科技创效奔“四化”

陆晓如　王宁

50载大浪淘沙，沙尽见真金。

中国第一座坐底式钻井平台，第一台交流变频电机直驱型单轴一体化绞车，第一部完全自动化改造并投入生产的钻机，第一次成功实施国产工具南海可燃冰取芯作业……

一个个镌刻在中国石油工业史上的闪光成果，串联起了胜利钻井院聚焦国家创新驱动战略，以创新兴院，不断推进技术和产品迈向高端化、自动化、智能化、洁净化的发展轨迹，凝聚着胜利钻研人聚焦中国石化建设技术先导型企业决策部署，以推动高水平科技自立自强为己任，矢志不渝创新攻关，打造石油工程技术名片的心血。

高端化：剑指世界一流

2017年5月1日凌晨1点，一束幽蓝的火焰照亮了南海漆黑的夜。

那一抹由深海可燃冰点亮的光，向世界宣告：中国南海可燃冰取芯大获成功，中国成为世界上为数不多掌握可燃冰保温保压取芯技术的国家！

胜利钻井院正是幕后英雄。

可燃冰是21世纪公认的最有可能接替煤炭、石油等常规能源的新型绿色能源，但开采难度远远超过了页岩油。

取芯是进行地层分析和储量评估的必要工作。而可燃冰取芯不同于常规取芯，对工具密闭性、隔热性要求非常高。必须确保取出的岩芯状态与海底原始温度压力一致，否则就可能导致岩芯的分解。

在这条荆棘遍布的赛道上，依托国家863项目“天然气水合物钻探取芯工程样机及配套技术”，在长期积累形成的成熟的常规取芯技术的基础上，胜利钻井院向可燃冰取芯发起挑战。

9年间，屡试屡败，几乎让研发团队产生了放弃的念头。是地矿技术与石油领域油气捕集取芯技术的联姻，让研发团队拨开迷雾见月明，掌握核心技术创造了领先世界的奇迹。

推动优势技术不断向更高水平突破，中长筒页岩油取芯、液力加压取芯、海绵取芯、绳索取芯……满足不同地层及不同井眼尺寸的取芯作业需求，让胜利钻井院取芯技术成为行业标杆，跻身世界一流。

国际领先技术发展到哪里，攻关方向就跟踪到哪里。

“等井径膨胀管钻井技术是膨胀管技术和钻井井身结构的发展方向。当深井鉆遇复杂地层时，可作为临时技术套管进行机械封堵。无需改变钻头尺寸和井身结构继续钻进，有利于把井钻得更深。”胜利钻井院石油完井研究所专家吴柳根介绍说。

如此重要的技术，过去在国际上没有规模化的成熟应用，在国内属于空白领域。

为了攻克这一世界级难题，胜利钻井院依托国家863项目“膨胀管钻井技术”进行探索性研究，攻克了大变形膨胀材料、大变形膨胀螺纹、可变径膨胀工具、多级压力系统和配套工具工艺等关键技术。

2020年11月13日，等井径膨胀管技术在河31-斜190井试验成功，顺利完钻并完成电测作业。膨胀后的等井径膨胀管经受住了钻塞和二开钻进的双重考验，作为临时技术套管服役23天，安全起下钻16趟。

“这标志着中国石化在这项世界尖端钻井技术攻关上取得了重大突破。”作为研发的直接参与者，吴柳根深感自豪。

着力打造人无我有、人有我精的高端技术产品，赋能石油工程高质量发展，胜利钻井院一系列高端技术产品熠熠生辉——

胜利油区效益开发钻完井关键技术创新与应用等3项成果达到国际先进水平，钻机管柱自动化系统研制与工业化应用、滩浅海复杂油气藏钻完井关键技术研究与应用2项科技成果达到国内领先水平……

自动化：减人增效利器

6月，暑热模式开启。

国家级页岩油示范区牛页一区试验井组笼罩在炎炎烈日下。偌大的井场上只有零星几个往来的身影。

“大家不是躲起来乘凉了。”胜利钻井院石油机械研究所所长李进付解释道，“现场钻机配套了我们自主研发的‘胜利天工DREAM钻井管柱自动化系统，再也不需要那么多人了。”

