在我国油气勘探开发不断向深层、超深层拓展的背景下,位于塔克拉玛干沙漠腹地的顺北油气田成为检验工程技术能力的“主战场”之一。
该区域油气藏埋深普遍超过7500米,地层温度可达200摄氏度以上、压力突破160兆帕。
高温高压叠加复杂地质构造,使井筒完整性、井控风险、测试评价可靠性等问题显著放大,对完井测试装备的耐温、耐压、密封与可靠性提出更高要求。
问题在于,超深高温高压井在完钻和井筒施工完成后,需要通过完井测试获取储层产能和流体性质等关键参数,为后续开发方案优化和产量组织提供依据。
完井测试中,封隔器等工具必须在井下实现可靠密封,隔离油管与套管环空,防止油气窜入环空引发风险。
长期以来,相关高端工具在高温高压条件下对性能一致性和交付周期要求极高,关键环节曾不同程度依赖进口设备,采购周期较长,既影响现场组织,也增加成本,并在特殊工况下带来供应链不确定性。
原因在于,超高压环境下封隔器密封组件、结构承载以及材料耐蚀耐温性能,都会面临非线性退化与失效风险;井下安全阀则要求在异常工况中快速可靠截断高压油气向地面流动,任何细小缺陷都可能被极端工况放大。
加之超深井工况复杂、试验验证周期长、迭代成本高,导致高端完井测试装备的自主研制门槛较高,成为制约高质量开发的一道“硬关”。
影响主要体现在三方面:其一,装备交付周期长容易与现场作业窗口期冲突,影响钻完井衔接效率;其二,依赖外部供应在不确定性上升时可能形成风险点,影响稳产增储节奏;其三,关键装备的性能边界若难以完全掌握,会制约对超深储层测试评价的精细化程度,进而影响开发方案的科学性与经济性。
针对上述难题,西北油田完井测试管理中心工艺技术研究所加快推动关键工具自主研发与工程化应用,围绕“能用、好用、可靠”目标,持续在结构设计、材料选型、制造工艺、试验验证等环节开展攻关。
研发团队聚焦国产封隔器在超高压工况下易失效的痛点,反复进行结构推演与材料性能验证,形成多种类型的永久式可回收液压封隔器,并在现场持续迭代优化。
相关国产高性能封隔器目前已在百余井次应用,累计节约采购资金近1亿元,同时有效缩短工具到货等待时间,为完井测试组织提供更稳定的装备保障。
在封隔器取得突破的基础上,团队又把攻关方向延伸至井下安全阀等关键设备。
井下安全阀通常安装在距井口百米左右井段,其作用是在异常或紧急情况下迅速切断井内高压油气向地面流动,是井控安全体系的重要一环。
通过持续研发设计与现场应用验证,国产井下安全阀已实现规模化应用47井次,与同类进口设备相比节约采购资金近4000万元,进一步增强了超深高温高压井的安全保障能力。
从更宏观的层面看,推进关键核心技术攻关、加强原始创新,是提升能源安全保障能力的重要路径。
高端完井测试装备虽属“小器具”,却直接关系超深油气井能否安全高效完成测试评价、能否为工业开发提供可靠数据支撑,也关系勘探开发成本与效率的综合竞争力。
通过自主研发实现可替代、可迭代、可规模化应用,有助于形成从设计制造到现场服务的闭环体系,提升产业链韧性,带动相关材料、加工与测试验证能力同步提升。
前景方面,随着我国深地工程持续推进,超深、超高温、超高压工况将更常态化,完井测试装备将向更高等级耐温耐压、更长寿命、更高可靠性与数字化监测方向演进。
下一步,围绕典型工况的标准化验证体系建设、关键材料与密封技术持续突破、现场数据反馈驱动的快速迭代,将成为国产高端工具进一步提升竞争力的关键。
通过科技创新与产业应用深度融合,超深油气开发有望在安全性、效率和成本控制上实现协同提升,为保障国家能源供应提供更坚实支撑。
工具虽微,系乎全局。
西北油田在完井测试装备领域取得的系列突破,生动诠释了科技自立自强对于能源安全的重要意义。
从被动依赖到主动掌控,从技术跟跑到并跑领跑,这一转变背后是持续的技术积累与创新突破。
面向未来,只有将更多关键核心技术牢牢掌握在自己手中,才能确保国家能源安全的主动权,为经济社会高质量发展提供坚实保障。
这既是能源行业科技工作者的使命担当,也是实现高水平科技自立自强的必由之路。