固井是油气钻井的关键工序，质量直接决定油气井的寿命与产量。中国石化坚持“用研产销”全链条协同发力，交出了一份“一键固井”的答卷——工程院攻克云端设计与智能决策算法，石化机械为固井车装上“智慧大脑”，华东油气将常压页岩气现场作为试验田，华东石油工程在实战中迭代打磨。本版聚焦中国石化装备智能化转型，从研发逻辑、装备升级、场景应用到现场实战，全景呈现一键固井从实验室走向井场的完整故事，看中国石化如何攥指成拳，让固井作业从“人控”迈向“智控”。

工程院：构建“云端设计+智能决策+自动控制”闭环作业体系

□方春飞

固井是油气钻井的关键工序，固井质量直接决定油气井的作业安全与使用寿命。

当前，国内固井作业主要依靠传统现场作业模式，高度依赖人工现场操作。作业人员长期在高压、高噪声的危险作业区域，完成混浆调节、阀门启闭等一系列工序操作，劳动强度大、安全风险较高，施工质量极易受操作人员作业经验、主观判断等人为因素干扰，施工一致性难以保障。

伴随自动化、智能化技术在石油工程行业的深度落地应用，固井业务正向自动化、智能化方向迭代，以降低现场人员作业风险，削弱人为因素对施工质量的干扰，实现固井施工过程可控、参数可追溯、质量可预判，提升油气井固井作业的整体可靠性。

2022年以来，石油工程技术研究院牵头联合石化机械、华东油气、江汉油田等单位共同研发中国石化固井数智化系统，构建起“云端设计+智能决策+自动控制”的工业级闭环作业体系。

“云端设计”系统是石油工程技术研究院基于石化智云研发的云端固井设计软件和云端数据监测软件，涵盖了固井设计核心功能，具备一键生成固井设计能力，同时具备云端实时预警功能。

边端控制主要由工程院研发的边端“智能决策”模块，工程院、石化机械、华东油气等联合研发的“自动控制”设备及“精准供输”模块构成，“智能决策”模块从云端获取设计数据，自动生成作业指令，统一调度现场所有设备，替代了传统固井作业的现场“总指挥”。

“自动控制”设备由成套的自动化固井装备构成：自动化固井车实现自动混浆，精准完成泵注作业；“精准供输”模块则通过自动供灰、自动供水、自动管汇闸阀，保障物料供给稳定、流程切换顺畅，其中，自动管汇闸阀能够根据工艺流程自动切换高压闸阀，自动释放胶塞，彻底告别了传统固井人员在高压区作业的模式。

三大系统数据互通、闭环控制、协同发力，真正实现固井从“人控”到“智控”的根本转变。

作业现场令人耳目一新。传统固井机器轰鸣、人员密集的场景不复存在，所有操作人员远离高压危险区，在钻井营房内通过屏幕远程监控。中控系统按照预设程序，自动完成混浆、泵送、阀门切换全流程，施工数据实时回传、图表化展示，施工参数与设计方案精准匹配。

下一步，中国石化将推广自动化固井技术规模化落地应用，同时积极攻关L3级半自主式智能固井技术，形成智能设计-自动施工-智能决策-智能后评估全链条智能化固井系统。

（作者为集团公司一键式自动化固井研发和现场试验第一负责人、石油工程技术研究院钻井工程技术研发中心副研究员）

石化机械：为固井车装上“智慧大脑”

□卢 鹏

随着我国油气勘探向地下万米进军，固井施工难度与时长相较常规呈指数级增长。中国石化自主研发的一键固井智能控制系统，融合人工智能、物联网及大数据，构建了固井施工一键式操作体系，为深层、超深层及海上油气资源开发提供了关键技术支撑。

装备引领：从“多台”到“单机”

随着我国油气开发向地下万米进军，常规固井装备已无法满足大型固井作业需求。特别是在川渝地区页岩气勘探开发中，大规模固井施工需配备多台常规固井装备或利用大型压裂装备才能满足施工要求，设备多了，协同作业效率不高，施工成本也高。

石化机械作为中国石化固压装备制造基地，在大功率固井泵研制、大排量混浆系统开发、轻量化车载集成等关键技术及装备上持续攻关，成功研制了2500型超大功率固井车。

相比常规固井装备，该车通过整车关键零部件轻量化设计和整体优化布局，破解了当前同类产品重量、轴荷不符合国家高速道路行驶法规的痛点，具备超强的机动性，完美贴合固井施工灵活机动的工程需求，性能优越。全新研制的SQP2500EG固井泵相较国内外同类产品，在同柱塞尺寸下最高工作压力提升24%，在高压力条件下同排量施工固井泵冲次降低21%，大幅提升了固井泵使用寿命和稳定性。自主研发的全球首套大排量混浆系统，单套系统混浆性能提升76%，操作简单，易于维护保养，实现了水灰混合能力的全面提升，可替代4台600型常规固井装备，满足单机完成深层页岩气井及特深层油气井固井施工需求。

