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高效PDC鉆頭攻克“卡脖子”地層

近日，中國石油休斯敦技術(shù)研究中心的3位技術(shù)人員，對比分析著剛從中國石油股份公司重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)探井角探1井傳來的數(shù)據(jù)，興奮之情溢于言表：中心自主研發(fā)的多棱形Tridon非平面齒PDC鉆頭，在川中古隆起八角場構(gòu)造須家河四段致密砂礫巖地層，創(chuàng)下最高機(jī)械轉(zhuǎn)速每小時(shí)2.99米的新紀(jì)錄，久攻不下的“卡脖子”環(huán)節(jié)取得突破性進(jìn)展。

這是中國石油勘探繼塔里木克深、博孜山前巨厚礫石層、大慶深層火山巖、玉門青西窟窿山構(gòu)造等之后的又一次重大突破，實(shí)現(xiàn)了西南深層天然氣鉆井提速突破。

關(guān)鍵核心技術(shù)是買不來的。PDC鉆頭在勘探實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)突破，正是中國石油在海外建立的第一個(gè)技術(shù)研究中心——休斯敦技術(shù)研究中心為解決國內(nèi)油氣田勘探開發(fā)難題，按照集團(tuán)公司的戰(zhàn)略性安排，充分發(fā)揮北美區(qū)位優(yōu)勢，潛心研究，歷經(jīng)6年攻關(guān)研發(fā)的技術(shù)成果。目前，中心研制成功的11種尺寸22個(gè)型號的PDC鉆頭系列產(chǎn)品，在現(xiàn)場試驗(yàn)中都取得了良好的應(yīng)用效果。

這種Tridon刀鋒鉆頭，以其獨(dú)特的多棱形設(shè)計(jì)，將傳統(tǒng)的“面接觸”創(chuàng)新為“線”+“面”結(jié)合綜合破巖，多重重力平衡和深度脫鈷優(yōu)化工藝，使其抗沖擊性較常規(guī)平面齒提高10倍以上，抗磨性提高2至3倍，綜合提速50%以上，同比單支鉆頭進(jìn)尺提高50%到110%，達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

2015年以來，PDC系列鉆頭已經(jīng)在國內(nèi)包括塔里木、大慶、西南、新疆、青海、玉門和國外北美地區(qū)完成114井次的現(xiàn)場試驗(yàn)。從西部塔里木山前巨厚礫石層、寒武系白云巖，到東北松遼盆地外圍的火成巖、花崗巖，再到西南川渝須家河的“磨刀石”地層等，PDC鉆頭幫助油氣田企業(yè)攻克了一系列地質(zhì)難題，是為我國勘探開發(fā)企業(yè)量身打造的“工程技術(shù)利器”。

休斯敦技術(shù)研究中心自2010年創(chuàng)建以來，就以攻克國內(nèi)油氣田勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)為己任，以研究關(guān)鍵共性技術(shù)、前沿引領(lǐng)技術(shù)、顛覆性創(chuàng)新技術(shù)為突破口，找準(zhǔn)國內(nèi)油氣開采的“卡脖子”環(huán)節(jié)，圍繞中國石油主營業(yè)務(wù)需求，堅(jiān)持原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新、引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新的模式。2012年，針對庫車山前勘探巨厚礫石層、復(fù)合鹽膏層的世界級鉆井難題，研究中心和塔里木油田合作，以鉆頭技術(shù)研究作為鉆井提速的切入點(diǎn)進(jìn)行攻關(guān)。從前期的常規(guī)PDC鉆頭集成創(chuàng)新，到后期的非平面齒設(shè)計(jì)優(yōu)化，逐步建立起一套具有自主知識產(chǎn)權(quán)，國際頂尖的鉆頭設(shè)計(jì)優(yōu)化、加工制造、實(shí)驗(yàn)室測試、現(xiàn)場測試、優(yōu)化改進(jìn)的研發(fā)系統(tǒng)。同時(shí)，帶動(dòng)鉆具組合優(yōu)化設(shè)計(jì)，鉆井參數(shù)優(yōu)選及鉆頭使用技術(shù)規(guī)范或推薦做法，形成以鉆頭應(yīng)用技術(shù)為主的提速技術(shù)系列方案。

截至目前，休斯敦技術(shù)研究中心已提交專利申請38項(xiàng)，其中，12項(xiàng)獲美國專利授權(quán)，1項(xiàng)獲國內(nèi)授權(quán)。在鉆井提速、完井與壓裂、非常規(guī)油氣藏評價(jià)技術(shù)等方面取得了一批具有國際水平的技術(shù)成果。

與此同時(shí)，休斯敦技術(shù)研究中心還利用國際創(chuàng)新資源，搭建國內(nèi)外創(chuàng)新研發(fā)合作平臺，與國內(nèi)外百余家單位、知名大學(xué)、獨(dú)立研究機(jī)構(gòu)、制造測試公司開展廣泛合作，推進(jìn)平臺和窗口建設(shè)。

短評

自主創(chuàng)新 掌握發(fā)展主動(dòng)權(quán)

關(guān)鍵核心技術(shù)是企業(yè)競爭的制勝之道，創(chuàng)新是中國石油集團(tuán)的四大戰(zhàn)略之一。

入地更比上天難。石油行業(yè)技術(shù)密集，勘探開發(fā)中的“卡脖子”難題不少。事實(shí)證明，走跟隨引進(jìn)、吸收模仿的老路，難免被動(dòng)，受制于人。

關(guān)鍵核心技術(shù)買不來。作為我國最大的油氣生產(chǎn)商、供應(yīng)商，中國石油必須立足于自主創(chuàng)新，把關(guān)鍵核心技術(shù)掌握在自己手中，才能牢牢掌握企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展主動(dòng)權(quán)，保障國家能源安全。

面向全球建立技術(shù)研究中心，是跨國公司的通行做法。瞄準(zhǔn)世界前沿，聚集全球腦力，對接產(chǎn)業(yè)需求，有針對性地研發(fā)攻關(guān)企業(yè)發(fā)展中的關(guān)鍵核心技術(shù)，是集團(tuán)公司創(chuàng)建世界一流示范企業(yè)的關(guān)鍵舉措。

集團(tuán)公司前瞻布局休斯敦技術(shù)研究中心，與很多中國國企的研發(fā)路徑不謀而合，目的就是用好國際國內(nèi)兩種科技資源。通過市場化的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，形成世界一流技術(shù)研發(fā)體系和技術(shù)原創(chuàng)能力，培育適合市場競爭的科技實(shí)力。

休斯敦是國際石油公司和服務(wù)公司的聚集地，業(yè)界人才和技術(shù)云集于此，有利于研究人員樹立全球思維，既緊盯行業(yè)發(fā)展的技術(shù)前沿、關(guān)鍵領(lǐng)域，又結(jié)合我國勘探開發(fā)中面臨的技術(shù)難題、現(xiàn)實(shí)需要，從而打造油氣領(lǐng)域前沿技術(shù)創(chuàng)新“高地”，加快取得具有自主知識產(chǎn)權(quán)的科研成果，量身打造服務(wù)于集團(tuán)公司生產(chǎn)現(xiàn)場的技術(shù)利器，以創(chuàng)新助推企業(yè)轉(zhuǎn)型升級，以關(guān)鍵核心技術(shù)突破支撐企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。