曾几何时，国内并不缺一线工人，但老一辈石油人老去后，谁来钻井？自动化是未来的必然选择。

十多年前，在一次技术交流会上目睹世界最先进的自动化钻机，李进付大受震撼——一个人坐在中央控制室，像玩游戏一样完成一整套钻井流程，简直就像科幻大片。

“有梦就要追！我们把钻井管柱自动化系统命名为DREAM，就是‘追梦的意思。”中国石化青年岗位能手、钻机自动化项目经理高煜介绍道。自那时起，胜利钻井院把目光锁定在打造国产自动化钻机。

几易寒暑，数以万计的图纸，胜利钻井院形成了钻机管柱自动化集成配套技术，实现了钻井管柱输送自动化、井口作业自动化、立根排放自动化及系统整体控制。

2021年10月21日，习近平总书记在山东东营考察期间，登上70183钻井平台。当看到工人盯着显示屏，仅凭摇杆和控制面板轻松操控钻井时，总书记称赞像是“开飞机”。

一线工人是钻机自动化最直接的受益者。

“过去，钻井工作既艰苦又危险。现在，二层台和钻台等高危工作区实现无人操作，大大提高了本质安全水平，劳动强度降低90%以上，每班可节省人力2到3人。”李进付说。

以自动化技术和装备改写石油钻井傻大笨粗、又苦又累的刻板印象，在胜利钻井院的产品库里，同样表现抢眼的还有钻井液在线监测系统。

钻井液被称为钻井的血液，性能的好坏决定着一口井钻井施工的成败。

长期以来，钻井液性能测量依靠人工手动测量，费时费力，测量离子浓度需要20～30分钟，测三项参数花费1个小时，而且人工检测、记录，误差在所难免。

2008年的一天，胜利钻井院油田化学工程师刘保双研读外文文献时，国外一种能够实现钻井液性能自动化测量的仪器吸引了他的注意。

那一刻，一扇新的大门在胜利钻研人面前打开——研发钻井液性能在线监测系统，通过信息化、自动化技术，实现钻井液性能的在线实时监测。

国内没有先例可循。研究团队在试验中不断找出问题，又不断优化测量仪器，实验记录本堆了1米多高。

历经上百次现场试验，“胜利天工”哨兵钻井液性能在线监测系统跃然出世，可每秒记录一组数据，远超国外同类产品10～15分钟一次的监测频率。从此，人工取样被取代，人为不安全、不稳定因素得以消除，极大促进了科学、安全、高效施工。

提质增效，未有尽时。胜利钻井院正通过中国石化“十条龙”科技攻关项目《页岩油开发全自动钻井装备研制及示范应用》，启动基于机器人技术的全自动钻井装备研发工作，向着自动化钻井更高水平大步迈进。

智能化：无人钻井不是梦

人工智能时代已经到来。

从战胜全球顶尖棋手的AlphaGo到OpenAI创造的大语言模型ChatGPT，无不说明着这一点。

党的十九大就已提出，推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合。胜利钻井院深知其中蕴藏着巨大的机遇，组建智能信息技术研究所，致力于成为我国石油工程智能化发展的一支重要力量。

钻井装备MRO（维护、维修、运行）物联网系统应运而生。

传统意义的钻井施工，设备之间关联度低。井场设备管理以人工巡视为主，一旦出现设备故障只能逐一排查，不仅牵扯大量人力物力，也间接影响了钻井时效。

“如果把物联网技术搬到钻井现场，实现井场设备之间的互联互通，变人工巡视为终端监测，必将大大提升钻井现场的管理水平，提高设备的保障能力。”胜利钻井院智能信息技术专家于丽丽决心把这一超前的设想变成现实。

5年时间里，于丽丽带领团队一台一台采集各种井场设备的数据，一步一步摸索数据背后表达的设备状态，成功研发钻井装备MRO物联网系统。在牛页一区试验井组应用，该系统多次准确预警异常，为设备高效管理、钻井高效施工带来了福音。

无独有偶。为了准确、及时识别钻井液溢流和漏失，胜利钻井院智能信息技术研究所还研发了“胜利天工”智能坐岗系统，成为胜利油田东部一般开发井开钻验收的必要条件。

该系统通过智能化传感器监测液位、集成井场实时数据，能够自动识别钻进、起钻、下钻等工况，准确计算溢流与漏失，为井队规避和处理风险提供辅助决策支持。

“智能坐岗系统可以实现全程平衡压力钻进，我们现在已经离不开它了。”井上技术人員说，“钻井作业关键时刻我们一直盯着用。”

