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(shù)瓶頸

9月12-13日 成都世紀(jì)城國際會議中心

·重磅嘉賓·

重磅嘉賓

劉清友 成都理工大學(xué)黨委書記

劉清友，博士（博士后）、教授、博士生導(dǎo)師，教育部長江學(xué)者特聘教授、國家首批“萬人計(jì)劃”領(lǐng)軍人才，油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任，主要從事石油鉆頭及裝備的理論、實(shí)驗(yàn)、產(chǎn)品及應(yīng)用研究。先后主持國家科技重大專項(xiàng)、國家973、國家863、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目等近20項(xiàng)。發(fā)表論文180余篇（第一/通訊作者125篇），授權(quán)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(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)。獲國家科技進(jìn)步特等獎1項(xiàng)、國家科技進(jìn)步二等獎2項(xiàng)、省部級科技一等獎8項(xiàng)；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(xué)與科技進(jìn)步獎等。

演講主題

頁巖氣超長水平井鉆完井機(jī)器人研究進(jìn)展

① 鉆井機(jī)器人

② 連續(xù)油管作業(yè)機(jī)器人

③ 定向系統(tǒng)

④ 智慧鉆頭

近期，成都理工大學(xué)的一項(xiàng)重大科研突破——“最新頁巖氣壓裂機(jī)器人的研發(fā)成功”，在業(yè)界引起了廣泛關(guān)注，為實(shí)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(xué)黨委書記劉清友教授將帶來《頁巖氣超長水平井鉆完井機(jī)器人研究進(jìn)展》的專題演講，從最新技術(shù)角度出發(fā)，鉆井機(jī)器人、連續(xù)油管作業(yè)機(jī)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(lǐng)域的最新進(jìn)展和未來趨勢，讓我們敬請期待！

·關(guān)于最新頁巖氣壓裂機(jī)器人·

從成都理工大學(xué)獲悉，該項(xiàng)目是由成都理工大學(xué)能源學(xué)院（頁巖氣現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院）副院長朱海燕教授帶領(lǐng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)首次提出將水平油氣井下牽引機(jī)器人與靶向爆炸-水力復(fù)合壓裂方法結(jié)合，研發(fā)的井下燃爆壓裂機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了油氣井下機(jī)器人的牽引力及牽引速度等各項(xiàng)性能指標(biāo)的全球領(lǐng)先，為解決小空間、低信號等復(fù)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(fù)雜的勘探對象，創(chuàng)新儲層改造技術(shù)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(shù)裝備受制于人，原創(chuàng)性、引領(lǐng)性、顛覆性技術(shù)相對偏少，尤其是對水平井智能化開采及燃爆壓裂的設(shè)備亟需創(chuàng)新。

朱海燕教授團(tuán)隊(duì)參加機(jī)器人中試

“因此，學(xué)校利用學(xué)科優(yōu)勢和優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)平臺，積極開展圍繞井下機(jī)器人技術(shù)、結(jié)構(gòu)、信號控制方面的綜合研究。”據(jù)介紹，朱海燕教授團(tuán)隊(duì)主要針對非常規(guī)油氣水平井壓裂的復(fù)雜井下情況進(jìn)行壓裂的難點(diǎn)攻克，致力于在致密的地層中構(gòu)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(jī)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(tuán)隊(duì)研發(fā)的井下燃爆壓裂機(jī)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(jìn)行水力壓裂，擴(kuò)大“高速公路”的范圍。為實(shí)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(tuán)隊(duì)首創(chuàng)的復(fù)雜井筒自適應(yīng)井下牽引機(jī)器人結(jié)構(gòu)，攻克了12cm直徑狹小空間設(shè)計(jì)的世界難題，為機(jī)器人實(shí)現(xiàn)更大的牽引力、穩(wěn)定控制提供必要基礎(chǔ)。為了使微小井眼水平井連續(xù)油管鉆機(jī)器人在井下更好控制，團(tuán)隊(duì)還研發(fā)了能夠?qū)︺@井機(jī)器人的速度進(jìn)行無線遠(yuǎn)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(guān)研究的進(jìn)展中，團(tuán)隊(duì)也開發(fā)了基于雙向生成對抗神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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(shí)現(xiàn)了的信號的實(shí)時傳輸。

據(jù)了解，近年來受鉆完井技術(shù)及井下智能作業(yè)裝備的進(jìn)步影響，在非常規(guī)油藏開發(fā)方面，為達(dá)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(diǎn)。“比如復(fù)雜裂縫在擴(kuò)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(yīng)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(diǎn)，如何對傳統(tǒng)壓裂進(jìn)行改造升級？通過不斷地技術(shù)創(chuàng)新和多領(lǐng)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(dǎo)意義。”朱海燕說。

機(jī)器人主要作業(yè)部位三維展示

團(tuán)隊(duì)研發(fā)的井下燃爆壓裂機(jī)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(jìn)行水力壓裂，擴(kuò)大“高速公路”的范圍。為實(shí)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(tuán)隊(duì)首創(chuàng)的復(fù)雜井筒自適應(yīng)井下牽引機(jī)器人結(jié)構(gòu)，攻克了12cm直徑狹小空間設(shè)計(jì)的世界難題，為機(jī)器人實(shí)現(xiàn)更大的牽引力、穩(wěn)定控制提供必要基礎(chǔ)。為了使微小井眼水平井連續(xù)油管鉆機(jī)器人在井下更好控制，團(tuán)隊(duì)研發(fā)了能夠?qū)︺@井機(jī)器人的速度進(jìn)行無線遠(yuǎn)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(guān)研究的進(jìn)展中，團(tuán)隊(duì)也開發(fā)了基于雙向生成對抗神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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(shí)現(xiàn)了的信號的實(shí)時傳輸。

近年來，受鉆完井技術(shù)及井下智能作業(yè)裝備的進(jìn)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(dá)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(jìn)行開發(fā)處于研究的焦點(diǎn)。

“比如復(fù)雜裂縫在擴(kuò)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(yīng)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(diǎn)，如何對傳統(tǒng)壓裂進(jìn)行改造升級？通過不斷地技術(shù)創(chuàng)新和多領(lǐng)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(dǎo)意義。”朱海燕說。（內(nèi)容來源于封面新聞。）