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工程技術研究院“十三五”科技創新紀實

時間:2021-09-26來源 : 中國網作者 : 劉增

錨定世界一流 矢志自立自強

工程技術研究院聚焦“率先建成世界一流研究院”的戰略目標,大力實施“創新驅動、技術引領、人才優先、價值導向”戰略,著力放大重組整合優勢,系統構建研發格局,有力加強支援服務,深度優化産業結構,持續激活體制機制,企業步入創新攻關增速期、效益發展增長期、價值創造增量期。五年來,獲國家級獎勵4項、省部級獎勵97項、集團公司十大科技進展6項、CIPPE創新金獎3項,發佈自主創新産品24項,榮獲集團公司2018-2020年中期業績優秀單位。

膨脹管準備就緒即將發往現場。  

站位全局 精心佈局

科技創新治理體系系統構建

工程院秉持“自主創新、重點跨越、支撐發展、引領未來”的科技方針,初步構建了現代化科技創新治理體系。

強化頂層設計特色核心技術體系。頂層設計13大主體技術研發方向和9大技術體系,構建以國家科技重大專項項目為牽引、集團重大攻關項目為依託、院級課題為基礎,以“基礎+應用”“創新+創效”“本部+外腦”為特徵,以重大裝備、尖端儀器、核心助劑、自主軟體為載體的核心技術體系。

構建國內外“一體兩翼”研發格局。發揮院本部在鑽完井長期厚重的技術積澱、休斯敦中心區位優勢以及中東技術支援中心一體化研發支援作用,構建以院本部為主體、以休斯敦中心和中東技術支援中心為兩翼的研發格局。

強化實驗條件平臺建設。持續提升實驗室儀器裝備配套和實驗能力建設,具備27大類實(試)驗、測試與評價能力,部分實驗室通過CANS、CMA認證;在休斯敦建成國際一流的非常規工程技術一體化實驗室。

構建開放共用一體化研發平臺。建全井下作業、儲層改造、資訊化等研發業務鏈條,搭建院內一體化研發矩陣,形成攻關合力。統籌外部資源,搭建了系統內外一體化研發平臺,攜手油氣田與鑽探企業共建“鑽井工具與裝備服務中心”“西部井下作業技術中心”,與石化院、清華、北航、石油大學(北京)等單位組建17個“三跨”創新團隊。

強化數字化智慧化轉型升級。聚焦智慧鑽完井技術研發、高端軟體開發、遠端技術支援,加強大數據、人工智慧與鑽完井技術的深度融合,加快智慧鑽完井核心技術研發和傳統優勢技術智慧化升級,挖掘數據價值,打造工程院發展的“另一增長極”。

大力推進北石公司科改示範行動。聚焦法人治理結構改革、全面推行任期制和契約化管理、構建市場化薪酬體系、科技成果轉化創效能力提升等改革創新舉措,制定46項各管理層權責界面清單,建立經理層責權利對等管理機制,精減機關冗余35人,新增戰略合作夥伴逾20個。

全面啟動世界一流研究院創建。深入貫徹落實集團公司黨組工作部署,實施“四大發展戰略”,確立“六個一流”發展目標,科學規劃三個階段總體方案,詳細部署三年行動計劃,從六大方面制定出臺了40項具體舉措,預計形成標誌性成果300余項。

精細控壓鑽井系統現場。  

著眼需求 扛起使命

攻關突破邁向高端

工程院承擔國家、集團/股份公司項目67項,圍繞6大技術集群,形成40項重大裝備工具、材料、軟體和核心配套技術,儲備28項高端前沿技術,引領工程技術發展方向。

自動化鑽完井技術與裝備方面:創新研製首臺四單根立柱鑽機、提升載荷85~1000噸全系列頂驅、雙級高精度壓力控制精細控壓鑽井為核心的超深井鑽井裝備;AnyCem?系統的自動化固井技術與裝備取得重大突破。

井下隨鑽測控技術與裝備方面:研製出指向式全旋轉導向工具、旋轉導向增效馬達及連續管鑽井動態參數測量等工具;“解卡”抗高溫隨鑽測量系統175℃/200時高溫渦輪發電機電源穩壓模組;無源磁導向實現了“零”的突破。

