向地球深部进军——挺进万米 支持有我

   2024-03-14 IP属地 辽宁中国石油新闻中心3730

编者按:3月4日14时48分48秒,塔克拉玛干沙漠腹地,中国石油深地塔科1井钻探深度突破10000米,刷新亚洲最深直井纪录,标志着我国万米钻探系列技术步入世界前列。深地塔科1井突破万米,离不开支持服务企业的大力支持。《中国石油报》本期《支持服务》走近深地塔科1井,感受万米纪录背后的力量。

西部钻探岗位员工在进行起下钻作业。李涛 摄

技术支持

以三个升级叩问万米地宫
——西部钻探承钻深地塔科1井突破万米大关纪实

支持内容:承担深地塔科1井的钻探施工作业、录井施工作业、技术服务保障及现场物资装备保障工作。

服务人员:西部钻探巴州分公司120001钻井队、地质研究院、工程技术研究院、钻井液分公司、固井公司、定向井技术服务公司的相关人员。

“深地塔科1井突破万米的当天,我是刹把操作者,我和我的同事们见证了这一世界瞩目的时刻。作为石油人,能够为我国首口万米井钻探出一分力,是我的荣幸。”——西部钻探巴州分公司120001钻井队司钻何建涛

3月4日,西部钻探巴州分公司120001钻井队承钻的万米深地塔科1井突破1万米。目前,仍在向着目标深度全速钻进。西部钻探积极响应“向地球深部进军”号召,以技术突破应对“一深万难”挑战,以一点突破带动全面开花,抢占深地钻探创新制高点,加快推进高水平科技自立自强。

装备升级 应对深地挑战

装备性能直接影响万米超级工程能否安全顺利进行。西部钻探建立了装备协同一体化机制,加快装备自动化、数字化、智能化迭代升级,打造叩问万米“地宫”的强健“身体”。

公司全程参与12000米自动化钻机的研发设计,提出装备改进意见建议750余条,编制完成了74篇钻机装备操作规程。同时,量身定制万米钻机配套设备,参与研发大尺寸旋转控制头、160吨封井器移送装置和封井器电动操作平台等,配备铁钻工、钻台机械手等自动化装备,打造进军万米的强壮“身躯”。公司克服沙尘暴、酷暑等恶劣天气,高质量完成了3000多公里的超长距离运输,创造了钻机制造最快、到井最快、安装最快等多项设备生产保障纪录。

公司全方位升级改造了自研的“雪狼”综合录井仪,配置气相色谱仪、自适应液位电动脱气器、伽玛能谱仪等高精度录井仪器,搭建“井场实验室”,实时评价监测地层压力,随钻分析岩性岩相,精准识别油气层位。公司集成打造智慧“大脑”,自主研发了智慧物联系统“井场数据中心”,联合设计开发了钻井生产导航系统“司钻领航仪”,实现了工程数据实时采集、作业工况智能识别、钻井提速自动分析和专家远程决策指挥。

技术升级 攻坚极限温压

深地钻探面临超深、超高温、超高压、超长裸眼段,高应力、高研磨、高盐,多套压力体系、多种复杂岩性“四超”“三高”“两多”挑战,西部钻探自上而下要钻穿13套地层。

公司开展跨学科、跨专业、跨单位联合攻关,完善超深层钻探工程技术产业链,加强极端工况下的理论方法和耐特高温高压技术研究,攻克六个方面技术难点、八大卡点技术,系统布局14项科研攻关项目,投入科研经费近2亿元。目前,已研制出重大装备仪器、核心助剂、自主软件29项,关键核心技术10项,初步打造形成深井超深井技术体系。

坚持一体化联合攻关思路,联合塔里木油田完善技术方案,按照“一段一策、一层一策”,细化趟钻施工方案,个性化定制钻头、垂钻工具、抗高温水基钻井液等,有效控制三叠系掉块、二叠系漏失等井下共性与个性风险。历经高温、严寒、风沙和复杂地质情况的持续挑战,实现井斜、井径、固井等关键质量指标合格率均达到100%。

公司联合研制出高像素岩屑白光荧光图像自动采集系统,有效解决了深部层段岩性认识不清等技术难题。联合研发了深井超深井抗超高温水基钻井液、完井液、储层改造液及防漏堵漏四大技术体系。围绕万米深部地层取芯难题,成功研制出全金属低压耗螺杆等4种提速工具,研发出动力取芯技术,填补深层超深层钻井提速及取芯技术空白。

