東北油氣鉆井現(xiàn)場。孫文舉 攝

□蔣琳琳 任麗麗

助力中國石化第一口地?zé)徇B通井——陜西綠源中天未來玥U形地?zé)徇B通井成功完成直井與水平井的精準(zhǔn)對接；為我國首口萬米深井塔科1井研發(fā)設(shè)計(jì)國內(nèi)首套直徑365.13毫米大尺寸封隔式分級注水泥器，打破國際技術(shù)壟斷；為馬1-16H井設(shè)計(jì)鉆井提速方案，提供技術(shù)支持，各開次機(jī)械鉆速創(chuàng)6項(xiàng)區(qū)域指標(biāo)……這些正是產(chǎn)研深度融合結(jié)出的累累碩果。

近年來，石油工程技術(shù)研究院（簡稱：工程院）聚焦油氣企業(yè)重大需求，持續(xù)開展產(chǎn)研合作，推進(jìn)地質(zhì)工程協(xié)同攻關(guān)，加大應(yīng)用性基礎(chǔ)研究與工程技術(shù)創(chuàng)新力度，推動核心技術(shù)攻關(guān)不斷取得新突破。截至2023年12月底，工程院累計(jì)獲得授權(quán)發(fā)明專利141件，有效支撐“深地一號”、川渝頁巖油氣開發(fā)等20項(xiàng)重點(diǎn)工程建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn)。

搭建平臺，共答產(chǎn)業(yè)需求考卷

“市場需求就是科技創(chuàng)新的方向”，是工程院干部員工的共識。

2023年8月，工程院與華北石油工程聯(lián)合成立“萬米井”項(xiàng)目組，共同進(jìn)行萬米深井鉆完井工程新技術(shù)攻關(guān)；2023年9月7日，工程院與河南油田圍繞泌陽凹陷、南陽凹陷、旬宜區(qū)塊、焉耆區(qū)塊等典型工程技術(shù)難題展開交流研討……像這樣的合作，在工程院已成為常態(tài)。

隨著油氣開發(fā)向深層、特深層挺進(jìn)，油氣開采對鉆井工藝、鉆井液、工具儀器的要求也越來越高。工程院堅(jiān)持“開放合作搞科研”的態(tài)度，攜手油氣企業(yè)、高校、科研院所，著力構(gòu)建“企業(yè)領(lǐng)頭、科研創(chuàng)新主體相互協(xié)同”的創(chuàng)新聯(lián)合體，形成了內(nèi)外聯(lián)動、共解技術(shù)難題的科研格局。

早在2022年8月，工程院就與清華大學(xué)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，成立了油田化學(xué)聯(lián)合研發(fā)中心，圍繞高質(zhì)量井筒工作液、儲層保護(hù)、提高采收率等三大領(lǐng)域，共同攻關(guān)工程技術(shù)難題，截至目前已開展了“耐溫抗鹽水溶性聚合物研究”等6個項(xiàng)目合作?！瓣P(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，必須打破團(tuán)隊(duì)邊界，加快創(chuàng)新資源和信息有序流通，集聚精銳力量，聯(lián)合作戰(zhàn)，才能實(shí)現(xiàn)更大突破?！鼻迦A大學(xué)教授徐軍說。

圍繞產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要，工程院“鏈”接上下游、串起“朋友圈”，通過廣泛開展“內(nèi)部合作、中中合作、中外合作”，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室共建和人才資源共享、科研立項(xiàng)和技術(shù)攻關(guān)方向共同確立，推動科研創(chuàng)新向“卡脖子”技術(shù)難題聚力，為油氣企業(yè)降本增效提供更有力的支撐。

截至目前，工程院以協(xié)同攻關(guān)、合作共贏為目標(biāo)，已相繼與10多家高校、研究機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)企業(yè)建立了合作關(guān)系，與華北油氣、石化機(jī)械等系統(tǒng)內(nèi)單位簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議，開展技術(shù)交流50余次，為加快關(guān)鍵核心技術(shù)突破與轉(zhuǎn)化構(gòu)建了良好的創(chuàng)新生態(tài)。

