做好石油工程技術創新這篇大文章,形成新質生產力,推動油氣和新能源高質量發展。
文 ‖本刊記者 鄭 丹
“石油工程技術正在向自動化智能化、高性能高可靠、高效低成本、多專業一體化和綠色低碳方向發展。”
李陽,油氣田開發地質、開發工程專家,教授級高級工程師,中國工程院院士。現任中國石化集團公司科協主席、油氣開發領域首席科學家。
專 家 簡 介
近年來,我國油氣勘探開發向“兩深一非”(深地、深海,非常規)和新能源領域拓展,對鉆井工藝、鉆井液、工具儀器的要求越來越高。中國石化石油工程技術研究院(簡稱工程院)瞄準石油工程技術前沿,加大基礎性、前瞻性研究力度,持續開展深層特深層、頁巖油氣等關鍵鉆完井裝備研發,為國內外油氣勘探開發重大項目提供了強有力的工程技術支撐。
6月21日,工程院在北京召開新產品新技術發布會。中國工程院院士,中國石化集團公司科協主席、油氣開發領域首席科學家李陽表示,習近平總書記指出,發展新質生產力是推動高質量發展的內在要求和重要著力點,必須繼續做好創新這篇大文章,推動新質生產力加快發展。要牢記總書記的囑托,聚焦科技創新這個核心,加強原創性、顛覆性科技創新,打好關鍵核心技術攻堅戰,努力做好科技創新這篇大文章,不斷增強高質量發展的科技硬實力。
面向重大需求的“硬科技”
中國石油石化:李院士,您好!工程院在此次新產品新技術發布會上,首次公開發布了“石工卓靈”系列特色工具、儀器、油田化學劑等7項石油工程技術領域的高科技成果。這7項成果與以前的石油工程技術相比,有哪些不同?
李陽:工程院的新產品新技術發布會,首次以“石工卓靈”品牌發布了高溫高密度水基鉆井液技術、可降解PGA(聚乙醇酸)暫堵產品、注氮水泥漿固井一體化技術、高性能固井工具技術、近鉆頭伽馬成像系統、一體化測井軟件平臺、石油工程決策支持系統等7項石油工程技術成果,涵蓋了鉆井流體、測量儀器、井下工具和工程軟件等領域。
與以前的石油工程技術相比,這些技術具有以下特點。一是都是當前迫切需要的技術,能夠有效提高深層特深層油氣勘探開發效率、降低頁巖油氣的開發成本。如高溫高密度水基鉆井液能夠滿足萬米鉆井需求,高性能固井工具最大承載能力提升至7900kN、封隔性能達到V0級、204℃/70MPa條件下零氣泡泄漏;近鉆頭伽馬成像系統可引導鉆頭保持在目的層中穿行,大大提高復雜油氣層的鉆遇率。二是智能化強。隨著大數據、人工智能等數字化技術與自動化鉆井技術的不斷融合發展,石油工程技術正在向數字化智能化轉變。這次發布的石油工程決策支持系統,內置125個專業模型與AI算法、可接入63項地質和工程信息,具備地質力學建模、三維地質導向、遠程監測壓裂等10大類25項功能,能為鉆完井施工監測、分析優化和科學決策提供依據。一體化測井軟件平臺搭載區域三維建模、井處理解釋、可視化鉆井導航等系統,具備頁巖油氣、超深油氣、干熱巖等儲層測井評價和井眼軌跡智能化地質導向能力。三是成熟度高,可推廣性強。工程院推行科研攻關“流程化、標準化、模板化、產品化”,制定并實施了技術產品成熟度、自主度、價值度評價辦法和規范,以硬科研成果助推油氣勘探開發和石油工程技術進步。
中國石油石化:在您看來,工程院為什么集中力量研發這些頂級技術?
李陽:近年來,工程院牢記習近平總書記視察勝利油田時“能源的飯碗必須端在自己手里”“把技術搞上去”的殷切囑托,緊密圍繞油氣勘探開發需求,優化科技攻關方向,研發具有自主知識產權的新產品新技術,在深層特深層油氣、頁巖油氣、致密低滲油氣和新能源高質量發展領域不斷取得重大突破。這7項技術均為高性能技術、綠色環保技術和智能化技術,是工程院科研人員數十年如一日深入耕耘,經過實驗室、生產車間和現場實踐反復驗證和不斷優化完善形成的產品級創新成果,都是面向油氣勘探開發重大需求的“硬科技”。
彰顯中國石化的“硬實力”
中國石油石化:在您看來,這些創新成果具有怎樣的意義?