促进我国石油工程智能化发展，钻头被赋予了感知力。

“提速增效始终是钻井追求的目标。但现阶段依靠安装在螺杆上游的测量装置，难以提供真实可靠的提速提效分析。”胜利钻井院科研管理部经理高凯说，“要提高钻头破岩效率，非智能钻头莫属。”

研发团队的工作室里，黑板上的阵列画了又擦，推满公式的草纸摆了一地。

2022年，“胜利天工”钻头参数智能采集系统先后在牛页、义页、渤深等重点区块现场试验，累计入井7井次，振动、转动、井斜、井温等多参数测量数据完整、特征鲜明，实现了钻头真实工况听诊。

“研发团队还仿照鸟群捕食信息共享策略，建立多目标钻井参数方案评价模型，探索智能钻井参数优化决策方法。”高凯介绍说，“这样一来，就可以通过钻前分析和钻时校正，为全自动钻机提供送钻参数路线，规避井下风险、提高钻井效率。”

从地面的石油装备智慧互联，到地下的钻头智慧感知，以智能化为智慧钻井插上腾飞的翅膀，胜利钻井院埋下了无人钻井的种子，花开可期。

洁净化：绿色赋能未来

绿水青山就是金山银山。

在国家“双碳”战略目标下，对于高耗能、高碳排放的传统油服企业来说，绿色低碳转型不是想不想、干不干的问题，而是必须干、必须干好的事业。

“我们清醒地认识到，在‘双碳新赛道上，必须自觉肩负起推动油服行业绿色低碳发展的战略使命，发挥自身研发优势，推进绿色技术创新，全力破解‘双碳背景下我国油服行业面临的难题与挑战。”胜利钻井院副院长裴学良指出。

4月10日，重庆页岩气足203H7-2井一趟钻进尺2965米，刷新了中国深层页岩气水平井新纪录。

这项由中国石油重庆页岩气公司创造的亮眼业绩，背后闪耀着胜利钻井院的科研之光——该井首次应用了“胜利天工”钻井液负压回收装置，并取得成功。

在钻井过程中，钻井液携岩产生大量废弃物，不仅环保压力大，而且处理费用高昂。

胜利钻井院历时两年研发的“胜利天工”钻井液负压回收装置，以振动筛筛面为滤网，创新采用脉冲负压设计，通过脉动气流形成一定频率的真空抽吸。“就像人在呼吸一样，把残留钻井液吸得干干净净。”研发人员成冠琪介绍道。

通常情况下，钻井作业岩屑含液量为30%～35%，足203H7-2井应用“胜利天工”钻井液负压回收装置，岩屑含液量降至13.8%。四开产生400余吨钻屑，回收油基泥浆超过40立方米，废弃物减少约80吨。

“该装置不仅有效减少油基钻井液消耗，降低钻井废弃物运输和处理成本，而且装置小巧精致，便于现场安装，绝对具有诱人的性价比。”胜利钻井院绿色洁净环保研究所副所长刘均一指出。

紧密结合绿色环保现场急需和洁净能源发展方向，强化科技攻关和技术合作，胜利钻井院研发了一批解决绿色环保难题、促进新能源发展的新技术、新装备——

致密油气开发环境保护技术集成及关键装备，完成装备研制与设备配套集成，形成橇装、模块化子处理系统，钻井液处理量9131立方米，平均减量率68.95%。

泥浆不落地装备及技术服务，彻底去掉大循环池，实现全井段钻井液回收、减量化及钻屑随钻处理，钻屑脱液干燥后含水率小于70%，彻底消除对井场环境的污染隐患，减少钻井用水和征地成本。

钻井液有害成份分析及减量化技术研究，形成了一整套完善的水基钻井液环保减量化作业方法。

…… ……

“紧跟中国石化绿色洁净战略步伐，瞄准中国石化2030年碳达峰目标，2022年我们组建了绿色洁净环保研究所，从机构设置上树立鲜明导向，进一步凝聚攻关绿色环保、洁净能源、安全生产等关键技术的力量。”裴学良说。

多出、快出洁净化技术，全力以赴打造石油工程绿色安全转型的战略力量，极力护持绿色井场。这张绿色技术名片，必将成就胜利钻井院可持续、高质量的未来。

责任编辑：石杏茹