產(chǎn)研攜手，構(gòu)筑技術(shù)新高地

“互為依托、互為一體的戰(zhàn)略合作，形成了融入式和滲透式的合作關(guān)系，合作思路更加清晰、合作領(lǐng)域更加廣泛。我們愿意成為工程院優(yōu)勢技術(shù)產(chǎn)品的‘試驗(yàn)田’。”華北石油工程執(zhí)行董事、黨委書記羅宏志在交流時對雙方的合作充滿信心。

信心源于實(shí)踐。工程院以市場為導(dǎo)向，堅(jiān)持“現(xiàn)場難題在哪里，科技創(chuàng)新的源頭就在哪里”，以“企業(yè)出題、科研答題”的模式，推動科研技術(shù)迭代創(chuàng)新。

龍鳳山氣田是東北油氣上產(chǎn)的重要陣地，但工區(qū)地層承壓能力低。如果用傳統(tǒng)的堵漏、分級或尾管固井技術(shù)封固4000米以上的長井段，固井漏失率超70%，不僅堵漏周期長，而且固井質(zhì)量優(yōu)良率低，難以滿足后期油氣開發(fā)的需要。

面對難題，工程院堅(jiān)持地質(zhì)工程一體化，攜手東北油氣和華東石油工程共同研討技術(shù)設(shè)計(jì)、工具性能和施工方案，綜合多方面意見，“量體裁衣”研發(fā)了高壓氣液固三相泡沫發(fā)生器，自主開發(fā)了零承壓一次性長封固工藝，取代了“尾管懸掛+回接固井”工藝，一次性封固段提高到5500米以上，不僅有效解決了東北工區(qū)復(fù)雜地層的固井難題，而且完成了第三代注氮泡沫水泥漿固井技術(shù)的迭代升級。截至目前，該技術(shù)在龍鳳山地區(qū)累計(jì)應(yīng)用70余口井，施工成功率達(dá)100%，固井質(zhì)量優(yōu)良率90%以上，平均單井節(jié)約周期14天，單井降本200余萬元。

科研與生產(chǎn)深度融合，推動工程院創(chuàng)新策源能力持續(xù)提升。鉆完井一體化技術(shù)助力順北84斜井“千噸井”建設(shè)，鉆井周期較設(shè)計(jì)縮短40天；壓裂工具服務(wù)一體化為鄂爾多斯盆地致密氣規(guī)模化勘探開發(fā)提供了有效解決方案，累計(jì)節(jié)省套管50余萬米；根據(jù)西藏羌參1井海拔超高的實(shí)際情況，量身定制配套固井工具……從巴山蜀水到戈壁沙漠、從藍(lán)色海洋到雪域高原，智能鉆井技術(shù)、TEL200攝氏度高溫MWD（隨鉆測量儀）、微納米強(qiáng)封堵鉆井液等一批原創(chuàng)性鉆完井工程技術(shù)、方案、工具猶如雨后春筍快速形成，創(chuàng)新成果加快向生產(chǎn)現(xiàn)場轉(zhuǎn)化落地，有效支撐了“深地工程”等重點(diǎn)項(xiàng)目順利開展。

鏈鏈融合，優(yōu)勢互補(bǔ)促雙贏

2023年12月6日，且深1井四開順利中完，攻克了超深鹽膏復(fù)雜地層的“專打?qū)７狻彪y題，刷新了我國現(xiàn)場應(yīng)用最高溫度（196攝氏度）的石油工程紀(jì)錄。這是工程院以創(chuàng)新鏈助力生產(chǎn)鏈降本增效的成果之一。