李陽:這7項創新成果展示了中國石化上游板塊的創新實力。隨著勘探開發向“兩深一非”進軍,資源品位差、劣質化加重等問題日益顯現,東部老油田進入特高含水期,采出程度高,儲采比低,穩產難度大,油氣及新能源高效勘探開發需要高性能、高可靠、低成本的配套技術來提高油氣發現率、提高單井產量、提高油氣采收率、降低油氣勘探開發成本,現有開發技術及工程工藝難以滿足高質量勘探開發的需求。工程院發布的7項技術產品正是契合了油氣高質量發展需要,為油氣公司提供了高性能、數字化、智能化、綠色化石油工程技術產品,對中國石化穩油、增氣、降本和實現綠色高質量發展具有很大的支撐作用。
這7項創新成果,彰顯了我國石油工程技術的進步。一是深井特深井鉆完井技術水平達到了國際先進水平。深井特深井鉆井技術能力,是一個國家制造水平、技術能力和綜合實力的體現。中國石化攻關形成的8000~9000米超深特深井鉆井配套技術,成功鉆成了8000米以深超深井特深井281口。二是石油工程軟件具備了國產替代能力。長期以來,我國石油工程企業使用的專業軟件絕大部分是國外進口的。這次工程院發布的石油工程決策支持系統和一體化測井軟件平臺,通過多年的研發、完善、升級,現場應用效果良好,具有100%自主知識產權。其中,石油工程決策支持系統核心技術達國際先進水平,一體化測井軟件平臺實現了進口替代,在石油工程專業軟件的商業化、工業化開發方面邁出了堅實的步伐。三是人工智能技術與工程技術深度融合在多場景具備了現場應用水平。石油工程決策支持系統實現了“漏、噴、塌、卡”等井下風險和鉆井參數的優化推送和自動預警,鉆井速度提高了15%以上。一體化測井軟件平臺融合了多元數據,自動識別地層方位、計算邊界距離,智能引導井眼軌跡,能夠大幅度提高優質儲層的鉆遇率。四是低成本、綠色化石油工程技術的使用。低成本勘探開發是油氣企業的追求,綠色化發展是全球所有國家的共識。工程院發布的注氮水泥漿固井一體化技術和可降解PGA暫堵產品及配套工藝,就是低成本、綠色化技術攻關的體現。
中國石油石化:這7項創新技術成果在國內外行業具有怎樣的影響力?
李陽:應該說,這次發布的這些技術成果具有一定的影響力。從參會的領導、專家和技術人員的反饋來看,這些創新技術成果受到了油田企業和石油工程技術服務單位的歡迎,現場簽訂了多項技術使用和轉讓協議。
打造成果轉化的“硬鏈條”
中國石油石化:在您看來,應該怎樣強化從創新成果到技術轉化的鏈條,促進原創成果轉化和產業化?
李陽:近年來,隨著油氣勘探開發向“兩深一非一老一新”進軍,我國加大了科研投入,石油工程技術創新成果層出不窮,但成果轉化率和產業化率不高,存在著科研、產業“兩張皮”的現象。
要消除這種現象必須增強科研服務生產的思想意識,以“需求、問題、價值、產品”導向為原則,以解決制約油氣高效勘探經濟開發難題為目標,以提升科研價值和經濟價值為準繩,以高質量供給科研技術產品為依據,創新鏈與產業鏈充分融合,緊密圍繞產業需求開展科研攻關,提高科研工作的針對性和實用性;要不斷提高科研成果供給質量,特別是科技工作者要深入生產一線開展調查研究,及時了解和掌握油氣勘探開發對工程技術的需求,選好題立好項,謀劃好攻關內容,做好成果評價,嚴格成果驗證,規范“室內研究—樣品中試—工程驗證—產品—商品”各流程及產出成果,形成了可復制有形化的技術產品,促進科研成果的轉化和產業化。同時,根據創新成果類型,采用許可、轉讓、承接等方式促進了成果轉化,也可汲取利用社會資源和資金采用投資合作辦企業等形式促進科研成果的產業化。
中國石油石化:那么,工程院此次發布的創新成果的應用效果如何呢?