数智赋能：从“人工手动”到“一键执行”

大规模的固井施工需要连续作业，现场作业人员较多，施工成本高，且存在安全隐患。

石油工程技术研究院与石化机械联合攻关，深度融合人工智能、物联网及大数据技术，构建了全球首套一键固井智能控制系统，配合石化机械自主开发的SOFELINK智能数据平台，首创固井自动化效能评价体系，自主切换灰、水配比最优动态模型等技术，智能转化甲方作业设计流程，设备跟随设计自主运行、动态调优，提升作业效率和本质安全水平；解决了人员劳动强度与施工成本高等难题。

该系统涵盖高精度自动控制、自动供灰、设计/施工过程监控一体化、装备集中控制指挥中心、智能运维管理平台五大核心模块，可根据固井设计工艺自动执行试压、混浆、注水泥、释放胶塞、替浆、碰压及管线清洗全流程，实现本地无人值守与三级远程操控。

迭代升级：从“设计”到“现场”

试制初期，正值涪陵页岩气大规模开发。彼时，现场采用人工本地手动操作模式，自动化程度较低。

江汉油田整合江汉石油工程、石化机械、经纬公司等单位资源，成立包含66名专家、70名管理人员的一体化专家组集中办公，组建了油田发展史上规模最大、等级最高的科研生产“大兵团”。过去，装备工具在井场出现问题，首先反馈到销售人员，再到技术人员，过程烦琐、流程长，一体化模式打通了“需求-研发-应用”快速通道，变“有什么用什么”为“需要什么造什么”，提升作业质量和施工本质安全水平，降低高压工况下施工人员安全风险，解决了作业环境恶劣、劳动强度大等难题。

为助力涪陵工区质效提升工程示范区建设，石化机械持续推进一键固井迭代升级，彻底打破传统人工操作模式，人员在控制室内远程一键操控成套设备，降低了作业风险，强化了实时数据对比调整。

在北美市场，石化机械全自动电动固井橇完成全自动作业，泵送质量指数达92.1%，显著高于人工操作的78.2%，实现从“产品出口”向“技术输出”的转型。

同时，石化机械与中海油服战略合作结出硕果，双方联合研制的国内首套电机直驱全自动固井设备在新疆完成现场测试，一次性完成超70立方米水泥浆自动混配泵注，混浆密度精度达±0.02克/立方厘米，首次打通工程软件与工控软件数据通道。

当前，一键固井正从“自动化执行”向“自主决策”演进，未来将集成AI决策算法与数字孪生技术，实现“地面-井下”全流程闭环拟合，推动固井作业从经验驱动向数据智能驱动转变。今年3月，石化机械智擎3000型增程式电动固井车惊艳亮相行业展会，其动力输出更平稳、持续作业能力更强，一键式自动控制系统更灵活、运行更可靠。

华东油气：加大现场试验与规模化应用

□沈志军 陈士奎

针对传统固井作业人工依赖度高、劳动强度大、高压管汇区安全隐患突出、施工参数波动大、作业稳定性不足等行业痛点，近年来，华东油气锚定“降劳增效、本质安全提升”核心目标，以南川常压页岩气田为主战场，联合石油工程技术研究院、华东石油工程等单位，持续攻坚固井工艺智能化、作业自动化升级，推动钻井、固井、采油全链条数字化赋能。截至目前，华东油气一键固井系统累计应用27井次，施工成功率100%。

系统集成攻坚，构建全流程自动化固井技术体系

2025年，自动化固井系统在华东油气田南川工区焦页198-4HF井完成首次现场试验并取得圆满成功。在此基础上，项目团队紧扣南川常压页岩气田复杂工况，围绕装备迭代改造、专用软件开发、成套装置研制、现场试验验证四大环节开展全链条技术攻关，分步推进自动化模块落地、测试校验与迭代优化，逐步形成成熟稳定的自动化固井作业体系。

硬件升级层面，华东石油工程完成固井车整机智能化改造，成功落地一键固井核心功能。现场配套加装高精度雷达液位计、智能压力传感器，在计量罐、混浆罐关键点位增设云平台视频监控，关键工况实时回传中控平台，实现状态可视化、工况数据实时化、现场管控精准化。

供灰革新层面，石油工程技术研究院研发了水泥供灰恒压罐和自动化固井集成控制橇，精准破解传统直供灰工艺压力波动大、供灰中断、水泥浆密度不稳定等难题，所有数据同步接入固井云平台，形成“数据采集-传输存储-分析应用-动态调控”的完整数字化闭环。

