把实验室“搬”到油气井边上 重庆科技大学连续管技术在多地油气田推广应用
2025-04-14 06:26:19 来源: 重庆日报

最近几天,侯学军又准备出差了。这次的目的地还是老地方——新疆吐哈油田。
作为重庆科技大学石油与天然气工程学院教授、油气井工程研究所所长,侯学军从事油气资源开发有关工作20多年。
“产业需求在哪里,科研方向就在哪里。”侯学军说,在油气行业尤其如此,“不去油气田作业现场,如何了解真实需求?关着门做科研,怎能解决问题?”
2009年以来,他专注于复杂工况井下连续安全高效作业关键技术研究。他和团队一次次往油气田跑,让科研围着产业转,把实验室“搬”到油气井边上,这项研究如今取得重大突破,相关成果已在重庆、四川、新疆、江汉等地油气田推广应用。
“爱上”一根管子
“万能作业机”集众多优势于一身
“老百姓都知道,看病很多时候要做CT检查。其实,不光医学上有CT技术,油气开发中也有CT技术。”4月3日,在重庆科技大学石油与天然气工程学院的实验室,侯学军向记者解释道。
油气开发中的CT技术,叫作连续管技术。所谓连续管,其实是一种特制的长达数千米的无接头钢管,通常被缠绕在滚筒上,便于运输和作业。
“在业界,连续管作业装备素有‘万能作业机’之称,它可以应用于钻井、固井、完井等与石油相关的勘探开发作业。”他介绍。
事实上,从上世纪60年代开始,国外就将连续管技术应用于石油工业,而我国受管材、装备、工具工艺等因素影响,直至2007年后才开始推广应用。
2009年,在重庆科技学院(现重庆科技大学)任教的侯学军,考到中国石油大学(北京)读博士,师从沈忠厚院士和高德利院士,也是从那时起,他开始接触到连续管。
侯学军说,随着我国浅层和常规油气开发进入中后期,资源量丰富的深层及非常规油气将是重要的接替资源。但是,深层及非常规油气井下工况非常复杂,面临深层、高温、高压、井眼小、地层复杂、大位移等多种因素。相对于常规钻杆作业技术,连续管技术起下钻速度快、人工成本低、效率高,作业设备少、占地少、能耗低,作业过程中可以连续循环,减少地层污染,集众多优势于一身,尤其是在老井加深、死井复活等方面优势更明显,将是加快我国深层及非常规油气资源开发的有效途径之一。
正因如此,从那时起,侯学军把大部分精力都投入到连续管技术的研究中。
替代传统钻杆并不容易
创造国内最深连续管过油管侧钻作业和最长水平段作业纪录
“万能作业机”虽好,但要替代传统钻杆,实现大规模推广应用,并不容易。
“连续管具有管径小、管壁薄、刚度低等特点,连续管作业面临四大技术难题:井眼清洁难、屈曲摩阻高、疲劳寿命短、高效控制难。”侯学军说。
比如,钻井是依靠钻机的动力带动钻头旋转,破碎井底岩石,然后通过空心的钻杆向地下注入钻井液,将破碎的岩屑携带至地面。常规钻杆直径可达到114—139毫米,而连续管直径仅有45—60毫米,管径小,管内流体流动阻力就大。
再比如,连续管缠绕在滚筒上,操作工在作业时需要把它由弯变直再下井,作业完之后,再由直变弯缠绕到滚筒上。但对于金属材料来说,这样反复弯折拉直,容易疲劳断落。一旦任何一处有断落,整根连续管就报废,无法继续使用。
针对这些难题,侯学军和团队依托国家重大专项、国家自然科学基金项目等,开展了持续攻关,实现了复杂工况井下连续管作业岩屑阻卡风险评估技术、减阻与延伸极限预测技术、疲劳寿命预测技术、深井超长水平段作业技术等四大关键技术突破,保障连续管安全高效作业。
比如,针对复杂工况井下连续管流阻大、携岩难、沉砂卡钻风险高等技术难题,团队建立了岩屑动态运移模型,形成了CT岩屑阻卡风险评估关键技术,从而降低了沉砂卡钻的风险。针对复杂工况井下作业连续管强度低、疲劳失效风险高等技术难题,团队建立了连续管疲劳寿命预测模型,形成连续管失效风险评估与作业参数优化技术,提高了连续管作业安全系数。
值得一提的是,在深井超长水平段作业技术方面,团队创造了国内最深连续管过油管侧钻作业和最长水平段作业纪录。
一个参数问题要讨论研究数十次
以需求为导向,在细分领域率先取得突破
油气深埋在地下深处,从几百米、几千米甚至到上万米,看不见摸不着,想要从地下采出到地面,极其复杂,可能会有很多意想不到的事情发生。
10余年来,侯学军和团队采用了“理论研究—技术创新—现场应用”一体化研究思路,围绕上述四大技术难题展开攻关。但是,每一项成果从实验室的理论研究到走出实验室、再应用到油气井现场,都会面临各种各样的挑战,“技术现场试验的过程中,经常会出现一些研究时没有考虑到的因素,造成异常情况,或理论预测与实际出入较大。”
特别是他们发明的井下牵引器、抗扭器等井下工具,无论实验室测试出来的数据显示工具性能如何好,一旦到了井下,受多种井下复杂工况的影响,都有可能会发生失效、卡钻、断落等井下事故,“现场施工方综合考虑效益和安全等因素,是不会轻易采用一个新工具的。所以,要真正应用到现场非常难。”
为此,团队一次次往油气井跑,甚至把实验室“搬”到油气井边上,结合实际情况,在现场不断测试、改进和完善。哪怕只是一个参数问题,他们也可能反复和施工方讨论研究数十次,尽可能满足现场作业的要求。
近年来,团队研究成果在部分油气田推广应用,促进了连续管技术的应用发展,取得了一定的经济效益和社会效益。如今,他们又把目光聚焦在连续管电动化、智能化方向。
“连续管可以内置电缆,让井下与地面双向、实时、高效通电通讯,实现电能驱动、智能控制。”侯学军介绍,针对连续管智能电动钻井关键技术,他们已经在开展深入研究。
正因如此,他们也会时常往油气井现场跑,与施工方沟通交流,实时跟进和了解他们的需求,然后以需求为导向,在一些细分领域率先取得突破。
“我们希望通过解决一系列关键科学问题,形成连续管智能电动关键技术,并在油气田进行实际应用,进一步推动钻井提速、降本、增效,促进连续管智能电动钻井技术的发展。”侯学军表示。
新重庆-重庆日报首席记者 张亦筑
责任编辑:李远山





- “消博会”观察 | 四个维度 看重庆演绎国际消费中心城市“宠粉”新路径
原创|2025-04-13 17:32:14
- 电动时代「魂动」美学再进化 长安马自达MAZDA EZ-60初露真容
2025-04-13 20:02:09
- “2025揽胜之夜”璀璨闪耀 全新揽胜SV中国十周年高定版售价379.5万元
2025-04-13 20:04:31
- 春季全家出游好搭子 2025款起亚EV5带你解锁春日美景
2025-04-13 20:01:02
- 动海报 | 7岁小朋友从河南赶到重庆 捐出留了5年的长发 “想让患病小朋友变美”
原创|2025-04-13 12:12:30
- 视频 | 起飞!无人机“点亮”8D山城 市民点赞:“超赛博!”
原创|2025-04-13 08:47:02