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技术篇
可燃冰试采项目创新启示录之一
  新闻来源:石油商报 2017-09-05 09:33  

  登上矗立在蓝色大海上的蓝鲸1号平台,数层楼高的液压双钻塔,密布四周的机械吊臂,全球领先的闭环动力系统……强烈的黑科技感扑面而来,给人一种科幻电影场景般的超现实感。南海神狐海域可燃冰试采成功,聚合了世界最先进的技术。

  技术背后是一整套支持科研攻关的管理创新。中国石油海洋工程公司作为总承包商,为这次试采创造世界新纪录做出了突出贡献。在无可借鉴经验、无相关标准、无成功案例的情况下成就“神狐奇迹”,靠的是技术创新、管理创新、商业模式创新和强大的精神力量,形成具有中国石油特色的“蓝海模式”。

  

  

  连续试采60天,累计产气30.9万立方米,神狐海域可燃冰试采项目取得了持续产气时间最长、产气总量最大、气流稳定、环境安全等多项重大突破性成果,试采工程全面完成预期目标。傲人的成绩离不开技术创新,将一个个挑战变成一项项全新的纪录。

  超越常规

  用全新视野领跑“无人区”

  可燃冰,一个刚走进公众视野的新鲜事物,一个无前人成功经验可借鉴的全新领域。中国石油之所以敢于在“无人区”挑战世界级开发难题,信心源自科技进步与创新带来的无限可能。

  “技术上可行是我们这次试采目的之一。”广州海洋地质调查局局长助理、项目现场指挥部办公室主任邱海峻说。在这一世界级资源勘探开发难题面前,在无前人成功经验可借鉴的情况下,只有一条路可以走。“创新,我们每项参数、每套技术方案、每次推演都是创新。”邱海峻说。

  泥质粉砂储层中的可燃冰开采,是地质科学界公认的世界性难题。泥质粉砂型储层资源量在世界上占比超过90%,是我国主要的储集类型,具有低孔隙度、低渗透率等特点,同时深水区浅部地层松软易垮塌、易发生井漏,钻探风险极高,开采难度很大。此次是世界上首次对深海粉砂质可燃冰进行试采作业。地层未固结、泥质含量高、储层埋深浅等特点,都给试采工作带来世界级挑战。

  “从钻井、固井到测井,每一个环节都面临与常规油气开采完全不同的挑战,”海洋工程公司前线指挥部(以下简称前指)副指挥王友华说,“我们要从常规油气作业中跳出来看问题,用全新的视野、全新的角度去思考问题,创造性地解决问题。”

  2015年年底,国家可燃冰试采重大试验工程项目启动后,海洋工程公司就提前介入了项目前期设计环节,编制完成包括27项基本设计、详细设计和施工设计的试采工程方案。2016年6月,海洋工程公司作为项目总承包方,结合目标区块试采难点,积极开展可燃冰试采技术攻关,创新试采方案和方法,在中国地质调查局和中国石油的共同努力下,创造性地提出7项工程技术体系创新,成功应用并解决了技术难题,也为海底可燃冰的商业性开发初步奠定工程基础。

  技术自信转变成实力自信,支撑了可燃冰试采项目的顺利进行,通过实践再次检验了中国石油工程技术服务水平,丰富完善了新领域下的科技创新体系,让科研成为驱动企业发展的核心动力。

  整合资源

  构筑协同攻关“有机体”

  蓝鲸1号钻井平台,更像是一个多国联合作战部队,不同国家、不同公司的专业技术人员聚在一起,共同商讨各类技术问题。在这项世界级难题面前,信息共享及整合技术资源,成为项目顺利实施的强力支撑。

  在此次可燃冰项目科技攻关中,稳定高效的科技创新管理体系是实现资源整合的首要前提。中国石油成立专家组,进行技术顶层设计和整体把关。海洋工程公司联合贝克休斯、GE、STARS-E等工程技术服务商及北京大学、中国石油大学(华东)等国内外知名研究机构和高校,组成联合攻关组,发挥各自优势,实现最大范围内的资源整合。

  在钻井施工设计阶段,海洋工程公司多次组织多家服务商就施工设计和方案开展百人以上桌面推演,通过专家把关、查漏补缺,进一步细化施工步骤,不断完善施工设计,形成科学严密的施工设计方案。

  “基于全球数据库的信息共享,是我们在提供水下钻采及深水井口等技术服务外的另一大优势。”GE中国油气集团水下钻采系统服务经理王晓明介绍,这次与海洋工程公司开展深度合作,借鉴了在日本可燃冰试采项目中取得的经验,为相关井控设备选型提供了专业意见,发挥了大数据的信息优势。

  为充分借鉴国际可燃冰试采经验教训,海洋工程公司组建专业研究团队,对世界上已开展的可燃冰试采案例进行广泛调研,包括日本南海海槽、加拿大Mallik、美国阿拉斯加等项目,对试采中的流动安全问题进行调研总结,提前预判风险点,针对试采中可能出现的各种工况进行研究分析。

  在各方共同努力下,理顺科研流程,强化各环节有序衔接,搭建整体目标框架,有效整合了各方科研资源和力量,形成一个具有生命力的“有机体”,实现科研攻关的自主高效运转,为破解难题、推进实施提供了有力支撑。

  不惧失败

  执着追求方案“最优解”

  “这次可燃冰试采是一次成功,但外界不知道的是,为了这次成功我们做了2400多组实验研究与数值模拟,每一道工序都有十几种不同方案,每套方案下面又有上百次的论证。我们是在一次次自我否定与失败中,探寻成功‘最优解’。”前指流动保障工程师徐鸿志说。

  “防砂技术是关键中的关键,此前国外历次试采均败在这一点上。”海洋工程公司总经理助理、前指副指挥马庆坤说。本次可燃冰试采目标层位为细粉砂质储层,地层砂粒径小,属于不均匀地层砂,防砂难度极大,国内外没有可参考的成功经验。

  “防砂是件非常矛盾的事,既要防止井筒堵塞,又不能全部防死,不然可燃冰里的天然气采不出来。”前指完井监督王剑说。仅是防砂技术里挡砂精度这一项参数设置,科研人员就设计了四类方案,每套方案下面还有四五种不同具体情况分析。

  针对目标海域储层特点,海洋工程公司完成了一系列防砂试验,在无数次尝试中寻求到最优解;依据试验结果,按照“防排结合,以排为主”思路,确定最佳挡砂精度,实现防排结合,最大限度地提高井底气水流动性;研发了独有的粉砂质可燃冰储层试采防砂筛管应用技术,形成新型TD预充填和3DHP特级防砂筛管两套完井防砂技术方案。

  实践是检验真理的唯一标准,也是检验科研成果的唯一途径。60天的连续试采,验证了防砂思路的科学性和防砂工艺的有效性,达到预期效果。

  可燃冰是未来全球能源发展的战略制高点,我国在全球率先试采成功,实现了在这一领域的领跑而不是跟随,为未来商业化开采提供了有力的技术保障。

 
  【作者: 李妍楠 关闭窗口
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