软件协同层面，石油工程技术研究院研发了固井云平台和自动化固井中央集成控制系统，具备云端固井设计、边端自动化指令控制施工的能力。依托固井云平台设计功能，深度打通钻井、录井、测井数据链路，自动构建精准井筒三维模型，智能匹配适配地层工况的水泥浆体系，动态模拟ECD（当量循环密度）、井口施工压力、顶替效率等核心参数，自动生成标准化固井施工方案。

多井实战验证，开启固井作业智能高效新范式

2025年以来，在华东油气统筹组织下，石油工程技术研究院和华东石油工程持续加大现场试验与规模化应用力度，先后完成固井车自动混浆、集成供灰供水、智能自动供灰、中控一体化操作、自动化水泥头应用等核心技术试验，累计应用27井次，成套自动化固井装备施工成功率达100%，技术稳定性与工况适配性得到充分验证。

智能化改造彻底颠覆了传统固井多人扎堆高压管汇区域手动操作的作业模式，操作人员仅需在远程中控终端即可完成全流程、全工序精准管控。“人机分离、远程操控”的全新作业模式，让操作人员彻底撤离高压危险区域，从根源消除高压施工安全风险，大幅提升井场HSE精细化管控水平，整套装备运行稳定、操控便捷、安全高效。

下一步，华东油气将持续拓展技术应用场景，在多区块、不同井深、复杂地层工况下开展常态化试验优化，持续升级设计平台与井场中控系统的联动协同能力，同步强化一线操作人员专项技术培训，稳步推进自动化固井成套技术与装备规模化落地。

截至目前，华东油气南川页岩气田累计产气突破115亿立方米，已成为川气东送工程核心气源地之一。

华东石油工程：现场操作实现远程管控

□蒋如高 肖雅婷 万永华

8月16日，重庆南川常压页岩气田焦页198-14HF井正在进行一键固井作业。只见35兆帕的高压管汇区域，再也没有人员穿梭忙碌，安全警戒线内空无一人。50米外的智能中控台前，华东石油工程HD605固井队班长张兆红轻点鼠标下达指令，精准控制固井车、供灰供水等模块，实现了传统人工现场操作向数字化远程智能管控的巨大跨越。

近年来，由石油工程技术研究院、石化机械、华东油气、华东石油工程等单位共同组成的项目攻关团队，依靠软件开发应用和车辆硬件升级，联通人与设备的数据链路，逐步实现了固井施工精准化、数字化和自动化。

石油工程技术研究院主攻软件开发应用，自主研发了固井云平台，可以让固井现场的技术人员在平台上直观看到钻、测、录井数据，井筒三维模型及水泥浆体系智能优选。固井云平台上审核通过的固井设计方案直接推送至井场中控，自动下发供灰压力、供水流量、目标密度、泵送排量等各项控制阈值，不仅打通了数字化设计到现场执行的链路，而且规避了人工转录带来的失误。

石化机械对2500型固井车开展专项升级。通过将传统手动闸门更换为电控液闸门，配套建设视频监控和压力液位传感采集系统，让阀门状态、液位、压力流量等工况数据实时回传中控。改造后的固井车不再依赖人员现场操作，接收云端指令即可完成混浆、泵送、阀门切换等工序全自动化运转，实现了装备制造的智能化蝶变。

项目实施过程中，各单位建立常态化高效沟通协同机制，畅通信息传递渠道，围绕项目重难点问题组织开展了多轮专题技术研讨，充分交换意见、凝聚共识。华东油气在建井阶段提前谋划场地，石油工程技术研究院和华东石油工程组织技术力量多次深入井场一线开展实地踏勘、现场检查，与钻井队深入沟通，立足现场实际工况条件，针对设备运行工况、装备结构细节等关键内容开展研判分析，及时梳理存在的问题，动态调整优化装备配置细节，有效规避现场技术与安全风险，保障项目稳步推进。

去年10月初，一键式固井系统在焦页198-4HF井开展首次试验。为保障试验成功，项目攻关团队前期开展多轮联调联试与桌面推演，制订详细作业计划。作业过程中，中控系统基于设计数据自动生成指令，精准控制固井车、供灰供水等模块，实现混浆、泵送、阀门切换全自动化，以及施工数据实时传输并与设计数据同图比对。同时，“人车分离”模式让操作人员彻底撤离作业区域，从技术层面消除了高压作业风险。

今年以来，项目攻关团队于华东油气南川常压页岩气田开展自动化固井系统现场试验27井次，施工成功率100%，固井优良率100%，在南川工区树立了“安全+效率”行业新标杆，为页岩气高效安全开发提供了技术装备支撑。