推廣應用，以信息化促進管理的科學化持續改進內部體系，基本實現“制度建設完整有效、業務流程規范優化、質量提升成效明顯、標準體系先進接軌”的基礎管理目標。

工程技術監督建設：按照有利于規范管理，有利于整合技術資源，有利于實現專業技術互補、實現勘探開發技術一體化優勢的思路，西南油氣田分公司2006年12月成立西南油氣田分公司工程技術監督中心，行政上掛靠采氣院。

“十一五”期間，工程技術監督中心積極建章立制，加大監督人才的引進與培養，規范監督管理工作，監督井次大幅度增加，監督管理實現了3個“轉變”，即從分散管理到集中管理的轉變，從外聘臨時監督逐步向職業化監督的轉變，從部分井派駐監督到全面覆蓋監督的轉變。從最初中心成立時70多人擴充到160人的職業監督隊伍，基本實現鉆井試油監督全面覆蓋，地質監督覆蓋超過50%。

“十二五”期間，監督中心每年接收鉆井、地質專業大學畢業生4～10人，正式員工總數達到120人左右，通過多種方式加強監督人員的培訓和管理工作，提高監督人員的綜合業務素質，重點針對年輕、現場經驗不足的監督，逐漸使監督隊伍轉變為以在職員工為主體。

科技經費投入：持續完善科研激勵機制，積極爭取資金支持和項目經費，多渠道、多方式加大科技投入，保障了各項科研項目的順利實施。

“十一五”期間，采氣院科技總投入24 548 萬元，其中：科研費用14 215 萬元，科研配套設備費用6 278 萬元，基礎設施建設費用4 055 萬元，是“十五”期間的3倍。

“十二五”期間，科技經費預計總投資為49 643萬元，是“十一五”期間的2 倍。其中：科研費用22 500 萬元，科研配套設備費用15 143 萬元，基礎設施建設費用12 000萬元。

4 采氣工程技術創新體系建設取得的成果

5 年來，采氣院始終堅持以科學發展觀為統領，緊緊圍繞建設全國一流的采氣工程技術研發中心奮斗目標，加強科技攻關與技術集成配套，加大現場試驗和新工藝新技術推廣應用力度，有力地推動了采氣工程技術創新體系建設，有力地支撐了西南油氣田公司300億戰略大氣區和一流天然氣工業基地的建設。

4.1 主體技術發展取得重大進展，科技創新成果豐碩

“十一五”以來，開展科研項目131 項，其中參與國家“十一五”重大科技專項示范工程項目2個課題4個專題，參與“十一五”國家科技支撐計劃重點項目1項；承擔股份公司科研、新技術推廣應用項目52 項；承擔分公司科研、現場試驗、新技術推廣以及勘探前期綜合研究等項目72項。獲得科研獎勵共計32 項，其中四川省科學技術進步二等獎2 項；集團公司科技進步一等獎1項，二等獎1項；股份公司科技創新三等獎1 項；分公司科技創新獎27 項，實現了集團公司一等獎和四川省省部級二等獎“零”的突破；共申報專利9項，已經獲得批準6項目；申報技術秘密16項，已經獲得批準12項；制訂技術標準2項。

4.2 自主創新邁出堅實步伐，井下工具研發打破技術封鎖

2007年，組建“井下工具研制項目組”，開始井下工具的研制工作，工具組通過不斷創新和科技攻關，相繼研發出不動管柱分層改造滑套式噴射器、衍生管井口穿越裝置，玻璃鋼油管打撈工具等一批特色工具，在自主研發的活動式井下節流器、普通固定式井下節流器、抗硫固定式井下節流器形成系列化后，2010 年工具研發再獲重大突破，自主研發了裸眼封隔器、水力噴射工具，在磨004-H5 井現場首次試驗，獲得成功，打破了國外的技術封鎖。形成了連續油管水力噴射逐層壓裂、不動管柱水力噴射分層（段）壓裂、連續油管水力噴砂射孔、套管加砂壓裂等三項技術系列，在合川001-6-H1等8口井現場成功應用。

4.3 技術支撐、技術服務的力度與廣度增強，貢獻產量同步大幅提升

采氣院以分公司“找氣、增氣、加氣”為目標，大力開展技術新工藝、新技術的推廣應用力度，新增1 500 多萬元的中間試驗與技術推廣裝備，建成3支專業的中間試驗與技術推廣隊伍，即：高含硫試井隊、井下節流作業隊、不壓井修井科研試驗隊，在“三大攻堅戰”中發揮了重要作用。“十一五”期間，共開展各類現場技術服務3 500 余井次，是“十五”期間施工作業623 井次的5.2 倍，累計增產天然氣21.19×108m3，是“十五”期間的2.5倍。

4.4 承擔完成的科研項目數量、質量與級別同步大幅提升

通過向科研傾斜，鼓勵、激勵多勞多得，極大地調動和激發了科研人員積極性、創造性，推動了院科研任務的完成與科技創新能力的提高，“十一五”期間，采氣院承擔的科研項目數量快速增長，科研深度、廣度、項目級別、科研成果也大幅提升。僅2009 年，承擔國家級和集團公司級課題數量達23項，已占總課題數49%，實現高級別課題占全院半壁江山，同比增長18%。其中《四川盆地東部石炭系氣藏中后期整體優化開發配套技術》獲得集團公司科技進步獎一等獎，《固定式井下節流工藝技術研究與應用》獲四川省科技進步獎二等獎，榮獲分公司6項科技創新獎。《可變通徑井下節流器》獲得國家專利，《XO 滑套（可座封氣體加速泵）》《滑套式噴射工具》《雙元件柱塞工具》等3項獲得國家專利，《氣井不壓井起下油管安全作業控制技術》等5項獲分公司專有技術。