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科产融创助力深地探测技术全链条突破

来源:中国石化报 时间:2026-08-04 10:28

近日,由深部探测与成像全国重点实验室和经纬公司共建的科产融创示范基地在青岛揭牌成立。该实验室是由吉林大学、中国地质大学(北京)和中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所共同组建的国家级科研平台,聚焦深地探测领域关键核心技术研发。揭牌仪式上,各方围绕“企业出题、实验室解题、现场验证迭代”的需求牵引研发模式,以及深地探测技术成果转化的闭环路径展开深入交流。本版聚焦这一主题,呈现相关单位以需求为导向、以转化为目标的最新探索与实践。

本版文字除署名外由 赵春国 王 力 张风霄 唐海全 提供

建立以需求为牵引的研发新模式

□中国工程院院士、深部探测与成像全国重点实验室主任 林 君

近年来,我国油气勘探开发进一步向深层、超深层挺进,井下高温高压地质条件复杂,井眼轨迹波动大、井况差,服务国家深地战略、寻找深地探测技术攻坚路径,是相关高校和石油企业的共同使命。

高校和企业研究赛道同频契合、创新优势双向互补、使命目标同向共振,这次深部探测与成像全国重点实验室科产融创示范基地揭牌,集中双方优势力量合力突破行业技术瓶颈,建立一种“企业出题、实验室解题、现场验证迭代”需求牵引的研发新模式,是非常有意义的探索实践。

夯实原始创新根基,筑牢产学研协同发展源头支撑

原始创新是我国实现高水平科技自立自强、保障国家能源安全的源头工程,也是突破“卡脖子”技术、完成从“跟跑”到“领跑”的根本路径。

近年来,深部探测与成像全国重点实验室锚定深地精密探测仪器、精细成像方法、精准钻探技术三大核心主线构建攻关体系,在深地传感装备、多物理场反演成像、高温高压钻探等领域取得突破性进展。

要打造“从0到1”的原始创新策源地,就必须紧扣“突破深部探测‘卡脖子’技术、服务国家向地球深部进军重大部署”总体建设目标不动摇,持续攻关量子传感、多场信息融合、超深井随钻感知等前沿基础科学问题。坚持以国家重大战略需求牵引基础研究方向,把产业一线真实工程难题转化为基础科研选题,实现“产业需求向上传导、基础创新向下赋能”双向贯通,以源头创新能力为示范基地联合攻关、成果转化提供技术源泉,夯实校企协同创新的底层根基。

畅通成果转化链路,搭建科创落地应用坚实平台

科研成果不能束之高阁,必须打通成果转化的“最后一公里”。企业要充分发挥产业龙头优势,补齐实验室和现场成果转化短板。

做实中试验证。依托示范基地承载实验室样机、新方法中试任务,完成极端工况下性能测试、参数优化,缩短科研成果从实验室样机到工业化产品的转化周期。

加快产业化落地。企业统筹生产、市场、运维资源,对联合研发成熟装备、解释软件、评价工艺开展规模化推广,推动科研成果从“论文图纸”变为“现场实效”。

反馈迭代优化。把现场施工数据、工程应用难题反向回流实验室,形成“成果输出-现场应用-问题反馈-迭代升级”闭环研发体系,让技术在实战中持续完善。

深耕探测仪器研发攻关,助力解决超深层能源保障难题

工欲善其事,必先利其器。我国地球物理探测仪器长期依赖进口,技术人员要坚守科研报国初心,静下心来深耕探测仪器研发攻关,实现仪器装备自立自强,筑牢深部探测的核心根基。

下一步,我们将在三个方面集中发力:一是加快实施国产仪器装备替代行动,二是加速推进国产仪器成果转化行动,三是加快实施高端地球深地探测仪器装备自立自强行动。坚定信心、持之以恒,在国产仪器替代进口中不断查漏补缺,在国产仪器成果转化上持续迭代升级,校企同心合力攻坚深地探测“卡脖子”难题,为打造国内顶尖、国际一流的深地油气测控原创技术策源地与高端装备孵化高地贡献磅礴力量。