且深1井是中國石化在塔里木盆地中部部署的重點(diǎn)探井，中完井深8745米、井底靜止溫度196攝氏度。在四開作業(yè)中，該井遇到了超高溫、高壓、超深鹽膏復(fù)雜地層蠕變與井壁穩(wěn)定難題，以往的鉆井液、固井液效果變差，兩次卡鉆，繼續(xù)鉆進(jìn)面臨瓶頸。為此，工程院聯(lián)合西北油田、勝利石油工程通過地質(zhì)工程一體化相互配合，開展鉆井液研究，經(jīng)過500多組試驗(yàn)和6000多個數(shù)據(jù)分析，自主研發(fā)了高溫高密度全油基鉆井液和超高溫高密度鹽水固井技術(shù)，將井筒液抗溫性能提升到220攝氏度，保證了該井順利中完并創(chuàng)下施工新紀(jì)錄。

只有圍繞生產(chǎn)現(xiàn)場推動科研攻關(guān)，才能讓企業(yè)吃到技術(shù)創(chuàng)新的“甜點(diǎn)”。聚焦“深地工程”、頁巖油氣勘探開發(fā)、老油田提高采收率等領(lǐng)域的重大技術(shù)需求，工程院相繼在西北、西南成立了技術(shù)支持中心，并在各重點(diǎn)區(qū)塊組建了13個科研攻關(guān)項(xiàng)目組，派駐科研人員、專家深入各油田和工程企業(yè)駐點(diǎn)支持，以“現(xiàn)場攻關(guān)+后方遠(yuǎn)程支持”的方式，加速破解勘探開發(fā)工程難題，助力產(chǎn)業(yè)鏈降本增效。

生產(chǎn)和研發(fā)的緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了油氣企業(yè)和科研院所的互惠雙贏。2023年，工程院創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化率比上年增長了10個百分點(diǎn)，現(xiàn)場應(yīng)用的好消息也不斷傳來：涪陵頁巖氣田一期單井累產(chǎn)超億立方米的井達(dá)178口，占投產(chǎn)井?dāng)?shù)量的七成，單井平均最終可采儲量1.5億立方米；順北油氣田油區(qū)鉆井周期縮短52%、氣區(qū)鉆井周期縮短30.4%，完井一次成功率達(dá)92.3%……產(chǎn)研協(xié)同創(chuàng)新，已成為推動油氣高效勘探開發(fā)的重要模式。

工程院科研人員就攻關(guān)難題進(jìn)行交流探討。蔣琳琳 攝

產(chǎn)研深度融合 增添發(fā)展活力

集團(tuán)公司高級專家 張金龍

西北油田科技管理部副經(jīng)理 劉 軍

■為什么要大力推進(jìn)產(chǎn)研深度合作？為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)研協(xié)同，中國石化采取了哪些措施？

張金龍：當(dāng)前，低附加值、低科技含量的生產(chǎn)經(jīng)營模式已不能滿足建設(shè)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系的要求，創(chuàng)新成為企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必由之路。生產(chǎn)企業(yè)最了解市場需求，擁有資金和產(chǎn)業(yè)化能力，但缺少高素質(zhì)科技人才，創(chuàng)新能力具有局限性；科研機(jī)構(gòu)具有人才、技術(shù)和科研資源優(yōu)勢，但資金不足、產(chǎn)業(yè)化能力有限。因此，通過產(chǎn)研協(xié)同，將科研機(jī)構(gòu)的技術(shù)優(yōu)勢與企業(yè)的市場優(yōu)勢有效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)各方資源共享、優(yōu)勢互補(bǔ)，有助于不斷提高企業(yè)的創(chuàng)新能力、加快轉(zhuǎn)型升級，最終增強(qiáng)企業(yè)的核心競爭力。

