今年7月,四川泸州,盛夏的龙马潭区双加镇大冲头村,用于深层页岩气开发的阳101H20平台钻塔高耸矗立。
井口仪表盘上,温度显示150摄氏度,压力读数逼近140兆帕——这里正在进行一场国内从未有人完成过的试验:在井深超过6300米、水平段长达2500米、井斜接近97度的深层页岩气水平井中,单趟管串同时完成测井校深与8簇射孔作业。
“以前测井和射孔要分两次下井,周期长、风险高。把这两件事合并到一趟干,国内没人做过。”中国航天科技集团有限公司七院航天能源非常规油气射孔技术研发及推广团队一位技术人员望着监控屏幕说道,“加之是在这样的井深、水平段长度和井斜下,技术难度很大。”
屏幕上,井下工具串各类信号实时跳动——智能化多级射孔系统正在以“地面—井下”协同的方式,完成一次前所未有的“深地穿针”,智能化多级射孔系统的可靠性得到充分验证。
13年,从“空白”到“引领”
时间拨回2012年。彼时,美国“页岩气革命”如火如荼,分簇射孔核心技术被国外垄断,我国关键装备受制于人。国外产品不仅价格高、供货周期长,还常常难以适配我国不同储藏条件下的开发需求。
“石油能源建设对我们国家意义重大,能源的饭碗必须端在自己手里。”航天能源相关负责人对此感触尤深。那一年,航天能源率先切入分簇射孔技术研发赛道。
2015年,团队通过航天技术转化创新,成功突破压力转换控制等关键技术,实现第一代压控式分簇射孔系统国产化。“国外企业比我们起步早,当时我们的技术还有差距。”航天能源相关负责人坦言,“必须加快升级迭代,不然国产化成果很可能会再次被颠覆。”不久,国外供应商便改变了“只租不售”的强势策略,主动降价并推出新产品。
团队没有喘息,在第二代技术开发中以电子选发代替压控选发,面对的是井下高温高压环境下的电缆可靠通信和起爆难题。航天能源联合七院兄弟单位,推动航天技术与油气开发深度融合。经过近3年攻关,2018年,第二代电控式分簇射孔系统完成国产化。经鉴定,航天能源分簇射孔核心技术达到国际领先水平,整体达到国际先进水平,有力巩固了国产化成果。该公司还因这项技术获评国家级制造业单项冠军。
伴随技术迭代,航天能源核心产品的国内市场占有率从0跃升至80%以上,为推动我国页岩气商业化开发、保障能源安全作出积极贡献。
第三代:把“智能化”写进深地
从第一代“跟跑”到第二代“并跑”,航天能源分簇射孔技术实现了跨越式发展。但团队没有止步,而是紧跟行业大趋势,着手抓智能化。
第三代智能化多级射孔系统的核心突破,在于将测井校深与多簇射孔功能整合至同一趟管串中,在国内首次实现“射孔—测井”一体化施工。通过整合电子通信、智能控制等关键技术,系统实现了井下工具串状态监测与地面远程协同控制,操作人员可实时掌握井下工况并动态优化作业参数,有效提升了施工安全性与作业效率。
试验分模拟泵送和实弹射孔两个阶段进行,系统全程通信稳定、控制精准,并可在异常情况下无缝切换至常规作业模式,为高风险井施工提供了可靠保障。“一体化协同比预想的更平稳,系统响应很快。”现场技术人员说。
智能化升级迈出重要一步
当前,以人工智能、大数据、物联网为代表的新一代信息技术正深度重塑全球油气行业格局,国际大型油服公司和石油公司纷纷加大智能化转型投入,智慧油田建设如火如荼。页岩油气等非常规资源开发因面临迫切的降本增效压力,成为智能化升级的重点领域和先行阵地,新一代智能技术已从非常规油气开发的“辅助工具”跃升为“重要引擎”。
智能化多级射孔系统的成功试验,标志着我国非常规油气智能射孔技术迈出重要一步。下一步,航天能源将持续优化系统性能,拓展超高温、超高压等更复杂环境下的应用能力,推动系统在非常规油气田的规模化推广。
从2012年的一片空白,到2026年的智能化升级——13年,航天能源用3代技术迭代,把“航天精神”写进了6300米深的地层。
(巨晓飞)