管理升级 打造一流品牌

公司打造一体化一站式、全环节全链条服务保障体系,统筹构建“高端装备+专业人才+创新成果+领先技术”资源配置体系,打造服务保障样板工程、标准化管理示范工程、数字化建设精品工程,擦亮“深地钻探第一军”品牌。

公司建立了项目管理运行机制,强化专班推进,抓实过程管理和系统保障,整建制划转优质队伍,同步推进能力评估、取证培训等人机配套工作,专人常驻现场,从严盯防重点工序、关键环节。建立甲乙方生产技术协商制度,协同解决现场难题,完成了二开、三开平均钻速均增长7%以上的提速指标。公司发挥联合体优势,与宝石机械开展战略合作。强化物资保障,联合塔里木油田编制钻工器具保障措施,细化从开钻到完井所需钻工器具的目录清单,确保钻工器具如期到位并与生产无缝衔接。

……… 甲方声音 ………

深地塔科1井开钻以来,塔里木油田和西部钻探等单位都在连续作战,确保该井顺利突破万米。我们监督组、钻井队、现场其他团队有信心、有决心早日将深地塔科1井打到11100米设计井深。

——塔里木油田监督中心钻井总监闵鹏(记者 马宏旭 通讯员 蔡鹏元)

为进军深地穿上科技“铠甲”

支持内容:集成应用超深层科技成果,发挥工程技术“参谋部”作用。

服务人员:院士领衔的技术支持团队,工程院钻井液研究所、钻井工艺研究所、钻井机械研究所、国际业务部和塔里木项目部等单位的相关人员。

“我们将继续加强随钻跟踪及技术支持,及时开展钻井后评估工作,总结形成万米超深层关键核心钻完井技术图版,指导后续超深井的科学设计与安全高效钻探。”——工程院塔里木项目部经理陈志学

3月11日,深地塔科1井突破万米后,正在向目标深度冲刺。随着钻探深度增加,地层温度不断上升,钻井液迎来严峻的高温“烤验”。工程院自主研发的抗超高温220摄氏度水基钻井液,展现出良好的高温稳定性,守护深地塔科1井持续向深挺进。

在钻探的过程中,深地塔科1井要面临超高温、超高压、超高入井载荷等多重挑战。对此,工程院围绕万米深井技术难点超前布局,攻克了抗超高温水基钻井液技术、精细控压钻完井技术、钻井提速技术与工具等一批关键核心技术,为深地塔科1井顺利钻探注入强劲的科技推动力。

针对井底温度大于200摄氏度的极端条件,由孙金声院士领衔的万米深井超高温水基钻井液团队,历时6个多月,完成了40余类材料研选、3800余组体系性能评价,自主研发出抗超高温220摄氏度水基钻井液新材料及体系,确保深地塔科1井岩屑带得出、地层稳得住。高端PDC钻头是深层、超深层及难钻地层提速提效的核心利器之一。工程院研发的非平面齿PDC钻头,在深地塔科1井9000米以深丘里塔格组超硬高研磨地层被成功应用。

针对深地塔科1井地层压力体系复杂、溢漏同层等难关,工程院在该井安装了PCDS精细控压钻完井技术装备,开展微过平衡精细控压钻井作业,提前感知井下溢漏情况,保障深地塔科1井井筒安全。

工程院借助力学理论与数值仿真技术,在钻井设计阶段运用邻井数据进行动力学分析。在钻进过程中,根据现场实测数据计算管柱与井壁的接触摩擦、钻具组合的振动等情况,通过一系列仿真模拟确保管柱安全。EISC团队致力于挖掘数据资源价值,启动AI模型进行全时自动巡检,跟踪井筒复杂情况,确保安全施工。(记者 王欣欣 通讯员 金艺)

……… 甲方声音 ………

深地塔科1井应用的新型抗超高温水基钻井液技术,已通过万米超深苛刻工况环境的实践检验。材料全部国产化,是万米特深层钻探技术系列中不可或缺的核心工程技术,为我国步入“万米钻探”新时代提供了技术利器。

——塔里木油田企业高级技术专家尹达

直击一线

万米地层的“照相师”

支持内容:研发深地探测利器,实施现场测井服务。

服务人员:中油测井首席专家,本部管理人员,测井、射孔技术人员,设备保障、工艺支持、现场作业、解释评价人员。

3月4日,当得知深地塔科1井钻探深度突破10000米大关时,马雪青激动不已。

马雪青是中油测井制造公司一级工程师,也是深地塔科1井四开测井电成像仪器保障组组长。她主要负责200摄氏度、170兆帕超高温高压小井眼电成像测井仪的研发、试验和保障工作。