从实验室到井场 构建深地探测技术成果转化闭环

□赵春国 杨宁宁 丁 静 李 振

近年来,随着油气勘探开发向深地、深水、非常规等重点领域持续拓展,行业对深地探测技术装备的需求日益迫切。面对极端作业条件,企业和科研单位坚持以现场需求为牵引,加大技术装备研发攻关力度,畅通成果转化链路,做强中试验证与产业化升级等关键环节,加快形成以需求驱动创新、以创新引领发展的良性循环,构建“成果输出-现场应用-问题反馈-迭代升级”的闭环研发机制。

从中浅层到“万米深井”——需求牵引下的装备迭代升级

“一深万难”是深地探测的常态。针对超深层地质条件复杂、施工风险大、技术要求高等多重挑战,经纬公司立足实际作业需求,依托国家重大专项,成立高温高压测井装备项目组,严格落实反馈迭代优化机制,让新技术新装备在实战中持续完善、提档升级。

以万米深井测井作业为例,近期在新疆塔里木盆地万米井四开固井质量测井施工,经纬胜利测井公司采用自研超万米深井测井绞车及国内首套MVHT-260超高温高压测井仪器开展协同作业。在长达百余天的攻坚备战中,技术人员先后完成7口井现场试验与多轮次基地测试,逐项优化各项关键性能指标,最终保障了施工安全高效。这一实践充分印证了“企业出题、实验室解题、现场验证迭代”研发模式的有效性,也表明我国深地测井装备已具备万米级深井作业能力,实现了从浅中层到超深层的能力跨越。

近年来,立足深地油气开发实际需求,经纬公司已研发并推广应用直推存储式、过钻头存储式、高温电成像、钻输二维核磁、声波远探测等一系列新技术新装备,创造施工纪录30余项。

从“井场中心”到“数智孪生”——原始创新推动范式变革

在强化装备硬件攻关的同时,行业同样重视软件和数智化能力的原始创新。直面数智化重塑石油工程行业的趋势,经纬胜利定向井公司通过“云-边-端”协同架构和“后方远程专家+现场安全旁站”的新型施工模式,将定向作业的控制中心从井场迁移至远程指挥中心,推动定向施工向远程化、智能化、少人化全面转型,实现了作业范式的重大变革。

为攻克自主可控的“数智中枢”,跨领域攻关团队聚焦数据采集传输、远程控制、工程软件三大核心技术方向,开展多功能数据采集传输系统、远程定向控制系统及工程软件自主研发,形成一系列核心成果。

这正契合了将产业一线真实工程难题转化为科研选题、以基础创新赋能产业升级的发展路径。技术攻关与产业化落地并重,成果从“论文图纸”变为“现场实效”。该公司已组建30支远程定向队伍,52口高风险防碰井施工全程零事故,工程参数异常预报准确率100%,梁218示范井组刷新集团公司3500~4000米井钻井周期纪录。

从日常施工到中试验证——畅通成果转化“最后一公里”

科技成果不能束之高阁,必须打通从实验室到井场的转化链路。中试验证正是产品从研发走向应用的关键一步,可以有效缩短科研成果从样机到工业化产品的转化周期。

近期,经纬公司在孤古8标准刻度井顺利完成新自研测井仪器全部既定中试验证项目,取得了量产前第一手资料。以中试验证为桥梁,现场施工数据和工程应用难题反向回流实验室,形成“成果输出-现场应用-问题反馈-迭代升级”的闭环体系,让新技术新仪器在实战中持续完善。

此外,经纬公司还完成了中国石化石油工程中试平台3口重点科研试验井的测井施工任务。由于测井成果的完整性与精准度直接关系平台科研攻关整体成效,对测井工艺设计、现场管控等要求严苛,施工中技术人员克服深井高温、高压等重重困难,主动加测补偿中子、补偿密度、交叉偶极声波等项目,有效解决深井地层岩性识别难题,大幅提升了测井资料的科研应用价值。

