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          新聞中心  >  您當前的位置 : 綜述·分析

          2021中國石油科技與信息化創新大會·企業案例

          工程技術研究院“十三五”科技創新紀實

          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,有力加強支持服務,深度優化產業結構,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,發布自主創新產品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 精心布局

            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托、院級課題為基礎,以“基礎+應用”“創新+創效”“本部+外腦”為特征,以重大裝備、尖端儀器、核心助劑、自主軟件為載體的核心技術體系。

            構建國內外“一體兩翼”研發格局。發揮院本部在鉆完井長期厚重的技術積淀、休斯敦中心區位優勢以及中東技術支持中心一體化研發支持作用,構建以院本部為主體、以休斯敦中心和中東技術支持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。

            構建開放共享一體化研發平臺。建全井下作業、儲層改造、信息化等研發業務鏈條,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,攜手油氣田與鉆探企業共建“鉆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。

            強化數字化智能化轉型升級。聚焦智能鉆完井技術研發、高端軟件開發、遠程技術支持,加強大數據、人工智能與鉆完井技術的深度融合,加快智能鉆完井核心技術研發和傳統優勢技術智能化升級,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范行動。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,新增戰略合作伙伴逾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,預計形成標志性成果300余項。

          精細控壓鉆井系統現場。

            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、軟件和核心配套技術,儲備28項高端前沿技術,引領工程技術發展方向。

            自動化鉆完井技術與裝備方面:創新研制首臺四單根立柱鉆機、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鉆井為核心的超深井鉆井裝備;AnyCem?系統的自動化固井技術與裝備取得重大突破。

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

            提速技術與工具方面:形成以鉆井工程一體化軟件為核心的超深井鉆完井工藝技術,集成國際首創三維凸脊型非平面齒、300小時壽命螺桿鉆具、膨脹管裸眼封堵技術、自動尋優司鉆導航儀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:研制11類43種高端鉆井液處理劑,其中抗溫240℃淡水基鉆井液、抗溫300℃水基泡沫鉆井流體及抗鹽水侵45.0%的抗溫220℃、密度2.60g/厘米3立方厘米油基鉆井液體系均達到國際先進水平;研制出高強度韌性水泥,抗壓強度大于50MPa,楊氏模量同比降低30%;形成壓裂液添加劑產品體系,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:研制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;研制出系列化高性能膨脹管材料,脹后沖擊韌性>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平。

            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鉆完井、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持。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年鉆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》?,定期提報各類研究專報及簡報,定期開展鉆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支持。

            加強川渝頁巖氣、新疆瑪湖、大慶古龍頁巖油等水平井鉆完井技術支持。集成近鉆頭地質導向、大功率螺桿、頂驅扭擺減阻等特色技術,參與亞洲最長水平井華H90-3井技術支持,實施技術總包與科技示范井35口,寧209H71-3井創國內頁巖氣井水平段3100米最長紀錄。

            拓展塔里木、西南、新疆南緣等深井鉆井技術支持。持續推進精細控壓、個性化PDC鉆頭、油基鉆井液、超深井固井等技術應用,大幅提升復雜深井工程質量,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、乍得、尼日爾等海外技術支持。出色完成集團公司NEB資產領導者項目20個課題50項KPI支持任務;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、成熟技術集成與推廣等工程技術支持和服務。

          頂驅在車間已完成裝配準備發往現場。

            立足特點 突出特色

            產業發展步入新業態

            堅持科研與產業互補并重,著力構建“3+2”大產業格局,產業工作取得長足進展。

            構建鉆完井裝備、工具儀器、化學材料及軟件產品的大產業格局。將北石公司、江漢所打造為高端裝備、工具、儀器類產品的孵化和產業平臺。北石公司具有年產頂驅100臺套、PDC鉆頭200支、全可溶橋塞1萬支的生產能力;提升連續管作業裝備“智造”水平,作業機年產能力超過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產業平臺。成立信息中心,實現鉆完井軟件和智能鉆完井技術的商業價值。

            強化優勢產品的推廣應用。25種機械類工具產品、8項工藝技術、15類油田化學產品進入國內外技術服務市場。頂驅產量238臺套,連續管作業機生產(銷售)64臺,CGDS近鉆頭地質導向應用逾220井次,鉆井液技術服務460余井次,固井技術服務1000余井次,控壓鉆井技術服務46口井,高效PDC鉆頭應用近200井次。

