二、主要技术差距与存在问题
(一)目前研发存在的主要技术差距
1.石油钻机研制水平差距分析
◆在常规钻机方面,总体质量水平已与国际水平基本相当,但在常规钻机自动化、数字化、智能化和信息化水平方面与国外同行存在一定差距。
◆在超深井石油钻机、全液压石油钻机、连续管石油钻机和套管石油钻机等新型钻机研制方面,国外已不断改进和开发创新,形成了较为成熟的系列新型石油钻机,国内中石油已进行了探索应用,我们目前空白。
◆国外能够适应各种环境和工艺技术发展,对不同地面环境和油藏特征开发出了具有不同个性特点的钻机,如沙漠钻机、海洋钻机、斜井钻机和小井眼钻机,我们目前部分还刚起步。
2.固压设备研制水平差距分析
◆国外对固井压裂设备的研制已有很长历史,又以美国的哈里伯顿公司为代表,产品研发能力、加工能力在全球首屈一指,生产的固井压裂设备品种齐全、性能先进、自动化程度高,其核心泵类产品工作压力高、排量大、系列最全。
◆国外固井设备的发展已实现全自动化,在自动混浆、自动灌注、自动检测和报警等方面都研制出了相应的设备并配备有较完善的应用软件,并最终向大功率、大排量、技术先进、配置合理、性能可靠、一机多用的固井设备方向发展。
◆国外压裂设备的发展向着装机功率高、大排量、高泵压、应用微机控制和自动化方向发展,同时监测仪表和各种辅助设备也日益完善和配套,在压裂施工过程中监测压力、排量、温度、流体摩阻和支撑剂浓度等数据,及时分析现场并做出调整。
3.井下作业设备研制水平差距分析
◆国外大型修井作业设备的研制已有近百年历史,从简单的通井机到先进的修井机,已经从机械传动向电传动方面变化,其中以美国、加拿大和俄罗斯为代表的几家公司生产的修井设备技术和修井水平较高,在国际上处于领先地位。
◆国内常规修井设备方面与国外水平基本相当,部分适应性特色产品批量出口或由国内作业队伍带到国外承包区块作业,但在适应不同工况条件、提高装机功率和增强修井机适应条件方面还需要进一步改进。
国外在不压井修井和连续油管等特殊作业成套设备研制方面已形成较为成熟的设备,已进入工业化应用阶段。中石油近年也在加大这方面应用力度,已广泛推广应用不压井修井作业和连续油管作业。我们不压井修井作业和连续油管作业设备方面的研发才刚刚起步,处于探索研制试验阶段。
4.钻井随钻测控仪器研制水平差距分析
◆国外国外已有8家公司拥有研制MWD/LWD/FEWD先进技术,其中一斯伦贝谢、贝克休斯和哈里伯顿公司为代表,其研制的LWD能够测量3O多种工程和地质参数,基本上能满足各种定向钻井工程和地质导向的需要。
◆国内胜利油田研发的相对较早,也形成了一定的系列产品,但与国外相比,仍处于试验提高阶段,目前最多能够测量1O多种工程和地质参数,且规格型号不全,数据传输速率不够,仪器的可靠性需要增强,测量精度相对较低。
在仪器耐温和耐压方面存在更大差距,国外同类仪器可在井下耐温175℃耐压140MPa以上,我们研制的最大耐温只有150℃耐压100MPa,且工作时间受限制。
5.高端测井仪器研制水平差距分析
◆国际测井仪器研发目前被美国的斯伦贝谢公司、哈里伯顿公司和阿特拉斯公司所垄断,其研制水平代表国际最高水平,且不断推出新产品。
◆国内中石油近年巨资投入支持西安CPL公司进行高端测井仪器研发,胜利测井公司联合胜利伟业经过引进、消化、吸收和借鉴,进行了相应的研发制造,形成了一定的系列产品。
◆与国际先进水平相比,在核磁共振成像测井、高分辨率电阻率扫描井壁成像测井、高温高压小井眼测井、过套管电阻率测井和井下存储测井等高端仪器方面,目前大都空白,有的刚刚起步。
已研制的成像测井系列在地层耐温耐压和仪器稳定性方面与与国际先进水平相比,也存在很大差距。
6.石油钻头研制水平差距分析
◆ 国外钻头基本为美国贝克休斯公司、史密斯公司、瑞德公司和赛克瑞特公司所垄断,这四大钻头生产厂占据了国外牙轮钻头80%的市场份额和金刚石钻头95%的市场份额,其性能与设计方面具有优势。
◆国外石油钻头研制开发的钻头不仅型号全品种多,更主要的是能够根据特殊需要设计开发新型钻头,按照用户提出的要求或疑难问题,帮助用户选用适合的钻头或专门设计制造。
国外不仅掌握最先进的钻头设计技术,而且非常重视新型材料研究,在金刚石钻头复合片和切削齿研制方面占有垄断控制地位,国内复合片和切削齿基本上都是从国外购买,而且好的产品基本不卖。
7.关键钻井完井工具研制水平差距分析
◆国外对于各种钻完井工具研究起步早,能够根据现场的需求,不断拓展其应用领域。如研发的多功能尾管悬挂器,同时具有旋转、尾管顶部封隔、回接筒防砂和卡瓦内藏保护等功能,解决了水平井、大位移井尾管下入问题,提高了复杂井固井质量和尾管重叠段密封能力。
◆螺杆钻具和涡轮钻具国外主要以美国产品为代表,贝克休斯、哈里伯顿和迪纳钻具公司(Dyna Drill)研制的产品代表了国际最高水平,其研制生产的产品不仅性能高,使用寿命也长。
智能完井系统现已发展成为一种功能强大的油藏管理工具,遇油/遇水膨胀封隔器是智能完井系统中的一项关键技术,国外在十年前即开始了该项技术的研究,现已经实现了从理论设计、室内试验到现场应用的转化,形成了工业应用能力,国内目前还是空白。
8.关键井下作业工具研制水平差距分析
◆国外能够针对不同井况研制推出多种井下封隔器,对封隔器封隔材料的材质研究非常深入,针对深井、超深井用的高温高压型封隔器,其研制的封隔器工作温度达到甚至超过260℃,工作压差大于70MPa。
◆国外已推出水平井裸眼管外封隔器滑套式分段压裂技术,其关键工具多级滑套主要是通过投球式逐级打开,从而实现多级压裂,该工艺具有分隔性强、可实现大规模压裂改造、安全性强、操作简单等优点,可有效控制裂缝高度和延伸,避免压穿水层。
国外经过几十年的研制开发,桥塞技术在耐高温、高压、多用途、新材料、可回收和可靠性等方面有了长足的进步,已形成了能够满足各种井况和各种作业需要的系列产品,并不断发展和完善。