提速技術與工具方面:形成以鑽井工程一體化軟體為核心的超深井鑽完井工藝技術,整合國際首創三維凸脊型非平面齒、300小時壽命螺桿鑽具、膨脹管裸眼封堵技術、自動尋優司鑽導航儀SDI等深層超深層油氣開發利器,突破8000米勘探領域。

井筒工作液材料與技術方面:研製11類43種高端鑽井液處理劑,其中抗溫240℃淡水基鑽井液、抗溫300℃水基泡沫鑽井流體及抗鹽水侵45.0%的抗溫220℃、密度2.60g/釐米3立方釐米油基鑽井液體系均達到國際先進水準;研製出高強度韌性水泥,抗壓強度大於50MPa,楊氏模量同比降低30%;形成壓裂液添加劑産品體系,可變黏度挾砂降阻劑實現滑溜水黏度1~120cP實時可調,降阻效果顯著,壓裂液體系滿足230℃超高溫壓裂要求。

完井與儲層改造技術方面:研製成功適應井深最大的2"×8000米連續管作業機,及適應我國道路運輸的世界上同等管徑最大的2-3/8〃×5500米、2-5/8〃×4500米兩種大管徑超大容量連續管作業機;研製出系列化高性能膨脹管材料,脹後衝擊韌性>150J,提高地層承壓能力35MPa,創造多項作業紀錄;形成8種規格、5種溫度系列全可溶橋塞,整體達到國際領先水準。

儲氣庫工程技術方面:形成老井評估與封堵、枯竭氣藏與鹽穴儲氣庫高效鑽完井、鹽穴儲氣庫造腔排鹵、油套管柱氣密封檢測、井筒完整性監測評估等5項特色技術。

加強總部部門和子集團決策參謀支援。擔綱完成國家2020-2035年油氣重大專項接續戰略研究、國家中長期油氣工程領域戰略規劃研究、國家深地計劃課題,以及集團公司2035年鑽井發展戰略和工程技術“十四五”科技發展規劃框架。發行《油氣勘探開發工程技術》專刊,定期提報各類研究專報及簡報,定期開展鑽完井專業回顧性梳理和提速提效評價分析;持續推進總部EISC支援。

加強川渝頁巖氣、新疆瑪湖、大慶古龍頁巖油等水準井鑽完井技術支援。整合近鑽頭地質導向、大功率螺桿、頂驅扭擺減阻等特色技術,參與亞洲最長水準井華H90-3井技術支援,實施技術總包與科技示範井35口,寧209H71-3井創國內頁巖氣井水準段3100米最長紀錄。

拓展塔裏木、西南、新疆南緣等深井鑽井技術支援。持續推進精細控壓、個性化PDC鑽頭、油基鑽井液、超深井固井等技術應用,大幅提升複雜深井工程品質,樹立多項區域標桿。助力高探1井等勘探重大發現。

有序開展中東、查德、尼日等海外技術支援。出色完成集團公司NEB資産領導者項目20個課題50項KPI支援任務;在40多個海外項目開展項目評價、方案編制、重點井優化設計、成熟技術整合與推廣等工程技術支援和服務。

頂驅在車間已完成裝配準備發往現場。  

立足特點 突出特色

産業發展步入新業態

堅持科研與産業互補並重,著力構建“3+2”大産業格局,産業工作取得長足進展。

構建鑽完井裝備、工具儀器、化學材料及軟體産品的大産業格局。將北石公司、江漢所打造為高端裝備、工具、儀器類産品的孵化和産業平臺。北石公司具有年産頂驅100台套、PDC鑽頭200支、全可溶橋塞1萬支的生産能力;提升連續管作業裝備“智造”水準,作業機年産能力超過30套。將西安康布爾公司打造為具備6000~8000噸/年的油田化學成果轉化與推廣能力的孵化和産業平臺。成立資訊中心,實現鑽完井軟體和智慧鑽完井技術的商業價值。

強化優勢産品的推廣應用。25種機械類工具産品、8項工藝技術、15類油田化學産品進入國內外技術服務市場。頂驅産量238台套,連續管作業機生産(銷售)64台,CGDS近鑽頭地質導向應用逾220井次,鑽井液技術服務460余井次,固井技術服務1000余井次,控壓鑽井技術服務46口井,高效PDC鑽頭應用近200井次。

