第十三屆中國頁巖油氣發(fā)展大會

探索超深層頁巖油氣破解非常規(guī)技術瓶頸

9月12-13日 成都世紀城國際會議中心

·重磅嘉賓·

 

重磅嘉賓

劉清友 成都理工大學黨委書記

劉清友，博士（博士后）、教授、博士生導師，教育部長江學者特聘教授、國家首批“萬人計劃”領軍人才，油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程全國重點實驗室副主任，主要從事石油鉆頭及裝備的理論、實驗、產(chǎn)品及應用研究。先后主持國家科技重大專項、國家973、國家863、國家自然科學基金項目等近20項。發(fā)表論文180余篇（第一/通訊作者125篇），授權發(fā)明專利66件（美國專利7件、加拿大專利3件），出版專著6部，制訂標準2項。獲國家科技進步特等獎1項、國家科技進步二等獎2項、省部級科技一等獎8項；并獲首屆全國創(chuàng)新爭先獎、中國工程院光華工程科技獎、何梁何利基金科學與科技進步獎等。
 

演講主題

頁巖氣超長水平井鉆完井機器人研究進展

① 鉆井機器人
 

② 連續(xù)油管作業(yè)機器人
 

③ 定向系統(tǒng)
 

④ 智慧鉆頭
 

近期，成都理工大學的一項重大科研突破——“最新頁巖氣壓裂機器人的研發(fā)成功”，在業(yè)界引起了廣泛關注，為實現(xiàn)儲層的充分改造、提高油氣開采率提供了新的思路。
 

在第十三屆中國頁巖油氣發(fā)展大會上，成都理工大學黨委書記劉清友教授將帶來《頁巖氣超長水平井鉆完井機器人研究進展》的專題演講，從最新技術角度出發(fā)，鉆井機器人、連續(xù)油管作業(yè)機器人、定向系統(tǒng)、智慧鉆頭四方面深入解析這一創(chuàng)新成果，為與會者呈現(xiàn)頁巖油氣開發(fā)領域的最新進展和未來趨勢，讓我們敬請期待！
 

·關于最新頁巖氣壓裂機器人·

 

從成都理工大學獲悉，該項目是由成都理工大學能源學院（頁巖氣現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學院）副院長朱海燕教授帶領研發(fā)團隊首次提出將水平油氣井下牽引機器人與靶向爆炸-水力復合壓裂方法結合，研發(fā)的井下燃爆壓裂機器人實現(xiàn)了油氣井下機器人的牽引力及牽引速度等各項性能指標的全球領先，為解決小空間、低信號等復雜井下作業(yè)環(huán)境難題提供新的解決路徑。
 

“目前，我國油氣勘探開發(fā)對象由傳統(tǒng)中高滲油藏，發(fā)展到低滲透直至致密等非常規(guī)資源，資源開采難度增大，面對日益復雜的勘探對象，創(chuàng)新儲層改造技術是發(fā)現(xiàn)資源和增加儲量的必經(jīng)之路。”朱海燕介紹道，但我國開發(fā)技術裝備受制于人，原創(chuàng)性、引領性、顛覆性技術相對偏少，尤其是對水平井智能化開采及燃爆壓裂的設備亟需創(chuàng)新。
 

 

朱海燕教授團隊參加機器人中試

“因此，學校利用學科優(yōu)勢和優(yōu)質(zhì)實驗平臺，積極開展圍繞井下機器人技術、結構、信號控制方面的綜合研究。”據(jù)介紹，朱海燕教授團隊主要針對非常規(guī)油氣水平井壓裂的復雜井下情況進行壓裂的難點攻克，致力于在致密的地層中構建油氣的“高速公路”。地層越往深，勘探開發(fā)難度越大，井下燃爆壓裂機器人需要在微小井眼中“撐得住、拖得動、行得穩(wěn)。”
 

朱海燕教授團隊研發(fā)的井下燃爆壓裂機器人能夠攜帶連續(xù)油管安全高效往返狹小井下，打通“高速路線”；其在盡可能大的牽引力下，能夠攜帶更多的燃爆劑，形成破碎帶，創(chuàng)造多個“高速路口”；也能在超高溫高壓下控制其靈敏返回的同時，進行水力壓裂，擴大“高速公路”的范圍。為實現(xiàn)儲層的充分改造、提高油氣開采率提供了新的思路。
 