下一步,企业和科研单位将合力助推科研成果从“样品”走向“产品”、从“论文图纸”走向“现场实效”,为打造深地油气测控原创技术策源地与高端装备孵化高地奠定坚实基础。

岩石物理四性联测实验平台

(一)产品介绍

岩石物理四性联测实验平台是经纬公司自主研发的全球首台核磁共振-热解-高温高压驱替-三轴应力-声波联测实验装置。平台克服了传统独立式岩石物理测试存在的样品损耗、参数割裂、周期漫长、成本高昂、缺乏关联等局限性,具备高达180摄氏度、150兆帕的温压控制能力,可以实现深层/非常规储层地下苛刻环境原位复刻与储集性、含油性、可动性、可压性的一体化综合测量。

(二)应用效果

以重点井为牵引,统筹纵横向课题与各油田重点井技术需求,区块涵盖胜利油田、西北油田、华北油气、东北油气等主力油气田。平台累计完成20余口井、178块岩芯的608次实验,高效赋能各工区勘探开发提质增效,创新形成多项联测实验特色技术,夯实储层评价实验技术体系核心支撑能力。

(三)专家评价

集团公司录井工程高级专家 王志战

经纬公司自主研发的岩石物理四性联测实验平台,凭借绝对温压参数优势,实现了样品近原位测量与多场耦合测试分析,进一步提升了储层参数获取的精度与可靠性,是录井技术领域面向储层精细评价需求的一项重要创新突破。

SmartPath定向软件系统1.0

(一)产品介绍

经纬领航SmartPath定向软件系统1.0是一款深度赋能新质生产力的定向专业设计类软件,面向产建开发设计部门、工程施工单位及院校研发机构等提供一站式定向轨道智能化设计和产品服务。采取门户层、业务层、平台层、基础数据层四层技术架构,并行开发网络BS版和单机CS版,通过远程支持技术实现云边端互通,融合长城大模型,数据存储量达10TB以上,支持1000个人以上同时在线操作、500口井以上同时现场应用,实现智能集成规模化应用。

系统具备轨道设计、轨迹计算、防碰扫描、平台优化、摩阻扭矩、远程测控六大功能模块。消除软硬件间的数据孤岛,将精准采集、地面传输与计算、云端决策与指导深度融合,打造“井-地-云”全新作业范式。

价值聚焦轨道设计的智能化处理,一键智能设计、智能井组优化、智能防碰绕障、自主数据贯通等一站式智能技术支撑与品质保障。

(二)应用效果

在胜利工区,用时18分钟完成96口大型丛式井组的智能优化方案。应用规模达400口井,计算时效对比提升200%,替代其他工程软件预估节省费用700余万元,运维成本下降40%。

(三)甲方评价

江汉石油工程钻井工程专家 刘泽虎

经纬领航SmartPath定向软件系统1.0已完成多口井应用,完全满足西南工区瘦身井钻井施工的作业需求与质量标准,为页岩气高效开发提供了全新的定向技术解决方案。

测录井处理解释智能体

(一)产品介绍

随着测录井技术升级和储层类型日趋复杂,处理解释工作具有数据类型多样、工序烦琐、多解性强三个特点,亟须“处理解释+AI”深度融合,提高处理时效、解释成果质量,让机器更懂数据、让解释更智能。

打造“三库一平台”系统架构,通过工作流定制、解释方法与智能算法适配,构建“核心平台+场景智能化”技术矩阵,形成现场快速解释、固井质量评价两个智能体,2025年入选中国石化高附加值应用场景,开启处理解释智能化新纪元。依托9个集团级及以上课题,布局发明专利25件,登记软著4项,形成了覆盖解释方法、智能算法的全方位知识产权保护网,核心技术完全自主可控。

