精细控压：新质生产力的川庆样本

 钻采院  吴玲瑶 仲斌燕

8月1日凌晨，四川绵阳，绵探1井在川庆全过程精细控压钻完井技术（以下简称“精细控压技术）的助力下顺利完钻，这口集团重点风险探井已是今年钻采院欠平衡技术服务公司精细控压技术团队完成的第4口“1”字号探井，还有7口同为“1”字号的风险探井眼下正在作业。

“今年业务量虽饱和，但整体价格都在降，这也催促我们要继续加大对原创技术和前沿技术的攻关。”队伍连轴转，该公司经理左星却没有多少喜悦，他反复琢磨着川庆公司执行董事、党委书记李雪岗在年中工作会上的报告，其中“要着眼提升自主创新能力，全面重构科技创新体系，加快发展新质生产力”部分，被他用红笔醒目地划上了着重号。

报告中提到的“新质生产力”一词，是习近平总书记2023年9月在黑龙江考察调研期间首次提出，因其由创新起主导作用，摆脱传统经济增长方式、生产力发展路径，具有高科技、高效能、高质量特征，符合新发展理念的先进生产力质态，代表着当代生产力发展的新阶段和新趋势。

而精细控压技术，历经16载，从前沿钻井技术卷帙中的一个词条，到成为川庆拿得出手、炫得了技、创得了效的核心技术担当，它以其高科技、高效能、高质量，正完美契合着“新质生产力”这一当前大热概念的题中之意，并在一次次与难题的交锋中破旧觅新，不断向世人证明着自己澎湃的生命力，在风险探井开发、复杂深井井控安全保障的漫漫征途之上，镌刻下浓墨重彩的一笔。

从“三无”困局到“性价比之王”

随着钻井从陆相地层转向深层海相地层，钻井工程难题频出，尤其面对窄密度窗口、漏喷复杂时常发生、含硫地层安全钻进等问题，传统钻井技术往往力所不逮。而精细控压钻井技术能够能通过井底压力实时监测、系统自动化诊断分析，有效调节井底压力当量密度，使之保持在地层安全密度窗口之内，实现钻井过程恒定、井下压力控制，避免因钻遇良好储层却因压力控制不当而造成的喷漏同存险情，是解决钻井噩梦的“杀手锏”。

千禧年间，这项技术虽已在国外广泛应用，但由于技术封锁，直到2008年，它在国内还只是海量钻井科研文献中频频出现的一个概念。也是在这一年，钻采院欠平衡钻井技术服务公司组建精细控压技术研发团队，博士毕业并顺利通过博士后进站论文答辩的李枝林博士，带着学习期间对精细控压的最新理论研究成果，成为研发团队的核心成员。

但彼时他们面对的，是一个无方法、无理论、无装备的“三无”困局。“可借鉴的资料屈指可数，上至工艺流程下至算法研究，都只能靠自己。”从无到有，那一层横亘在技术研发中的窗户纸，看似薄若无物，要捅破却难如登天，团队只能完全依靠自主研究和大量实践白手起家。

“不惜一切代价，把我们自己的精细控压技术搞出来！”欠平衡技术服务公司党支部书记唐国军如今已是这项技术的“元老级”人物，对于起步之难记忆犹新：那段为了破解核心装置乔装记者前往哈里伯顿钻井现场“偷师”的经历，让他们既为高昂的服务日费咋舌，更忘不了白人技术员看向他们时因着掌握核心技术而不加掩饰的优越感。

大受刺激的团队成员更加废寝忘食，每天早起晚归，一直在查资料、一直在讨论、一直在演算，累了眯一会儿又接着干。他们先后翻阅50余本国外资料、跑了上百个现场、开展了上千次试验。2011年，团队终于成功突破流量脉动高干扰、井筒流体运动惯性效应影响和井筒压力动态精细预测等瓶颈，具有完全自主知识产权的第一代CQMPD-I精细控压系统研发成功。