李陽:高溫高密度水基鉆井液先后在中國石化西南、西北、東北等地區重點井和示范井應用近100口井,創出了多項國內、世界技術新指標,獲得了第48屆日內瓦國際發明展金獎,技術達到了國際領先水平。可降解PGA暫堵產品及配套工藝技術現場應用87口井,壓后單井產量與同區塊鄰井相比平均提高了16%,為非常規油氣藏降本增效提供了新利器。注氮水泥漿固井一體化技術累計應用100余口井,連續三次創造了國內泡沫水泥漿密度的最低紀錄,成功入選了科創中國先導技術榜單和國家首臺套重大裝備目錄。高性能固井工具技術在國內應用730余口井,出口30多個國家和地區,是首家進入沙特阿美公司固井工具領域的中國企業技術。近鉆頭伽馬成像系統現場應用與服務50余口井,連續無故障工作時間超過了1000小時,優質儲層鉆遇率在90%以上,獲得了使用方的高度認可。石油工程決策支持系統在系統內外應用2135口井、一體化測井軟件平臺已完成了5000余井次的處理解釋,替代了國外軟件。這些說明了上述創新技術的應用效果非常顯著。
推進高質量發展的“硬成果”
中國石油石化:當前,石油工程技術的發展趨勢如何?
李陽:在科學技術及大數據、新材料的推動下,隨著油氣及新能源勘探開發的不斷加深,石油工程技術正在向自動化智能化、高性能高可靠、高效低成本、多專業一體化和綠色低碳方向發展。其主要表現為:石油工程技術與物聯網、大數據、人工智能等技術深度融合,自動化智能化鉆井技術裝備、高精準智能壓裂等技術快速發展;在新材料、高溫元器件、微電子等高新技術的助推下,性能和可靠性進一步提升;大數據、數據孿生等技術的應用,在更大范圍更大程度上貫通了地球物理、地質學、油藏工程、鉆完井和生產等專業領域,實現地質工程一體化和技術方案的最優化;在碳達峰碳中和與能源轉型背景下,節能減排、綠色化、儲氫、碳捕集利用等領域將進一步拓展石油工程技術創新空間。
中國石油石化:在您看來,應該如何做好石油工程技術創新這篇大文章?
李陽:做好石油工程技術創新這篇大文章,讓技術實力和成果形成新質生產力,要做好以下幾點。首先,要匯聚“產學研用”力量,打破產業、行業壁壘,協同各方力量建立石油工程技術創新聯合體,開展重大技術攻關,研發出具有行業影響力、引領行業發展的“硬成果”。工程院發布的這批新技術新產品,就是協同了中國石化上下游研究院、油氣田公司、石油工程公司等內外部力量共同打造的。其次,要完善成果轉化激勵機制,推進成果轉化。落實技術產品首臺套使用激勵機制,激發生產企業參與成果轉化的積極性,加快成果轉化效率。再次,要緊密科研與生產的關系,推動科研生產一體化,加強科研單位與生產企業的交流與溝通,讓生產企業做科研的出題人,吸納生產單位參與技術研發,使生產企業真正了解技術成果和產品優勢,激發生產企業使用創新成果和新技術產品的積極性,讓科技創新成果成為提升油氣和新能源發展質量的新質生產力。
石油工程技術是一門綜合性科學,涵蓋力學、數學、物理、化學、機械和材料多門基礎科學。開展石油工程技術創新,必須融會貫通多門科學知識,樹立腳踏實地、精益求精作風,力保每個數據、每個流程真實有效,才能研發出解決現場問題的“硬科技”。
習近平總書記指出:“一個時代有一個時代的主題,一代人有一代人的使命。”作為新時代科技人員,要弘揚石油石化傳統和科學家精神,深入一線及時了解石油工程技術需求,掌握國內外石油工程技術動態和發展方向,學習借鑒前人、同行、同事的成功經驗,以“甘坐冷板凳”的精神研發出推進油氣及新能源高質量發展的“硬成果”。
責任編輯:石杏茹