中國石化高度重視產(chǎn)研合作，始終堅(jiān)持“內(nèi)抓‘十條龍’、外抓聯(lián)合體”。以“十條龍”為代表的中國石化重點(diǎn)科技開發(fā)攻關(guān)項(xiàng)目，開展至今已有30余年，其運(yùn)行模式就是將科研、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、設(shè)備制造、工程建設(shè)等單位組織起來，生產(chǎn)企業(yè)作為依托、科研院所研發(fā)技術(shù)、設(shè)計(jì)施工單位提供設(shè)計(jì)圖紙并建設(shè)，集中人力、物力、財(cái)力等資源，強(qiáng)化“技術(shù)研發(fā)-中試生產(chǎn)-市場應(yīng)用”的銜接，效果顯著。多年來，在產(chǎn)研合作模式的引領(lǐng)下，一大批新產(chǎn)品走向市場，諸多重點(diǎn)工程項(xiàng)目順利建設(shè)。以石油工程為例，通過近三年的聯(lián)合攻關(guān)，在特深層、高酸性、致密性和頁巖油氣等重點(diǎn)勘探開發(fā)領(lǐng)域形成了石油工程十大核心技術(shù)、培育了十大特色產(chǎn)品，有力保障了“深地工程”“勝利濟(jì)陽頁巖油國家級示范區(qū)”等重大工程項(xiàng)目建設(shè)。

■產(chǎn)研深度融合對油田企業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量勘探開發(fā)有何推動作用？

劉 軍：產(chǎn)研深度融合是西北油田科技創(chuàng)新的重要“推進(jìn)器”。近年來，西北油田堅(jiān)持“以我為主、為我所用”的理念，聚焦生產(chǎn)科研難題，依托國家、中國石化重點(diǎn)項(xiàng)目，集聚油田、高校、研究機(jī)構(gòu)等優(yōu)勢科研團(tuán)隊(duì)力量，推進(jìn)各類創(chuàng)新要素協(xié)同發(fā)力，在科技賦能提質(zhì)增效方面取得良好成效。

西北油田與中國石化上游“三大院”不斷完善“大兵團(tuán)”作戰(zhàn)模式，聯(lián)合打造“嵌入式”“專項(xiàng)式”項(xiàng)目組，形成了“統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、優(yōu)勢互補(bǔ)、明確目標(biāo)、精準(zhǔn)考核、成果共享、風(fēng)險共擔(dān)”的合作共贏機(jī)制，并在盆地基礎(chǔ)研究、解決現(xiàn)場生產(chǎn)難題、風(fēng)險勘探等方面取得了豐碩成果。

塔里木盆地超深層油氣勘探開發(fā)面臨諸多世界級難題，產(chǎn)研深度融合是破解難題的根本途徑。西北油田將進(jìn)一步加大開放創(chuàng)新力度，瞄準(zhǔn)引領(lǐng)帶動性強(qiáng)、攻堅(jiān)難度大的基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵技術(shù)，持續(xù)升級和創(chuàng)新組織模式，不斷提升科技攻關(guān)體系化能力，同時以打造原創(chuàng)技術(shù)策源地為抓手，進(jìn)一步探索鼓勵多方科研團(tuán)隊(duì)勇闖深地“無人區(qū)”的基礎(chǔ)研究機(jī)制，大力提升需求牽引、源頭供給、資源配置、轉(zhuǎn)化應(yīng)用能力，努力在深地油氣勘探開發(fā)基礎(chǔ)理論研究等領(lǐng)域再獲原創(chuàng)性突破。

■目前，中國石化產(chǎn)研合作還存在哪些問題？應(yīng)該從哪些方面持續(xù)推進(jìn)工作？

張金龍：產(chǎn)研協(xié)同工作模式帶來的效益清晰可見，但距離創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈深度融合還存在較大差距，主要表現(xiàn)在四個方面。一是創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈脫節(jié)、產(chǎn)研結(jié)合不緊密的現(xiàn)象仍然存在，科研機(jī)構(gòu)過于注重技術(shù)的創(chuàng)新性，卻忽視了市場的實(shí)際需求；二是面臨同質(zhì)化發(fā)展困境，各企業(yè)專業(yè)特色不突出，導(dǎo)致有限的資源力量投入分散，影響了技術(shù)研發(fā)效果；三是產(chǎn)研融合工作機(jī)制尚不健全，生產(chǎn)單位、科研機(jī)構(gòu)責(zé)權(quán)利分配機(jī)制難以充分調(diào)動工作人員積極性，雙方協(xié)同效能發(fā)揮不夠到位；四是知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)的內(nèi)外部環(huán)境仍需改善。