自動化固井核心軟體平臺及配套裝備。  

激發潛能 激活動能

體制機制增強創新動力

聚焦科技創新和創效中心工作,著重科學決策、共用平臺和四項機制建設,激發動力活力和潛力。

建立全生命週期科研管理機制。建立以院科技委員會和四個專業技術委員會為架構的科研決策機制,實行項目掛牌運作制度,建立自上而下課題“甘特圖”管理模式,建立項目研發寫實和成果登記入庫制度,建立科研項目後評估管理制度。

建立創新驅動的成果轉化機制。制定科技成果轉化管理辦法、成果産業化培育與孵化獎勵細則和重點成果轉化與推廣工作計劃,強化創新項目同現實需求對接,創新勞動同利益分配對接。國內外市場不斷拓展,技術産品及服務遍及國內各油氣區及海外50多個國家和地區。獲集團公司科技成果轉化創效獎勵逐年提升。

建立引才育才用才培養機制。加快急需人才引進,深入推進崗位序列改革,全面構建四支人才隊伍矩陣式培訓體系,強化勞動合同管理,完善市場化用工制度。累計引進內部專業技術人才70余人,培育碩博研究生300余人、企業專家82人。

建立精準激勵的薪酬分配機制。建立了以崗位工資與津補貼為基礎、分類績效考核為杠桿、創新創效激勵分紅為導向、多層次專項獎勵為補充的薪酬分配機制,重點向關鍵崗位、領軍人物、核心骨幹傾斜;建立了員工薪酬增量與創新創效深度捆綁、與經營效益緊密掛鉤的中長期激勵機制;積極推行崗位分紅與試點項目收益分紅激勵。

堅持開放搞科研,主動融入全球創新網路,形成“中美兩地”高效協同發展新模式。

優化運作管控機制。建立符合美國法律法規、國際慣例和集團公司決策程式的運營管控方式,確保其相對獨立性,形成相對成熟的當地化、國際化管控模式。通過重構管理機制,建立分級授權、完全項目制、遠端例會等機制,在國企海外研發機構中率先全員復工,實現休斯敦中心平穩有序運作。

著重基礎前沿和關鍵核心技術突破。匯聚70余名一流的國際化人才,構築國際技術合作平臺和研發高地,建成“6大團隊、4大技術系列、7大主體方向”的研發體系,形成高效PDC鑽頭、全可溶橋塞、減阻劑、調堵劑等23項國際先進的標誌性成果。

建立國內外成果轉化機制。發揮集團公司整體優勢,以壓裂減阻劑、特種橡膠材料等項目為抓手,與石化院、蘭州石化及油氣田企業打造上下游一體化創新聯合體,形成“研發+生産+應用”的全鏈條轉化模式。按照項目收益分紅方式,與北石公司等簽訂成果轉化協議,保障全可溶橋塞、PDC鑽頭等高端産品在國內落地轉化。

休斯敦中心全可溶橋塞現場應用成功。  

技術亮點

一、深井鑽井技術與裝備

陸上深層是我國能源戰略重要接替領域,為高效安全快速勘探開發深層油氣資源,必須解決深層窄密度窗口安全鑽進難、強研磨極硬地層鑽速低、超深井起下鑽時間長、高溫高壓引起工作液不穩定、井筒完整性差等複雜問題。工程技術研究院通過持續攻關,發明瞭精細控壓鑽井成套工藝裝備、研製了高溫高密度強封堵油基鑽井液技術、研發了自動化固井技術裝備、研製了三棱形非平面齒PDC鑽頭、智慧司鑽導航儀等提速工具,整合配套了複雜超深井鑽井關鍵工藝與裝備,助推8000米複雜超深井鑽井技術水準邁上新臺階。

二、井筒完整性一體化技術

工程技術研究院一直致力於通過新技術提高複雜油氣井建井-完井-生産全生命週期井筒完整性,為油氣資源的安全高效開採提供保障。其中,膨脹管技術達到國際領先水準,是提升複雜油氣井建井期間井筒完整性的利器,在西南、塔裏木等油氣田創756米最長封堵段、6065米最大井深等多項紀錄,打破了國外壟斷。基於AnyCem?系統的自動化固井技術在國際上首次實現全過程自動化作業,配套大溫差、高強度韌性水泥漿及高效沖洗液等核心材料體系,現場應用1200余井次,大幅提升固井品質,保障了完井及開採過程井筒完整性。在儲氣庫領域,創新研發的無源磁導向和封堵配套工藝,有效拓展了工程可行建庫範圍,形成設計-評價-治理一體化的完整性技術體系,保障了集團公司“百億方”儲氣庫群規模化建設。