(二)应用效果

现场快速解释智能体在江汉油田、胜利油田、华北油气、西北油田测试应用200余口井,通过智能模型融合实现一键快速处理,平均单井节约处理时间4小时;与专家解释结果对比,页岩“甜点”、流体智能识别吻合度91%,为专家靶窗选取、测试选层、解释成果质量提升节省了大量时间。

固井质量评价智能体在中原油田、胜利油田、江汉油田累计应用300余口井,支撑了中原百亿方储气库工程建设,处理时效平均提升60%,二界面智能解释结论与专家解释结论对比吻合度88%,打造了“专家+AI”交互解释新范式。

(三)甲方评价

中原油田首席专家 贾云超

该智能体有效解决了深度学习黑箱无法解释、通用大模型专业知识缺乏、小模型专家经验驱动不足的问题,显著提升了处理解释的精度和效率,是人工智能技术与传统油气勘探业务深度融合的一次成功实践。

随钻高速传输系统

(一)产品介绍

随着智能化钻井与随钻测控技术迭代升级,随钻测井、旋转导向等井下装备功能持续拓展,井下采集数据量呈爆发式增长。传统常规脉冲器传输速率低,无法满足海量井下数据实时上传需求,严重制约了高端随钻仪器的优势发挥。针对这一痛点,连续波高速数据传输脉冲器专项突破井筒海量数据实时传输瓶颈,传输速率较常规脉冲器提升8~10倍,可快速精准回传井下各项核心参数,有效提升随钻测井数据分辨率、优化地层成像效果,实现薄油层、隐蔽储层的精准识别。同时可大幅缩减控时钻进作业时长,显著提升钻井综合时效,高效助力钻井工程“四提一降”工作落地,为智能化钻井作业筑牢核心数据支撑。

(二)应用效果

在现场应用实践中,该设备已成功适配主流随钻仪器,累计完成34口井现场应用,无故障连续工作时长超200小时,运行稳定性、工况适配性良好。其中在新疆TH103111X井作业中,5000米井深实现12bps(比特每秒)稳定高速传输,数据平均解码正确率达95%。目前,该装备核心性能与现场适配能力均达到国内领先水平,成功填补了国内连续旋转式随钻高速传输技术领域空白,打破了国外长期技术垄断。

(三)甲方评价

胜利石油工程渤海钻井公司首席专家 徐旭升

该产品实现了井下数据传输速率从1bps至12bps的量级跨越,成功搭建起井地一体化多源信息高速传输通道;依托高速率实时数据回传能力,实现井下数千米复杂工况、地层动态海量信息在地面直观可视化呈现。

慧眼智能头盔系统

(一)产品介绍

该产品技术以可扩展应用平台为核心,以自主研发智能头盔为终端,物联其他智能设备形成联动,以北斗为定位导航,以AI为智慧大脑,形成“平台+穿戴设备+IoT(物联网)+北斗+AI”的融合模式;具有高清晰图像、语音采集与基于语音指令集的应用操控、多种头盔操控方式、多端音视频通信能力、人脸识别动态绑定、类别指令自动生成、佩戴人员风险智能告警、AI智能问答适配等核心技术;构建集人员、设备、风险监测于一体的物联网平台和“个体防护-群体协同-平台指挥”三层纵深安全防护体系,实现人员管理、作业监管、安全业务与应急全流程功能覆盖的一体化智能管控。

(二)应用效果

该产品技术已在经纬公司、江汉石油工程、中原石油工程、东北油气、西南油气、镇海炼化等多家企业陆续应用与推广。目前在各工区安全监管及50支基层队伍全面落地应用,累计应用900余口井及多个场站,服务用户超1000个。同时,实现高风险作业实时监测与远程可视化联动、关键工序标准化确认、岗位巡检智能规范化管理,施工作业全流程自动闭环管控。

(三)专家评价

中国石油学会理事长 焦方正

智能头盔可提升现场作业效率、降低基层负担、预防重大安全事故,是安全管控工作的重要补充,要加快成果在施工现场推广,助力油气行业安全数智化转型。

( 责任编辑:王莹 )