針對這些存在的問題，建議從以下幾個方面持續(xù)解決。一要強(qiáng)化生產(chǎn)企業(yè)在產(chǎn)研協(xié)同工作中的主體作用，把準(zhǔn)行業(yè)大勢，持續(xù)跟蹤梳理市場需求，為科研機(jī)構(gòu)“出好題”，讓技術(shù)研發(fā)緊跟市場變化。二要注重工程技術(shù)的頂層設(shè)計(jì)和規(guī)劃，以石油工程為例，一方面梳理不同儲藏下的工程技術(shù)譜系，找準(zhǔn)工程技術(shù)難點(diǎn)和培育方向；另一方面按照專業(yè)化發(fā)展策略，統(tǒng)籌直屬科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)下屬科研單位研發(fā)力量，打造各具特色的工程服務(wù)隊(duì)伍，從源頭避免內(nèi)部同質(zhì)化競爭。三要充分調(diào)研生產(chǎn)企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)在責(zé)權(quán)利方面的訴求，特別是針對新產(chǎn)品、新技術(shù)做好質(zhì)量與風(fēng)險管控，同時建立適度的容錯機(jī)制，消除企業(yè)不敢用、不愿用的顧慮，加快提升產(chǎn)品和技術(shù)成熟度；完善當(dāng)前的獎勵機(jī)制，對主要貢獻(xiàn)人員在產(chǎn)品和技術(shù)市場生命周期內(nèi)給予階梯遞減的持續(xù)激勵，既充分肯定科研人員作出的重要貢獻(xiàn)，又傳遞持續(xù)創(chuàng)新的壓力和動力。四要做好產(chǎn)研融合過程中的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)工作，對專利發(fā)明人給予充分尊重，不能以外委、出資及其他理由剝奪主要發(fā)明人的權(quán)益；加大對侵權(quán)行為的打擊力度，維護(hù)發(fā)明人的合法權(quán)益；建立知識產(chǎn)權(quán)交易平臺，促進(jìn)知識產(chǎn)權(quán)的合理利用和轉(zhuǎn)化。

破解難題推動固井技術(shù)迭代升級

□陸沛青

2023年以來，東北油氣北201-36HF井、“示范井工程”北201-37HF井等采用第三代注氮泡沫水泥漿固井技術(shù)，多次刷新國內(nèi)水泥漿密度最低紀(jì)錄，標(biāo)志著工程院復(fù)雜地層固井裝備與技術(shù)研發(fā)應(yīng)用取得重大進(jìn)展?！澳壳埃摷夹g(shù)已在川渝、東北、西北等地區(qū)的300余口井進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)與推廣應(yīng)用，解決了惡性漏失、承壓堵漏與水泥環(huán)長效密封等難題，提速提效提質(zhì)效果顯著?！惫こ淘恒@井工程技術(shù)研發(fā)中心負(fù)責(zé)人介紹。

一直以來，泡沫水泥漿固井都面臨著裝備壓力與排量難以滿足深井固井需求、惡性漏失地層需要更低的水泥漿密度、水泥環(huán)持久密封能力需要進(jìn)一步提升等挑戰(zhàn)。為破解難題，工程院開展了第三代注氮泡沫水泥漿固井技術(shù)研究，通過多次試驗(yàn)驗(yàn)證和現(xiàn)場測試，實(shí)現(xiàn)了裝備耐壓和氮?dú)庹舭l(fā)排量性能、泡沫水泥漿密度的優(yōu)化。技術(shù)升級后，泡沫固井裝備能滿足7000米井深泡沫固井需求，泡沫水泥漿體系解決了超低密度和高溫泡沫穩(wěn)定性的難題，大幅提高了復(fù)雜油氣井井筒密封能力，并形成了“分段注氣+平衡壓力設(shè)計(jì)+多級加壓候凝”的防漏防竄固井工藝技術(shù)，一次性封固段提高到5500米以上，平均單井鉆井周期節(jié)約14天。