據(jù)介紹，團隊首創(chuàng)的復雜井筒自適應井下牽引機器人結構，攻克了12cm直徑狹小空間設計的世界難題，為機器人實現(xiàn)更大的牽引力、穩(wěn)定控制提供必要基礎。為了使微小井眼水平井連續(xù)油管鉆機器人在井下更好控制，團隊還研發(fā)了能夠對鉆井機器人的速度進行無線遠程控制的控制系統(tǒng)，“也就是一種微型液壓控制系統(tǒng)”，朱海燕說。在信號傳輸方面的相關研究的進展中，團隊也開發(fā)了基于雙向生成對抗神經(jīng)網(wǎng)絡的參數(shù)識別與測控系統(tǒng)，攻克了數(shù)千米地下信號傳輸差的世界難題，實現(xiàn)了的信號的實時傳輸。
 

據(jù)了解，近年來受鉆完井技術及井下智能作業(yè)裝備的進步影響，在非常規(guī)油藏開發(fā)方面，為達到增產(chǎn)和提高采收率的目的，水平井的開采方式已經(jīng)是替換原有開發(fā)手段的重要方法，也處于研究的焦點。“比如復雜裂縫在擴展過程中怎么去監(jiān)測、反演和施工參數(shù)優(yōu)化，特別是壓后的反演，裂縫形態(tài)到底是什么樣？如何考慮動態(tài)地應力場的問題，也就是母井和新井之間的干擾、新壓裂的井上層和下層之間的干擾等？針對我國儲層特點，如何對傳統(tǒng)壓裂進行改造升級？通過不斷地技術創(chuàng)新和多領域合作發(fā)展，對后續(xù)非常規(guī)油藏的高效開發(fā)具有重要指導意義。”朱海燕說。
 

 

機器人主要作業(yè)部位三維展示

團隊研發(fā)的井下燃爆壓裂機器人能夠攜帶連續(xù)油管安全高效往返狹小井下，打通“高速路線”；其在盡可能大的牽引力下，能夠攜帶更多的燃爆劑，形成破碎帶，創(chuàng)造多個“高速路口”；也能在超高溫高壓下控制其靈敏返回的同時，進行水力壓裂，擴大“高速公路”的范圍。為實現(xiàn)儲層的充分改造、提高油氣開采率提供了新的思路。
 

據(jù)介紹，團隊首創(chuàng)的復雜井筒自適應井下牽引機器人結構，攻克了12cm直徑狹小空間設計的世界難題，為機器人實現(xiàn)更大的牽引力、穩(wěn)定控制提供必要基礎。為了使微小井眼水平井連續(xù)油管鉆機器人在井下更好控制，團隊研發(fā)了能夠對鉆井機器人的速度進行無線遠程控制的控制系統(tǒng)，“也就是一種微型液壓控制系統(tǒng)”，朱海燕說。在信號傳輸方面的相關研究的進展中，團隊也開發(fā)了基于雙向生成對抗神經(jīng)網(wǎng)絡的參數(shù)識別與測控系統(tǒng)，攻克了數(shù)千米地下信號傳輸差的世界難題，實現(xiàn)了的信號的實時傳輸。
 

近年來，受鉆完井技術及井下智能作業(yè)裝備的進步影響，在非常規(guī)油藏開發(fā)方面，水平井的開采方式已經(jīng)是替換原有開發(fā)手段而達到增產(chǎn)和提高采收率的重要方法。目前，非常規(guī)油藏采用長井段的水平井與大面積的體積壓裂的改造方式進行開發(fā)處于研究的焦點。
 

“比如復雜裂縫在擴展過程中怎么去監(jiān)測、反演和施工參數(shù)優(yōu)化，特別是壓后的反演，裂縫形態(tài)到底是什么樣？如何考慮動態(tài)地應力場的問題，也就是母井和新井之間的干擾、新壓裂的井上層和下層之間的干擾等？針對我國儲層特點，如何對傳統(tǒng)壓裂進行改造升級？通過不斷地技術創(chuàng)新和多領域合作發(fā)展，對后續(xù)非常規(guī)油藏的高效開發(fā)具有重要指導意義。”朱海燕說。（內(nèi)容來源于封面新聞。）