三、連續管技術

連續管技術是轉變井下作業方式的前沿技術,為解決長水準段儲層改造、超深井作業難題,工程技術研究院攻克了重載注入頭、連續管重載運輸等關鍵技術,實現了車裝2〃-6600米和拖裝2〃-8000米的突破,研製了以連續管井下噴射器、振蕩器等為代表的4大類90余種工具,形成了連續管排水採氣、長水準段儲層改造、一體化快速修井等5大系列近70種工藝,助力川渝頁巖氣、長慶緻密氣和新疆瑪湖頁巖油的高效開發;研製的2-7/8〃-3500m連續管複合鑽機和以轉向器為代表連續管側鑽工具,成為老油田低成本挖潛的重要利器。

四、鑽井智慧化資訊化

工程技術研究院緊緊抓住數字技術與業務融合發展的大好機遇,以鑽井現場數據自動採集軟硬體研發為突破口,以攻克關鍵核心軟體為抓手,打破國外技術壟斷,自主研發了耐溫150℃、高精度、低功耗、動態9參數的RMIA系統,為複雜深井鑽井安全高效賦能。

工程作業智慧支援中心(EISC)以打造數據服務和工程諮詢平臺為己任,監測覆蓋集團公司3207口“五類”重點井,深井超深井400余口,實現了鑽井作業現場遠端巡檢監測、生産動態及時報送,關鍵井段專家支援、重大事故複雜專家會診,為深井超深井生産動態全感知、運作協同化、風險預警快速響應提供決策支撐。SDI智慧提速優化獲得集團公司技術發明一等獎,成功中標集團公司核心關鍵技術鑽井軟體SmartDrilling,搭建了開放式一體化研發平臺,與國際同類先進軟體全面對標,為鑽完井業務數字賦能邁出了關鍵一步。

五、休斯敦中心研發成果

超前規劃,在休斯敦建成非常規油氣工程技術實驗室,形成世界一流的科技研發平臺,在自主創新、智慧財産權保護和降低研發成本上發揮了巨大作用。依託集團公司重大科技專項,充分利用當地“能源之都”人才、技術、資訊匯聚地的區位優勢,打造了23項具有國際領先或先進水準的核心技術和産品,研發了以非平面齒PDC鑽頭為代表的世界領先成果,不斷刷新深層難鑽地層的提速紀錄,為塔裏木、西南、大慶等難鑽地層鑽井提速提供利器,獲得集團公司科技進步一等獎、國家發明專利優秀獎。申請發明專利107件,其中美國專利86件;獲授權專利46件,其中美國專利39件、中國專利7件。

六、北石公司成果轉化

作為國家“科改示範企業”之一,北石公司聚焦油氣勘探開發重大需求和關鍵核心技術,傾力打造中國石油裝備工具産業化重要基地,充分發揮工程技術研究院科研成果轉化基地、研發柔性加工和試驗基地的優勢,不斷提升自主創新能力,在高端裝備、隨鑽儀器、井下工具的研發應用方面取得新突破。

研製的頁巖油氣專用頂驅和新一代直驅頂驅,推進油氣裝備自動化智慧化升級,提升作業本質安全水準;新開發的配備雲端遠端監控系統的防噴器控制裝置,可實現遠端實時監控、預警診斷等功能,推動現場班組井控向遠端專家支援轉變,顯著增強井控處置能力;成功研製帶動態方位伽馬技術的CGDS近鑽頭地質導向鑽井系統,提升儲層識別能力與測量效率;長壽命螺桿鑽具作為集團創新創效項目産品,已在川渝、瑪湖等地應用上百井次,平均使用壽命達300小時以上,有效助力水準鑽井實現“一趟鑽”。記者 劉增 資料提供 蔣宏偉 曲從鋒 宋治國 梅運誼 楊振周

(來源: 中國石油報)

(責任編輯:沈曄)
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