第十三届中国页岩油气发展大会

探索超深层页岩油气破解非常规技术瓶颈

9月12-13日 成都世纪城国际会议中心

·重磅嘉宾·

重磅嘉宾

刘清友 成都理工大学党委书记

刘清友，博士（博士后）、教授、博士生导师，教育部长江学者特聘教授、国家首批“万人计划”领军人才，油气藏地质及开发工程全国重点实验室副主任，主要从事石油钻头及装备的理论、实验、产品及应用研究。先后主持国家科技重大专项、国家973、国家863、国家自然科学基金项目等近20项。发表论文180余篇（第一/通讯作者125篇），授权发明专利66件（美国专利7件、加拿大专利3件），出版专著6部，制订标准2项。获国家科技进步特等奖1项、国家科技进步二等奖2项、省部级科技一等奖8项；并获首届全国创新争先奖、中国工程院光华工程科技奖、何梁何利基金科学与科技进步奖等。

演讲主题

页岩气超长水平井钻完井机器人研究进展

① 钻井机器人

② 连续油管作业机器人

③ 定向系统

④ 智慧钻头

近期，成都理工大学的一项重大科研突破——“最新页岩气压裂机器人的研发成功”，在业界引起了广泛关注，为实现储层的充分改造、提高油气开采率提供了新的思路。

在第十三届中国页岩油气发展大会上，成都理工大学党委书记刘清友教授将带来《页岩气超长水平井钻完井机器人研究进展》的专题演讲，从最新技术角度出发，钻井机器人、连续油管作业机器人、定向系统、智慧钻头四方面深入解析这一创新成果，为与会者呈现页岩油气开发领域的最新进展和未来趋势，让我们敬请期待！

·关于最新页岩气压裂机器人·

从成都理工大学获悉，该项目是由成都理工大学能源学院（页岩气现代产业学院）副院长朱海燕教授带领研发团队首次提出将水平油气井下牵引机器人与靶向爆炸-水力复合压裂方法结合，研发的井下燃爆压裂机器人实现了油气井下机器人的牵引力及牵引速度等各项性能指标的全球领先，为解决小空间、低信号等复杂井下作业环境难题提供新的解决路径。

“目前，我国油气勘探开发对象由传统中高渗油藏，发展到低渗透直至致密等非常规资源，资源开采难度增大，面对日益复杂的勘探对象，创新储层改造技术是发现资源和增加储量的必经之路。”朱海燕介绍道，但我国开发技术装备受制于人，原创性、引领性、颠覆性技术相对偏少，尤其是对水平井智能化开采及燃爆压裂的设备亟需创新。

朱海燕教授团队参加机器人中试

“因此，学校利用学科优势和优质实验平台，积极开展围绕井下机器人技术、结构、信号控制方面的综合研究。”据介绍，朱海燕教授团队主要针对非常规油气水平井压裂的复杂井下情况进行压裂的难点攻克，致力于在致密的地层中构建油气的“高速公路”。地层越往深，勘探开发难度越大，井下燃爆压裂机器人需要在微小井眼中“撑得住、拖得动、行得稳。”

朱海燕教授团队研发的井下燃爆压裂机器人能够携带连续油管安全高效往返狭小井下，打通“高速路线”；其在尽可能大的牵引力下，能够携带更多的燃爆剂，形成破碎带，创造多个“高速路口”；也能在超高温高压下控制其灵敏返回的同时，进行水力压裂，扩大“高速公路”的范围。为实现储层的充分改造、提高油气开采率提供了新的思路。

据介绍，团队首创的复杂井筒自适应井下牵引机器人结构，攻克了12cm直径狭小空间设计的世界难题，为机器人实现更大的牵引力、稳定控制提供必要基础。为了使微小井眼水平井连续油管钻机器人在井下更好控制，团队还研发了能够对钻井机器人的速度进行无线远程控制的控制系统，“也就是一种微型液压控制系统”，朱海燕说。在信号传输方面的相关研究的进展中，团队也开发了基于双向生成对抗神经网络的参数识别与测控系统，攻克了数千米地下信号传输差的世界难题，实现了的信号的实时传输。

据了解，近年来受钻完井技术及井下智能作业装备的进步影响，在非常规油藏开发方面，为达到增产和提高采收率的目的，水平井的开采方式已经是替换原有开发手段的重要方法，也处于研究的焦点。“比如复杂裂缝在扩展过程中怎么去监测、反演和施工参数优化，特别是压后的反演，裂缝形态到底是什么样？如何考虑动态地应力场的问题，也就是母井和新井之间的干扰、新压裂的井上层和下层之间的干扰等？针对我国储层特点，如何对传统压裂进行改造升级？通过不断地技术创新和多领域合作发展，对后续非常规油藏的高效开发具有重要指导意义。”朱海燕说。

机器人主要作业部位三维展示

团队研发的井下燃爆压裂机器人能够携带连续油管安全高效往返狭小井下，打通“高速路线”；其在尽可能大的牵引力下，能够携带更多的燃爆剂，形成破碎带，创造多个“高速路口”；也能在超高温高压下控制其灵敏返回的同时，进行水力压裂，扩大“高速公路”的范围。为实现储层的充分改造、提高油气开采率提供了新的思路。

据介绍，团队首创的复杂井筒自适应井下牵引机器人结构，攻克了12cm直径狭小空间设计的世界难题，为机器人实现更大的牵引力、稳定控制提供必要基础。为了使微小井眼水平井连续油管钻机器人在井下更好控制，团队研发了能够对钻井机器人的速度进行无线远程控制的控制系统，“也就是一种微型液压控制系统”，朱海燕说。在信号传输方面的相关研究的进展中，团队也开发了基于双向生成对抗神经网络的参数识别与测控系统，攻克了数千米地下信号传输差的世界难题，实现了的信号的实时传输。

近年来，受钻完井技术及井下智能作业装备的进步影响，在非常规油藏开发方面，水平井的开采方式已经是替换原有开发手段而达到增产和提高采收率的重要方法。目前，非常规油藏采用长井段的水平井与大面积的体积压裂的改造方式进行开发处于研究的焦点。

“比如复杂裂缝在扩展过程中怎么去监测、反演和施工参数优化，特别是压后的反演，裂缝形态到底是什么样？如何考虑动态地应力场的问题，也就是母井和新井之间的干扰、新压裂的井上层和下层之间的干扰等？针对我国储层特点，如何对传统压裂进行改造升级？通过不断地技术创新和多领域合作发展，对后续非常规油藏的高效开发具有重要指导意义。”朱海燕说。（内容来源于封面新闻。）