为满足深地塔科1井的测井耐温耐压指标要求,该仪器提前一年就完成了研发。2023年底,两支样机经高温测试和标准井功能验证后,从西安奔波2800余公里,与马雪青同时抵达轮台基地。可万万没有想到,经过验证的仪器来到塔里木却“掉了链子”,出现主电流突增通信中断、极板电路供电电源微跳等问题。马雪青对自己说:“必须在一个月内完成所有整改工作。”她逐一分析原因、查找源头,很快就设计出工艺、算法、电路的改进方案,带领团队对仪器进行整改。

不料,整改后的仪器在接受万米井验收井——满深11井的检验时,仪器极板图像依然欠佳,地质信息显示不全。满深11井与深地塔科1井的四开井况相似,只有过了这一关,仪器才能具备挺进万米深井的能力和实力。走路、吃饭、睡觉……马雪青脑子里想的都是这件事。一天中午吃饭时,她发现这里的饭菜比西安的咸一些,这激发了她的灵感:“与之前的试验井相比,塔里木的两口试验井泥浆矿化度高,仪器可能是‘水土不服’。”马雪青立刻返回厂房,用食用盐水模拟井下环境,将极板放置其中,终于发现了问题,找到了症结。随之,她带领团队改变了仪器下回路地线结构和极板内部地线安装方式,这一次,仪器终于在高对比度井眼环境中通过了验证。

目前,中油测井自主研发的电成像、密度、能谱等6种12支测井仪器均已通过试验验证,准备就位、整装待发。(特约记者 杨倩)

……… 甲方声音 ………

在塔里木油田和中油测井的共同努力下,经过精心准备和细致工作,中油测井CPLog系列测井装备优质高效地完成了深地塔科1井的四开测井准备工作。

——塔里木油田工程技术部副主任葛盛权

装备支持

12000米钻机建功万米井场

支持内容:提供万米自动化钻机的设计、生产及现场服务。

服务人员:宝石机械国家研究中心、钻机分公司、自动化设备分公司、泵业分公司、西安宝美公司等单位的研发、生产、服务等人员。

“突破万米大关,创造亚洲纪录,这是对宝石机械钻机性能的一次全面检验。未来,宝石机械的钻机一定能突破11100米完井深度,创造新的纪录。”

——宝石机械国家研究中心一级工程师、12000米自动化钻机主设计师李亚辉

“现在正在进行测井作业,我们要抓紧时间完成用户在使用过程中提出的钻机优化建议和要求,同时对钻机和配套设备进行检测。”3月9日,在深地塔科1井井场的宝石机械服务团队领队贾军辉告诉记者。

2023年5月30日,12000米特深井自动化钻机如期在深地塔科1井鸣笛开钻。钻机正常运行后,宝石机械一直保持20名左右的服务人员团队常驻井队。一方面,要教会井队作业人员熟练操控、保养钻机及其配套的诸多自动化设备;另一方面,坚持每天早晚巡检,记录设备参数,检查设备的运行状态,便于提前发现和消除设备隐患。

宝石机械服务团队因地制宜,联合井队编制了《12000米自动化钻机操作规程和应急处理办法》,确保钻机在任何设备发生故障的情况下都有应急处理方案,保证钻井作业不停工。

深地塔科1井开钻以来,宝石机械先后派出上百人次的服务人员,提供驻井服务,确保深地塔科1井突破万米钻探施工顺利进行。(特约记者 江艳)

……… 甲方声音 ………

宝石机械的服务人员具备过硬的业务水平、认真负责的工作态度,充分体现了宝石机械为顾客提供品质卓越的产品和服务的使命。

——西部钻探巴州分公司写给宝石机械的感谢信

“渤海能克”钻杆钻进万米深地

支持内容:为深地塔科1井提供钻杆和固控产品并做好服务。

服务人员:渤海装备钻井装备公司、石油机械厂的科研、销售及现场服务人员。

“公司研发生产的钻杆产品,为国家首口万米深井钻探作出了贡献,我们深感荣幸和自豪,这是我职业生涯中最宝贵的经历。”

——渤海装备钻井装备公司科技质量中心副主任王显林

3月12日,记者走进渤海装备钻井装备公司“渤海能克”钻杆公司钻杆制造厂生产车间,一幅“突破10000米!中国首个!亚洲第一!”的横幅格外引人注目。一并映入眼帘的,还有洋溢在干部员工脸上的兴奋与自豪。带动深地塔科1井钻头旋转着向地层深处钻进的1060多根钻杆,全部是渤海装备“渤海能克”万米深井专用钻杆。