同年，在冀东南堡这块常规钻井漏得一塌糊涂的地下，这套系统不仅做到了“零漏失”和“零复杂”，更超额完成水平进尺20.74%，平均数据显示，5口井平均漏失量同比邻井降低97.5%，平均复杂时效降低93.9%，水平段延伸长度提高92.2%，平均机械钻速提高99.2%，被业主方赞为“冀东近年来引进的最为成功的新技术”。这也意味着我国自主研发的精细控压技术装备首次商业应用取得成功，且一举打破国外技术垄断。

这套完全自研的初代机由自动节流管汇、实时数据采集与控制系统、回压补偿系统和随钻环空压力监测系统“四大件”构成，实现了井筒压力精细控制，可进行不同钻井工况下的环空压力监测与控制、回压补偿、近平衡和欠平衡精细控压等钻井作业。且由于自研装置一开始便走低成本路线，如作为系统核心部件之一的节流阀，国外引进一个就要价10万美金，而自研节流阀一个才3万多人民币；国外服务日费要价40万，他们一天的价格不到八分之一。第二年，曾经睥睨诸油田的国外公司精细控压服务日费应声下跌50%并最终让出国内市场。

“不是用不起，是我们更有性价比。”如今，精细控压系统在前代基础上提高了系统自动化程度与决策、分析、处理能力、HSE管理分析及井控风险识别能力，过去由人工“粗放控制”井筒压力的模式已过渡到自动化“精细控制”，还新增连续循环系统与旋转防喷器，形成了六大核心部件，有了20项国家专利背书，其中7 项发明专利（2 项国际发明专利），13 项实用新型专利。且与国外控制系统相比，从本土诞生的系统也最了解本土钻井，通过采用模块化及集中控制双重思路，既可整体使用，各子系统也可独立工作，能够为不同特点井提供“独家订制”的解决方案，不但可用于精细控压钻井，也能用于欠平衡和其它钻井作业。“就像搭积木，不同的房子用不同的模块排列组合。”这也是与精细控压装备打了16年交道的唐国军最得意的地方。

享受“私人订制”还“价格感人”，国产精细控压的每一点都踩在甲方心坎上，迅速取得“性价比之王”的好评，在国内市场广受青睐。当前，精细控压钻完井技术工程技术服务市场遍布西南油气田、塔里木油田、冀东和土库曼斯坦等14个油气田，在集团公司川渝市场占有率达九成，国内市场占有率也在七成以上，为深层、复杂地层油气勘探发现、降低事故复杂和安全高效钻完井提供了强劲技术支撑。

越困难，越高效

作为解决窄密度窗口、多压力系统等深层钻探“钻井难、钻井慢、风险大”难题的必备技术，精细控压的每次出手都是在微妙的平衡中为钻头通往更深地层开出一条路来，难度之大就像在万米高空的钢丝上起舞。但对开局就踩着难题“上位”的精细控压技术来说，越是困难之局，越能从中搏出更高效的解题之法。

2014年，集团重点井高石19井四开钻至井深4016.69米时遭遇高压裂缝性气层，溢、漏交替发生，井控风险极高，停钻处理30多天，历经57次压井、7次常规堵漏和1次水泥封堵仍未能恢复钻进，现场一度处于“瘫痪”和“抢险”状态。经过精细控压探索安全窗口，有效克服又喷又漏等接二连三的技术难点，仅用20小时就恢复钻进，最终安全钻穿栖霞组进入龙马溪段，顺利钻达中完井深（4236.29米），有效解决喷漏同存难题，不仅显著减少漏失和复杂时间，也大大降低井控安全压力。自此一战，坚定了大家对精细控压在深层高压复杂地层应用的认识，也拉开了国产精细控压在川渝深部复杂地层推广应用的序幕。

