水力噴射工具的研發在政產學研用體系下的探索和實踐

李鐵成 周紅杰 張翔（中國石油天然氣股份有限公司長慶油田分公司 機械制造總廠，陜西 西安701201）

長慶油田屬于典型的低滲透油氣藏，單井產量低，開發難度大，如何通過增產改造技術，提高單井產量，實現油氣藏的高效開發成為亟待解決的難題。為降低開發成本，豐富壓裂改造手段，油田公司開展了新一代水力噴射體積壓裂工藝及工具管柱的專項研究。“中國制造2025”計劃行動綱要中，明確提出了“政產學研用”相結合的理念，大力推進和構建以企業為主體的“政產學研用一體化合作創新體系”促進企業可持續發展和技術創新。因此，油田公司基于水力噴射工具的研發項目，開展“政產學研用”合作創新體系下的探索和實踐。

長慶油田下屬二級單位眾多，自身擁有技術研發部門油氣工藝研究院，生產制造單位機械制造總廠，產品使用單位各采油采氣廠。油氣工藝研究院擁有雄厚的科研力量，但缺少將成果轉化為產品的途徑；機械制造總廠具有很強的機械加工能力和現場服務資源，但科研力量相對薄弱；各采油采氣廠作為用戶單位，具有新產品試驗、成熟產品大規模應用的條件和場地，但需要通過新技術、新工藝不斷提高施工質量和效率，各內部單位的優質資源，急需通過“政產學研用”一體化合作模式進行整合，實現優勢互補、資源共享、協同作業，從而發揮更大的作用，為提高油田公司的創新能力和核心競爭力做出貢獻。

1 “政產學研用”合作創新體系構建

參照國內外的研究情況，該合作體系采用油田公司主導模式，通過公司內部組織協調、制定計劃、專項資金支持等形式，迅速整合資源，快速實施，進行重大突破。該創新體系的參與方主要包括油田公司、油氣工藝研究院、機械制造總廠、各采油采氣單位。創新體系中，“政”是指油田公司通過出臺的相關政策、項目支持、統籌協調推動各參與方之間合作體系的建立；“產”是指機械制造總廠完成技術成果向產品的轉化，包括產品的加工制造，現場推廣應用和技術服務；“學”是指通過參與產品的研發、制造、使用等各環節，從而提升各方人員的科研和技術能力；“研”是指油氣工藝研究院負責新技術、新工藝的研究及新產品的開發，為整個成果轉化和應用提供技術支撐；“用”是指各采油采氣單位負責產品使用效果及各項參數的跟蹤，為產品的后期研發和改進提供數據支持和研究方向。

該創新體系的構建思路是長慶油田依托公司重大科研專項計劃，由公司層面進行政策支持和統籌協調，油氣工藝研究院和機械制造總廠合作研發新技術、新工藝并將其轉化為產品推廣應用，通過不斷完善改進，進一步滿足各采油采氣單位的需求。整個過程從產品的研發、生產到使用，再從工具使用促進研發、改進再到成果轉化，各單位之間形成了一個可持續發展的循環鏈，推動企業內部單位之間的協同創新，系統組織構建如圖1所示。

2 “政產學研用”合作創新體系運行

長慶油田緊密圍繞致密油氣儲層體積壓裂技術進行攻關，充分發揮“產學研用”的合作優勢，研發新一代水力噴射體積壓裂工藝及工具管柱。使油氣工藝研究院、機械制造總廠及各采油采氣廠，在油田公司的推動下，形成完善的長期合作機制、資源共享機制、利益分配機制及人才培養計劃，實現互利共贏，通過不斷探索和實踐形成了“政產學研用”合作體系。