该批钻杆是渤海装备为深地塔科1井量身定制的新型高强度组合钻杆。为保证万米深井专用钻杆供应,“渤海能克”钻杆公司在接到各阶段产品需求指令后,均第一时间启动换道生产程序,合理调配,全力以赴为万米深井保质保量提供钻杆。2023年12月,公司完成了深地塔科1井第一批定制钻杆的交付任务。

万米深井顺利钻进,离不开“血液循环系统”的保驾护航。这个“血液循环系统”,就是渤海装备石油机械厂精心研发制作的12000米钻机固控系统。在深地塔科1井开钻后,该套固控系统表现优异,不仅能够高效清除钻井固相,保证钻井顺利进行,还能有效地保护钻头,对钻井提速起到了助力加油作用。(特约记者 刘梅 通讯员 王显林 丁燕)

……… 甲方声音 ………

渤海装备固控系统在设计方面充分考虑了特深井钻探的超大流量、超高温以及应急配浆等方面情况,在深地塔科1井钻进过程中运行良好。

——西部钻探巴州分公司物资装备科科长张鑫

北石利器助力深地万米冲刺

支持内容:为钻机提供地面防喷器控制装置等利器。

服务人员:由北石技术人员、销售人员、服务人员等组成的技术支持与服务保障专班。

“我们将全力提供装备保障,同兄弟单位一起,护航深地塔深1井向着11100米的目标深度进发。”——北石公司企业高级专家 王博

日前,深地塔科1井钻探深度突破10000米大关。作为钻井装备业内头部企业,北石公司研制的FKWDQ1120-12型地面防喷器控制装置等尖端装备为深地塔科1井持续提供着坚实的保障与支持。

深地塔科1井开钻以来,北石公司组建成立了由多个部门人员组成的保障专班,将保障该井高效钻进作为重中之重,多名技术、销售、服务人员24小时为深地塔科1井的平稳高效钻进提供全天候技术支持、保障服务和备件保供。

在突破万米的进程中,北石装备经受了前所未有的高载荷、高井压、强震动等严峻考验,现场严苛的作业工况对装备的可靠性提出了更高要求。为此,技术团队持续优化产品功能,不断提升装备适应性。北石的地面防喷器控制装置性能卓越、质量过硬,搭载了北石公司最新研制的地面防喷器控制装置远程监控平台,可实现设备远程监测和数据采集,为确保现场井控安全发挥了关键作用。同时,保障专班加密每天的巡检频次,确保装备稳定运行、钻探作业高效推进。(通讯员 梁伟)

……… 甲方声音 ………

北石装备性能优异、运行平稳。北石技术服务人员专业水平一流、作风过硬,与各单位关系融洽、配合默契。

——西部钻探120001钻井队党支部书记王红杰

济柴175发动机“力”探中国深度

支持内容:提供石油钻探用175发动机产品和服务。

服务人员:济柴动力装备研究院、装配试验分公司、销售公司等单位的研发、生产、营销、服务人员。

“我们只有一个目标:让175发动机在整个钻井项目周期内不出现任何问题!”——济柴动力深地塔科1井钻探项目研发负责人张鹏波

深地塔科1井钻探深度突破10000米的背后,济柴动力公司的“拳头产品”——石油钻探用175发动机,全力做好动力保供和服务支持,为万米特深井钻探提供了不竭动力,助力国产钻机装备刷新“中国深度”。

这次万米探索,是一次包含多个世界级难题的“极限挑战”。超高温、超高压、超高入井载荷的苛刻工况,对动力产品提出了极高要求。为了确保有序钻进,济柴动力从设计时就对具备国际先进水平的175发动机产品不断提高标准,反复评估、逐项强化燃烧系统、燃油系统;按照应用现场的气候环境和工况要求,对机房通风效果进行了改进优化。

在万米钻进的关键阶段,一线服务人员轮流值守、日夜奋战,全面做好机组调试和巡检工作。“作为网电的必要补充和托底方案,去年5月至今,我们的机组运行一直稳定可靠。特别是在进入8000米以深的冲关阶段,发挥了重要作用。”项目营销人员孙刚云说。(记者 党?停?/p>

……… 甲方声音 ………

济柴服务人员坚持驻守现场,甚至在龙年除夕夜依然坚守。其过硬的业务水平、负责的工作态度,践行了“产品+服务”理念,为深地钻探提供了有力支持。

——西部钻探巴州分公司物资装备科科长张鑫

 
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