2015年，安岳气田第一口水平井——高石001-H2井由于储层裂缝发育，整个钻完井过程漏失钻井液严重（超8000方）。但这口井也催动团队在精细控压钻井技术基础上，深挖常规测井、固井、完井作业过程中导致溢漏复杂原因，通过实时监测井底压力，系统自动诊断分析，有效精确调节井底压力当量密度解决了作业过程中溢漏同存、漏喷转换的难题，研发出拥有自主知识产权的全过程一体化精细控压钻完井技术，并正式成为灯影组开发必备利器，在川渝气田开始了大规模工业化应用。

2022年，国内首口9000米级超深含硫高温高压天然气水平井——双鱼001-H6井安全钻至9010米井深完钻。面对该井地层窄安全密度窗口和地层圈闭压力、高压低渗，精细控压技术19次释放地层压力，将压力系数由2.12降低至1.98，钻井液密度由2.10g/cm³逐步降低至1.96g/cm³，重新建立安全密度窗口，有效控制溢漏复杂；且在后续嘉陵江至茅口组井段固井作业中，成功实现固井作业不溢、不漏，风险大大降低，固井效率大幅提高，为该井创造中国石油最深井和我国陆上最深气井纪录立下汗马功劳。

2023年，蓬深6井打出亚洲最深直井纪录，这座比珠穆朗玛峰还要高出178米的地下巅峰不仅超高温、超高压、高含硫，还易漏易喷、井控风险巨大。而精细控压技术不负众望，一一攻克从茅口组到筇竹寺组存在的多套压力系统和窄安全密度窗口，始终让井底当量在安全密度窗口范围内，在保障该井深部地层作业井控安全的同时提供了重要提速手段，还创下四开、五开精细控压固井蓬莱气区非标悬挂套管下深最深、裸眼段长最长、六开灯影组裸眼段最长等15项纪录。

如今，从磨溪高石梯二叠系多压力系统、震旦系灯影组裂缝性储层到川西北高压含硫超深井、火山岩储层超深井，精细控压已不再是哪有复杂去哪里的“救火队员”。凭借对地层压力的快速、精准控制，正提前介入设计、第一时间出场，在一次次解决溢漏复杂、提升安全性、降低钻井成本、加快开发进程中发挥着重要作用。2011年应用至今，精细控压工程技术服务已在川渝、塔里木、冀东及土库曼斯坦阿姆河右岸等区域累计应用600余井次，钻井液漏失量平均降低85.9%，复杂时间平均减少89.7%，固井质量平均合格率由 68.6%提高到85.1%，直接经济效益收入13亿，间接经济效益26.51亿。同年，西南油气田公司高质量建成400亿立方米战略大气区，精细控压功不可没。

新的起点

“如今你们再也不用顶着大太阳、大暴雨扳盘盘了。”2024年新生职业生涯座谈会上，欠平衡公司深井项目部经理杜杰不无感慨地回忆起当年干控压钻井的经历。“没有数据房，监测就两个人，晴天撑把蓬蓬伞坐在井场监测，下雨就借录井房待一会；要是遇上大风天气，就一人守电脑、一人抱伞腿，稍不留神就能上演人追着伞跑的画面……”他的一番话逗笑了大家，也让原本沉默的座谈会气氛轻松了许多。

从手动到自动，从守着设备转到人机交互，从欠平衡钻井到精细控压钻井及至全过程精细控压钻完井技术，十几年来，精细控压团队准确识变、科学应变、主动求变，直面一个个“卡脖子”难题，闯过一个个“石油寒冬”，不断创新解决传统钻井技术难以应对的复杂地质条件问题。

站在新起点，面对国内各区域工作量连续性、均衡性矛盾不同程度显现，川渝地区页岩气价格硬下降，海外部分区域受资源国政策影响，工作量接续难以乐观等不利形势，精细控压技术也在这逆风之局中，一边不断蓄力数字化、智能化，一边不断寻找着解题之法。