2.1 油田公司的主導力量

油田公司發揮自身領導，統籌組織作用，通過制度推動、政策引導、資金支持，使各單位積極參與到產品的研發、制造、使用合作體系中。

2.2 機械制造總廠的主體地位

機械制造總廠作為生產單位，一是完成成果轉化，實現批量生產；二是負責油氣田水力噴射工藝推廣、技術服務、質量反饋等工作；三是加強人才隊伍的建設，培育本單位井下工具設計研發團隊；四是針對市場需求，以提升技術創新能力、開拓井下工具市場為目標，與油氣工藝研究院共同開展新技術研究、新工藝應用等方面的合作。

2.3 油氣工藝研究院的核心作用

油氣工藝研究院作為成果轉化的技術支撐，是整個合作模式的核心。在創新體系運行過程中，需要加強與生產單位和用戶單位之間的科研項目合作，共同開展新技術研究、新工藝應用等方面的研發，提高水力噴射工藝市場競爭力，同時為工具推廣使用和技術服務提供有力的技術支撐。其次是制定詳細、有針對性的培訓計劃，為生產單位和用戶單位培養一批過硬的技術隊伍，并根據機械制造總廠、各采油采氣廠在工具加工、服務、使用過程中發現的問題和使用需求，對工具進行改進，不斷提高工具的使用性能。

2.4 采油采氣廠的導向作用

各采油采氣廠必須充分發揮市場及用戶的導向作用，積極主動配合新工藝的推廣應用，根據現場的使用情況及需求，提出改進建議和思路，并積極參與到科研單位和生產單位科研項目合作中來。多方共同制定培訓計劃，定期培養技術人員、操作人員和管理人員，提升新工藝、新技術的業務技能，盡可能形成一套適用于本區塊的水力噴射壓裂改造體系。

3 “政產學研用”合作創新體系取得的成果

經油氣工藝研究院、機械制造總廠、采油采氣各單位相互合作，在油田公司支持下，形成了以油氣田水平井水力噴射分段體積壓裂管柱為代表的體積壓裂技術，具有“射孔壓裂一體化，油套同注，大排量施工，一趟管柱可以完成多段壓裂”等特點，為長慶油田儲層改造的高效開發提供了硬件支撐。

油氣工藝研究院在水力噴射工具研發中開展技術創新項目立項2 項，獲得發明專利12 項。機械制造總廠完成了新工藝、新工具的消化吸收，具備了批量生產的條件，完成成果轉化7項，開展科技創新項目合作3項，獨立自主完成技術改進4項，設立3個前線服務點，確保新工藝全面推廣應用。各采油采氣廠實現了致密油水平井體積壓裂的規模應用，與新工藝應用前相比，水力噴射體積壓裂試油作業施工周期縮短30%，累計產量較常規井提高40%。

2014-2019 年，研發的高效水力噴射體積壓裂管柱及關鍵工具，通過機械制造總廠累計在油氣田水平井體積壓裂、油田定向井定點壓裂推廣應用2465口井，管柱平均施工能力由前期的2.67段/趟提高到5.3段/趟，施工排量由初期的3-4m3/min 提高到8-10m3/min，累計實現產值7.46億元。高效水力噴射體積壓裂管柱及關鍵工具的研發及應用，提高了致密儲層改造效果，縮短了試油周期、降低了作業成本，后期將繼續在油氣田直井、大斜度井、新區產建水平井、老區加密水平井的多層多段改造中規模應用。

4 結語

本文基于水力噴射工具的研究、推廣、應用，在油田公司內部各單位形成了“政產學研用”合作模式。油氣工藝研究院順利將其科研成果轉化成了產品，機械制造總廠拓寬了業務市場，新工藝新工具的應用使各采油采氣廠壓裂效果顯著提高，施工成本降低，各參與單位的創新能力和解決現場問題的能力也得到了很大提高。油田公司內部資源進一步整合，科研力量得到加強，科技資源得到優化配置，創新效率得到提高，自主創新能力得到增強。逐步形成了以科技創新為核心帶動系統創新，以機制創新激發創新活力，以高效率的創新體系支撐高水平的創新性企業建設，為全面實現油田公司二次加快發展的目標貢獻力量。