6 年攻关“智能导钻”，超 4000 米“千层饼”地层精准高效开采工业油气

近日，中国科学院 A 类战略性先导科技专项 " 智能导钻技术装备体系与相关理论研究 "（简称 " 智能导钻 "）在位于塔里木盆地西部的 TP259-2H 生产井实钻应用中取得重要进展。

该项目通过六年攻关自主研发的随钻方位电磁波电阻率成像测井仪和三维靶点精准导航技术，精准刻画地下油气层结构，引导钻头准确打入最佳开采点位，获得了高产工业油气流。

8 月上旬生产测试显示，该生产井日产石油 13.5 吨、天然气 4.2 万方，油气产量约是邻井的 5 倍，落实地质储量天然气 5.1 亿方、凝析油 16 万吨，实现白垩系舒善河组下 2 段储层的首次油气突破。

(资料图)

这一进展为中国石油化工股份有限公司西北油田分公司 ( 简称西北油田 ) 勘探开发提供了新阵地，验证了 " 智能导钻 " 理论技术体系的可靠性，显示了其对我国深层油气高效低成本钻探的重要作用，对保障国家能源安全具有重要的启示意义。8 月 14 日，西北油田专程向智能导钻研发团队发来感谢信和锦旗。

塔里木盆地白垩系油气藏属于埋深超过 4000 米的 " 千层饼 " 结构，具有非均质性强、储层薄（2~5 米）和构造起伏大（>10 米）等特点，导致准确定位储层空间发育位置难度大，常规定向钻井技术对该类油气藏总体动用程度低。

在中国科学院地质地球所朱日祥院士和底青云院士带领下，智能导钻专项科研团队同西北油田勘探开发研究院、工程技术管理部和中石化中原石油工程有限公司（简称中原石油工程公司）相关团队开展联合攻关——

基于 " 多尺度地质规律 - 多源地球物理探测 - 高精度油藏建模 - 精准定向钻井 " 多学科融合，利用智能算法建立了河道砂体、测井信息、三维地震和地质模型的关联关系，构建了油气藏米级尺度的 " 构造 - 岩性 - 成分 " 三维地质模型，预设多个钻前靶点，设计出水平井轨迹；预测可能钻遇多套地层的埋深、岩性和含油气性，计算出水平井的预测随钻曲线和含油气指标；同负责作业的 70188 钻井队召开多次技术交底会，确定了智能导钻装备的地面设备安装、井下钻具组合、试验井段优选、复杂工况应对和人员配合等工作细节。

2023 年 7 月，智能导钻专项科研人员利用自主研发的智能导钻系统随钻方位电磁波电阻率成像测井仪在该井开展了地质工程一体化作业，入井深度 4260 米，完钻深度 4538 米，进尺 278 米，累计工作时间 229 小时，在井下高扭矩、水平段托压、强振动冲击复杂工况下展现出高可靠性和稳定性。

与此同时，此次作业所测量的补偿电阻率、方位伽马、方位电阻率和定向参数等数据实时传输至地面决策系统，测量精度高，尤其对低阻地层具有较好的分辨能力，为现场井轨迹控制并精准钻遇优质砂体提供了实时参数。

据悉，作业三维靶点精准导航技术构建的钻前地震地质模型精度优于 5 米、靶点预测精度优于 1 米，随钻三维模型实时更新速度小于 0.5 小时，为水平井着陆和准确中靶提供了决策依据。最终，TP259-2H 水平井砂岩钻遇率 96.3%，测试油气产量 45 吨 / 天，验证了智能导钻高端装备技术在薄层砂岩油气藏水平钻井的精度和可靠性。

▲智能导钻随钻方位电磁波电阻率成像测井仪入井照片

为实现我国油气勘探开发高水平科技自立自强，破解深层油气资源勘探开发难题，中国科学院 2017 年在复杂油气藏高效勘探开发关键装备与核心领域前瞻布局，设立 " 智能导钻技术装备体系与相关理论研究 "A 类战略性先导科技专项，由中国科学院地质与地球物理研究所牵头，联合中石化、中海油、中石油及相关领域大学共同攻关，旨在研发具有我国自主知识产权的新型智能柔性旋转导向和地质导向系统，攻克我国石油工业面临的最关键 " 卡脖子 " 技术，形成我国深层 / 超深层油气资源开发整体技术解决方案，实现深部钻井智能 " 巡航 "，达到 " 圈得准 "" 定得准 "" 打得准 " 的目标。

通过数百位科研人员 6 年多的持续攻关，多支自研仪器历经上百次井场试验已完成技术定型，从原理样机和试验样机阶段，走向工程样机的持续迭代更新。

本次塔里木盆地生产井实钻应用成功，是中国科学院 " 智能导钻 " 团队、西北油田和中原石油工程公司协同攻关的共同成果，是产学研用联合攻关模式的典范。

作者：许琦敏

图片：受访者提供

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