2023年初，依托川庆公司揭榜挂帅项目《智能化精细控压钻井系统1.0研发》，团队正针对井筒压力预测及校正、井筒工况自动判断及智能控制技术研究、智能化精细控压钻井配套装备研制开展重点攻关。截至目前，已初步完成了智能控压系统1.0的研发，包括系统硬件组装、测试以及核心计算控制软件模拟测试、功能性试验，系统运作正常达到设计要求，眼下正待开展现场试验。

今年3月，集团公司重大推广专项“钻、测、固、完井全过程精细控压技术推广”以综合评价“优秀”通过验收。该项目始于2020年，历经2年半的努力，完成全过程精细控压装备升级完善37台（套），制定8项精细控压作业标准，创新形成针对复杂多压力系统的精细控压排气降压工艺、起下钻井筒压力预测技术、自动精细控压固井技术，使全过程精细控压技术得到进一步完善升级，还建立了西南油气田、塔里木油田、新疆油田、青海油田4个全过程精细控压作业示范与推广区，为提升复杂地质条件下钻完井作业安全、质量、效率和效益提供强有力的技术支撑，提升了工程技术服务的支撑保障能力和核心竞争力，为深部复杂地层安全高效钻井和集团公司增储上产、提质增效提供了技术支撑，助推了集团公司深层油气资源勘探开发进程。

截至2024年，他们在国家、集团公司等各级项目支撑下进行持续攻关，累计参与项目100项，其中牵头48项，参与52项。通过项目攻关，获得国家授权专利78项，其中发明专利33项，荣获四川省科技进步一等奖、重庆市科技进步二等奖、集团公司科技进步一等奖等各类奖项39项，形成技术标准17项，促进了行业技术的快速、有效发展。

“把精细控压作为app植入EISC这台终端，实现全过程监控和技术支持。”与此同时，在“大数据”加持下，精细控压也在借助公司EISC平台网罗各项井底数据的功能，配合强大的数字处理及云计算能力，推进精细控压在EISC的深度开发：建立工作平台，打通双向数据传输通道，将目前钻井液性能、入口流量、井控工具监测数据等实现数据共享，开发精细控压远程监测、控制与预警模块，实现包括“精细控压日报”“数据监测远传”“单井分析会”“EISC专家能远程实时监控现场施工”等在内的更多功能，让专家知识和经验实时共享，确保高难度复杂井钻井顺利、安全进行。

左星说，现在大数据整合的参数还需要由专业人员进行分析研判，非常依赖人员经验，他们正在努力，以期不久的将来，利用云计算，系统能够更快速、更智能地给出准确无误的决策建议，进一步解放人力，让精细控压全过程作业真正完成由“人脑”向“智脑”的飞跃。ü

“不仅如此，我们还在思考关口前移的工作，比如让设备进一步小型化、轻量化、集约化，要是能把当前必须单独摆放的大件都集成到司钻房，这样司钻在操作过程中就能同步进行精细控压，大幅节省人力，提高钻井效率。”唐国军眼下又有了新思路，谈到未来装备的研究方向，掩饰不住兴奋。

而在新市场方面，钻采院今年与中海油海能发就精细控压技术签订了“分流自动控压装置”服务合同，与海能发形成技术相互支撑合作模式，计划下半年就要上平台开展试验应用，为此，团队改进了“海洋定制版”系统，调遣精兵强将，能否一炮而红跳出陆地市场、在未来潜力无限的深海闯出一片新天地在此一举；放眼海外，团队还完成了第二套精细控压装备并运往土库曼斯坦，当前正分别与龙油公司、巴基斯坦分公司、阿曼分公司进行精细控压技术交流，抢滩石油人熟悉的这片海外土地，能否揽得更多业务量也值得期待。

修好技术护城河

当前，新一轮科技革命和产业革命正以前所未有的速度和规模重塑着生产模式，而石油科研院所作为科技创新的重要阵地，通过发展新质生产力，引领石油行业技术创新、推动行业向更高水平发展可谓责无旁贷。