聚焦需求加快自主技術(shù)轉(zhuǎn)化落地

□李 振 李 強(qiáng)

日前，在2023年“石油石化好技術(shù)”年度發(fā)布活動上，工程院“深層超深層復(fù)雜油氣井尾管固井成套裝置”項(xiàng)目作為石油化工領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)向社會公開推薦，是勘探開采類中唯一的固井工具類項(xiàng)目。

“2015年以來，我們形成了‘深層超深層復(fù)雜油氣井尾管固井成套裝置’系列技術(shù)13項(xiàng)，在國內(nèi)外規(guī)?；瘧?yīng)用1500余口井，市場占有率不斷提升，有效支撐了深地油氣勘探。”工程院德州大陸架公司負(fù)責(zé)人介紹。

以“科改行動”為契機(jī)，工程院以大陸架公司為平臺，加快“高精尖”技術(shù)引領(lǐng)，強(qiáng)化產(chǎn)研用一體化合作，以現(xiàn)場需求為導(dǎo)向加大研發(fā)力度，推行專家現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)，嚴(yán)抓技術(shù)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工、質(zhì)量檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了文23、溫吉桑、呼圖壁等儲氣庫項(xiàng)目固井工具全面國產(chǎn)化，有力保障了深井超深井復(fù)雜井況下尾管安全下入和固井質(zhì)量。其中，順北11井在常規(guī)工具下入無效的情況下，依靠高承載無限循環(huán)尾管懸掛器，順利完成了尾管固井施工作業(yè)，獲得了現(xiàn)場施工各方的高度評價。

同時，工程院堅(jiān)持客戶價值最大化理念，加快推行信息化建設(shè)與精益管理模式，以產(chǎn)品質(zhì)量“零瑕疵”為標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品全過程管控和質(zhì)量多維度管理。目前，該項(xiàng)目產(chǎn)品已被哈里伯頓、斯倫貝謝等國際知名公司廣泛應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)銷售收入超10億元。

聯(lián)合作戰(zhàn)助力深部地?zé)豳Y源開發(fā)

□蔣琳琳 王 磊

近日，在福深熱1井取芯作業(yè)現(xiàn)場，工程院地?zé)衢_發(fā)技術(shù)團(tuán)隊(duì)密切關(guān)注著數(shù)據(jù)變化，等待驗(yàn)證干熱巖安全高效鉆井與熱儲改造技術(shù)的應(yīng)用效果。

福深熱1井是中國石化部署在海南省海口市的第一口深層地?zé)峥茖W(xué)探井，鉆探設(shè)計(jì)井深5000米，預(yù)測井底溫度超過180攝氏度。要實(shí)現(xiàn)深層地?zé)豳Y源的規(guī)模開發(fā)和經(jīng)濟(jì)利用，必須解決地質(zhì)工程特征復(fù)雜及高溫、高硬度等鉆探難題。面對考驗(yàn)，工程院與石勘院強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，組建了深層地?zé)峥碧介_發(fā)技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，共同開展方案論證，從地質(zhì)、工程技術(shù)等角度提出建議、完善方案。最終，在石勘院地質(zhì)要求的引領(lǐng)下，工程院順利完成了福深熱1井鉆井工程和熱儲改造工程設(shè)計(jì)編制工作。

在三開時，福深熱1井遇到了高溫高硬花崗巖井段提速的世界級難題。工程院立即了解地質(zhì)情況，組織專家團(tuán)隊(duì)充分分析三開鉆井風(fēng)險，編制了鉆井工程補(bǔ)充設(shè)計(jì)方案，制定了“定制PDC鉆頭+沖擊類提速工具+大扭矩低轉(zhuǎn)速螺桿+強(qiáng)化參數(shù)”的提速方案。經(jīng)過多方通力合作，技術(shù)團(tuán)隊(duì)及時對鉆井參數(shù)、工具和鉆井液進(jìn)行了調(diào)整，有效保障了井下安全鉆進(jìn)。目前，該井三開已順利鉆至4923米，進(jìn)入花崗巖風(fēng)化殼目的層位。