隨鉆測井 妙盡“璇璣”

白玉濤

旋轉導向和隨鉆測井技術，能夠精準控制鉆頭在數千米地下，瞄著油層鉆、聞著油味鉆，是高效開發海洋油氣資源，進軍可燃冰、頁巖油等能源新領域的必備技術。但是，上世紀90年代問世后，這項技術一直牢牢握在3家美國油田技術公司手中。他們只租不售，實施嚴格的技術封鎖。

近日，中國海油宣布，自主研發的“璇璣”系統成功實現1000口井作業、100萬米鉆井總進尺，關鍵作業指標達到世界一流水平，標志著我國高端油氣鉆井技術實現了里程碑跨越。

在舊車庫里造出高精尖

2007年，中國海油油田技術事業部開始部署研發旋轉導向和隨鉆測井技術。在電子專業和定向井專業專家郭云、周忠貴的指導下，由尚捷統帥隨鉆測井和旋轉導向兩項技術研發。

尚捷跑遍南北高校面試招聘，組建了電子、機械、軟件專業齊整的團隊，一個“草臺班子”就此形成了。

團隊有了，去哪里建實驗室？

他們選擇了位于河北燕郊的一個舊車庫。因為那里足夠大，可以同時容納辦公區和試驗區。用他們的話：“辦公室距離實驗室不能超過20米，超過了就不是真科研。”

蚊蟲、跳蚤、遠離北京的家……與實驗和辦公條件相比，更為艱苦的是項目從理論可行慢慢滑向了實踐恐慌。

面對毫無頭緒的浩繁資料，項目團隊開始了現場調研。

在塘沽定向井車間，反復向維修工程師請教；到陸地作業井，參觀隨鉆系統作業；拜托現場工程師，幫忙采集泥漿波形數據；收集基地和井場照片，研究隨鉆地面傳感器和防爆隔離元件……

調研讓原先看起來非常基礎的小問題，跟一座座山一樣擺在團隊面前。新系統包括了幾千個元器件、幾十萬個程序代碼，技術難題多如牛毛。再與實際應用一結合，又派生出無數新難題。

雖然越調研越感覺任務壓力大，但也正是因為調研，他們更加堅定了決心。

“先進技術設備，外方服務商只租不賣，就算賣也是殘刀短劍。而人家扛著長槍短炮，等著我們干不了了再登場。”尚捷說。

寧上山不下海。海上作業有多苦，沒有經歷的人不會懂。面對技術封鎖，更多的是窩囊——不是咱們吃不了苦，實在是技術工具差點事。

“讓鉆臺上的兄弟們用上真正耐用、有效的工具，讓他們少受點苦。更重要的是，中國的地層理應用中國造的儀器來勘測。”這就是研發團隊的初心。

半年時間，他們吃透設計思路和技術細節，整理編制出20多萬字的技術文檔和上百張圖紙，并陸續突破了10余項關鍵技術瓶頸，自主設計建造試驗測試裝置近100種，研發出40余種高溫電路、數千個機械液壓部件、上百萬行程序代碼。

2011年，實鉆試驗成功！歷時4年，“璇璣”研發成功，較行業龍頭整整縮短4年。

把“大玩具”搬到海上平臺

技術成型讓研發團隊看到了黎明的曙光，但儀器躺在實驗室里只能是“大玩具”。必須去地下鉆井實戰，向浩瀚無垠的深海進軍。

下井作業，儀器需要承受井下150℃高溫、1400個大氣壓的極端環境，受到鉆頭破巖時數十個重力加速度的振動沖擊，并在這種極端工況下穩定運行200小時以上……

“璇璣”系統的抗震、耐壓等關鍵指標已經超過了航天和軍工標準。相比樣機研發，實戰更是難上加難。

就像交響樂剛剛奏響嘹亮的序篇，接二連三的失利，如同沉重的鼓點砸了下來。

一次，在大慶實鉆試驗，儀器下井鉆60多米就趴窩了。“你們這東西行不行啊？不行趕緊拿走！”作業者當即下了逐客令。

“確實，就算你的技術再關鍵，別人要對自己的井隊負責，耽誤不起。”尚捷帶領團隊干脆吃住在現場，每天只睡三四個小時。“再堅持下一次井，再堅持打一米”……

終于，2014年“璇璣”海試成功，震動了世界鉆井技術領域。中國海油成為國內首家、全球第四家完全掌握該項技術的公司。中國成為繼美國之后，第二個擁有此項技術的國家。

“璇璣”集合了20多個學科的應用、1000多道高端工藝組裝、幾百萬個代碼控制，升級工作極為復雜。為了提升“璇璣”的可靠性，中海油服制定了閉環故障解決機制。隨著近百個故障的陸續關閉，“璇璣”入井成功率由最初的22%提升至90%，技術和功能得到了全面提升。

從獨門絕技到產業化應用

成績面前，尚捷和他的團隊沒有放慢腳步，而是選擇了直視差距、直面挑戰。

“解決了從無到有的問題，只能說一只腳邁進了高端鉆井領域。我們與全球一流公司相比，在技術成果產品轉化能力上存在數量級差距。”尚捷說。

技術領域的全球市場競爭，是在技術向產品轉化的效率、質量、規模、回報和迭代速度上，比拼規模化產能、全球化人才、市場化能力、供應鏈水平等綜合因素組成的全維度能力體系。

為了提升“璇璣”系統規模化應用能力，中海油服將河北燕郊基地進行大規模升級，打造成亞太領先的測井定向井研發實驗平臺和高端裝備制造基地，逐步完善維保體系、作業體系和技術支持體系，以配套市場規模需求，有力保障國內作業需求，助力海上油氣增儲上產。

2022年4月20日，建成我國首條旋轉導向鉆井和隨鉆測井技術智能化生產線，大幅提升了“璇璣”系統的產業化能力。同年8月，建成可覆蓋全球多個國家的“璇璣”系統專家支持中心，具備同時為12個國家地區提供7×24小時實時線上支持的能力，提升了應用支持保障能力。

截至2023年3月，“璇璣”系統已涉足我國渤海、東海、南海、黃海海域以及新疆、遼寧、山西等地區的主要油田，在國內市場漸漸站穩了腳跟。

把中國自主高端油氣鉆測井技術推廣至全球更多國家，“璇璣”系統已進入印尼、伊拉克等國家。

據悉，隨著“璇璣”成功商業化應用和迅速步入產業化進程，國外服務商主動降價旋轉導向系統，迅速開放了銷售市場，并主動尋求合作。2014年至今，中國海油僅此一項就累計減少了40多億元支出。

責任編輯：陸曉如