          自動化固井核心軟件平臺及配套裝備。

            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、共享平臺和四項機制建設,激發動力活力和潛力。

            建立全生命周期科研管理機制。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,實行項目掛牌運行制度,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,建立科研項目后評估管理制度。

            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、成果產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,技術產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、核心骨干傾斜;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絡,形成“中美兩地”高效協同發展新模式。

            優化運行管控機制。建立符合美國法律法規、國際慣例和集團公司決策程序的運營管控方式,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、遠程例會等機制,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行。

            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,構筑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鉆頭、全可溶橋塞、減阻劑、調堵劑等23項國際先進的標志性成果。

            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+生產+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鉆頭等高端產品在國內落地轉化。(記者 徐曉英 耿莉 通訊員 楊宇平)

          休斯敦中心全可溶橋塞現場應用成功。

            技術亮點

            一、深井鉆井技術與裝備

            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鉆進難、強研磨極硬地層鉆速低、超深井起下鉆時間長、高溫高壓引起工作液不穩定、井筒完整性差等復雜問題。工程技術研究院通過持續攻關,發明了精細控壓鉆井成套工藝裝備、研制了高溫高密度強封堵油基鉆井液技術、研發了自動化固井技術裝備、研制了三棱形非平面齒PDC鉆頭、智能司鉆導航儀等提速工具,集成配套了復雜超深井鉆井關鍵工藝與裝備,助推8000米復雜超深井鉆井技術水平邁上新臺階。

            二、井筒完整性一體化技術

            工程技術研究院一直致力于通過新技術提高復雜油氣井建井-完井-生產全生命周期井筒完整性,為油氣資源的安全高效開采提供保障。其中,膨脹管技術達到國際領先水平,是提升復雜油氣井建井期間井筒完整性的利器,在西南、塔里木等油氣田創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;贏nyCem?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,大幅提升固井質量,保障了完井及開采過程井筒完整性。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范圍,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;ㄔO。

            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,為解決長水平段儲層改造、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,研制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,形成了連續管排水采氣、長水平段儲層改造、一體化快速修井等5大系列近70種工藝,助力川渝頁巖氣、長慶致密氣和新疆瑪湖頁巖油的高效開發;研制的2-7/8″-3500m連續管復合鉆機和以轉向器為代表連續管側鉆工具,成為老油田低成本挖潛的重要利器。

            四、鉆井智能化信息化

            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,以鉆井現場數據自動采集軟硬件研發為突破口,以攻克關鍵核心軟件為抓手,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,為復雜深井鉆井安全高效賦能。

            工程作業智能支持中心(EISC)以打造數據服務和工程咨詢平臺為己任,監測覆蓋集團公司3207口“五類”重點井,深井超深井400余口,實現了鉆井作業現場遠程巡檢監測、生產動態及時報送,關鍵井段專家支持、重大事故復雜專家會診,為深井超深井生產動態全感知、運行協同化、風險預警快速響應提供決策支撐。SDI智能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鉆井軟件SmartDrilling,搭建了開放式一體化研發平臺,與國際同類先進軟件全面對標,為鉆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、知識產權保護和降低研發成本上發揮了巨大作用。依托集團公司重大科技專項,充分利用當地“能源之都”人才、技術、信息匯聚地的區位優勢,打造了23項具有國際領先或先進水平的核心技術和產品,研發了以非平面齒PDC鉆頭為代表的世界領先成果,不斷刷新深層難鉆地層的提速紀錄,為塔里木、西南、大慶等難鉆地層鉆井提速提供利器,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“科改示范企業”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產業化重要基地,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、隨鉆儀器、井下工具的研發應用方面取得新突破。

            研制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能化升級,提升作業本質安全水平;新開發的配備云端遠程監控系統的防噴器控制裝置,可實現遠程實時監控、預警診斷等功能,推動現場班組井控向遠程專家支持轉變,顯著增強井控處置能力;成功研制帶動態方位伽馬技術的CGDS近鉆頭地質導向鉆井系統,提升儲層識別能力與測量效率;長壽命螺桿鉆具作為集團創新創效項目產品,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,有效助力水平鉆井實現“一趟鉆”。

            記者 劉增 資料提供 蔣宏偉 曲從鋒 宋治國 梅運誼 楊振周

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