“要加快提高核心竞争力，创新应变、主动作为！”在钻采院年初工作会上，该院党委书记陈倩面向全院科研工作者发出了有力号召。“十四五”开局，该院党委便制定“16358”发展部署，从顶层勾勒出守正创新、融合卓越，“着力高水平科技自立自强”“打造原创技术策源地”的宏伟蓝图。该院党委会、院长办公会、科委会（关键核心技术科技攻关领导小组）三位一体担当决策，充分彰显党建引领创新驱动，“党建+”示范亮点工程有力助推各项工作实现新突破，以党管人才筑起“塔尖精、塔身强、塔基稳”的创新人才金字塔，一支政治强、业务精、作风优的高素质科研人才队伍正在不同的技术研发岗位上锐意进取、攻坚克难，共同谱出技术报国的激扬旋律。这是该院勇挑科研重担的底气所在。

“技术创新是一场浩大的自然选择过程，只有适应性强、具有创新性和竞争力的技术才能突破生命周期的限制，而那些落后、过时或无法满足市场需求的技术则会被淘汰。”漫漫科研创新路上，钻采院院长许期聪也时时对科研工作者们进行着“敲打”。“我们不希望它像诺基亚手机一样，因为没有及时迭代产品和技术而被智能手机和IOS、Android操作系统淘汰。”在他看来，蛋糕总会被分完，不惟精细控压，现在位于金字塔顶端的技术或许都有被替代的一日，要想持续领跑，技术创新是“永远的护城河”。

而关于技术周期，钻采院科技信息部主任周长虹也有着最直观的感受：“我们从加强项目全过程管理、强化关键核心技术攻关、强化成果创效、加快推进数字化转型、完善科技创新机制等方面，持续发挥在公司科技创新中的主体作用和引领作用。”在一项项技术的开题、结题、出成果间，他也在不断思索着更加有效的转化与发展之道。

近年来，钻采院深入贯彻党的二十大精神和习近平总书记重要指示批示精神，认真落实公司党委、公司决策精神，围绕“16358”发展部署，大力培育和发展新质生产力，制定并实施了以“数字化、自动化、智能化”为核心的院中长期科技发展规划。紧跟集团公司原创技术策源地建设“九大科技工程”，西南、塔里木、长庆等油气田勘探开发和公司技术发展需求，统筹谋划“万米级特深井钻完井技术、智能化钻完井作业系统、破岩新方法超高温井下仪器工具、闭环自动导向钻井技术、复杂井筒压力智能控制技术、AI钻井液技术、长庆油气田老井高效增产稳产关键技术”等十大长远攻关方向，策划了“钻井作业优化支持系统、水平井自动导向钻井、全工况下的闭环压力智能控制、复杂地层井漏预防与治理、二氧化碳增产改造”等3-5年重点攻关技术。与此同时，以习近平生态文明思想为指引，聚焦“碳达峰、碳中和”重大目标需求，根据公司技术与市场优势，钻采院科研团队也正持续挖掘油气业务绿色生产新潜力，着手推进如CCS/CCUS工程、地热（干热岩）开发、新能源及储能技术等攻关，打造公司业务发展新的增长极。

不过他也同时提到，对于广大科研人员来说，科研项目现场试验井位落实难、产品推广存在一定阻力、成果转化周期长、创效能力有待提升等难题，都在呼唤建立更有效的科技成果转化协同工作机制，完善科研项目现场试验及成果推广应用体制机制，进一步明确成果应用主体方的权利和责任。

随着油气开采朝着深海、深地、非常规挺近，未来还有不计其数的复杂和瓶颈等待攻破。作为技术创新、推动产业升级的先锋力量，以精细控压技术为代表的钻采院众多特色技术，还将厚植羽翼，在助推油气开采朝着更加安全高效、绿色环保方向不断发展中继续发挥不可替代的重要作用。