□赵春国 王玉庆 渠玉兵 文/图

日前，皇冠国家能源局发布2023年全国油气勘探开发十大标志性成果。中石化经纬公司地质测控技术研究院自主研发的经纬旋转地质导向钻井系统入选“旋转导向高端钻井技术装备实现跨越发展”重大成果。

作为油气勘探开发工程保障的核心利器，旋转地质导向钻井系统被誉为石油工程技术“皇冠上的明珠”，长期为国外垄断。在中国石化上游各兄弟企业大力支持下，经纬公司坚持以需求为导向，依托国家“863计划”、国家重大专项和中国石化“十条龙”等项目，围绕轨迹控制、通信效率、地质测量、可靠性四大难题持续攻关，形成了大推靠力高精度动态测量和矢量控制、高稳定强兼容电源载波总线和系统通信、高可靠长寿命系统结构和耐高温电路、全工况主动式旋转地质导向等4大成果、9大核心技术，实现全产业链自主可控，系统整体国产化率达到94.5%。

向最先进钻井技术进军

旋转地质导向钻井系统是石油工程领域最前沿、最高端的技术装备。它可在旋转钻进过程中测量地层数据并实时调整井眼轨迹，有效提高钻井速度和井眼轨迹控制精度。

“就像给‘钻地龙’装上了千里眼，能自动寻找目标、多靶点命中，特别是打水平井时能增加泄油面积，DG游戏大幅提高产量。”深耕石油工程领域多年，集团公司高级专家、经纬公司旋转地质导向钻井系统项目组负责人马清明从不掩饰对这项技术的渴望。

长期以来，这项技术一直被国际石油公司垄断，市场上只租不售，且按时间收取高昂服务费用。同时，国内勘探开发对象日趋复杂，国外技术也面临着“水土不服”，这一重大“卡脖子”难题必须攻克。

2002年，中国石化启动旋转地质导向钻井系统前瞻性研究项目，并列入国家“863计划”。2013年，技术人员经过反复研究，在前期探索基础上，欧博注册确定了静态推靠式旋转导向技术方案，但后续仍存在难以突破的瓶颈。石油工程公司整合内部科技资源，抽调相关研发人员，以研发井筒随钻测控技术为目标，直指前沿技术开展攻关。2015年，原理样机试验成功。

为了弄清核心部件导向头的工作原理，马清明带领成员自学电机液压工作原理、matlab数据计算工具等，多次请教高校专家。认识上的盲区、思路上的死结，被一点点解开。

2019年11月，旋转导向项目组在胜利油田1-2-斜596井进行第四次试验，经过6天5夜不眠不休的鏖战，试验终于成功，欧博代理标志着旋转地质导向钻井系统取得了突破性进展。

现场是最好的试金石

2021年经纬公司挂牌成立，为旋转地质导向钻井系统技术定型、工业化应用和加快产业化进程提供了重大契机。

“科技创新没有休止符，生产现场是最好的试金石。早日实现技术定型和工业化应用，打破国外垄断、实现科技自立自强才是根本目的。这中间，新系统的稳定性、可靠性和安全性是关键。”经纬公司执行董事、党委书记吴柏志多次强调。

经过反复讨论，经纬公司制定了“标准化设计、标准化监造、标准化质控、标准化集成、标准化封装”原则，创新结构化攻关模式，边试验、边提升，加快试验应用进程。该公司上下倾尽全力，倒排计划、挂图作战，尤其是入选集团公司“十条龙”项目，促使核心技术攻关及应用加快推进。

为了让新系统经得起生产实践的检验，欧博官网西南页岩气、胜利页岩油等施工一线，到处都留下了项目成员的身影，他们与甲方人员同吃同住，征求意见建议，细化改进提升。2022年一年，项目组完成了以前10年的实验工作量。其中，在涪陵页岩气田焦页70-S2HF井，经纬旋转地质导向钻井系统“一战成名”，创最大井深、一趟钻进尺、连续无故障工作时间等3项国产旋转导向施工新纪录。

2022年11月，在集团公司科技部主持召开的经纬旋转地质导向钻井系统鉴定会上，包括5名院士在内的专家组一致认定，该成果整体达到国际先进水平，其中导向头工具面测量精度、方位电阻率测量精度达到国际领先水平。

全面实现工业化规模应用

2024年1月6日，应用经纬旋转地质导向钻井系统，丰页1-9HF井顺利完钻。该井是胜利页岩油区块今年首口完钻井，完钻井深5928米，旋导总进尺2858米，纯钻时间97小时，最高温度达到142.2摄氏度，机械钻速高达29.46米/小时，刷新胜利页岩油三开机械钻速最快纪录，受到甲方高度评价。

2023年12月，经纬公司旋转地质导向“十条龙”项目经集团公司评审，圆满完成各项攻关内容和技术指标，顺利出龙。经纬旋转地质导向钻井系统目前最高耐温165摄氏度、耐压140兆帕、最大抗振动20gRMS（单调速率调度算法）、最大造斜率15度/30米，与国内外同类产品相比，具有测量零长短、通信精度高、适应排量大、控制效果好、现场组装快等5大优势，标志着该系统已突破“卡脖子”瓶颈，全面实现攻关目标。

全链条实现自主可控。研发过程中，经纬公司突破了高造斜率导向结构和矢量控制技术、导向姿态动态测量技术、非接触能量和信号传输技术、导向头结构可靠性设计技术、耐高温抗振动电路设计与制造等9大核心技术，形成以自研产品数据管理系统（PDM）为核心的科研管理体系。制造过程中，经纬公司实施项目全生命周期管理，开发建设集成应用平台，打造现场标准作业模式，实现产品信息、研发生产和现场服务全过程管控。项目团队被评为中国石化优秀创新团队，目前该系统申报发明专利39件，登记软件著作权10项，获批中国石化专有技术3项，制定企业技术标准3项，出版专著1部，发表论文29篇。

截至今年2月8日，经纬旋转地质导向钻井系统已累计应用194口井，进尺21.96万米，工作时间超2.9万小时，与进口旋转导向仪器相比，大幅降低生产成本。同时，实现胜利济阳页岩油、川渝页岩气、西北碎屑岩、老区挖潜、海上油田等全场景应用，有16口井实现“一趟钻”完钻，创高指标新纪录30项。

在胜利页岩油国家级示范区，累计应用46口井，19口井“一趟钻”进尺超千米。其中，丰页 1-6HF井实现“一井双靶”，创集团公司页岩油旋导作业井深最深（6683 米）、水平段最长（3055 米）、温度最高（154摄氏度）纪录。

在川渝页岩气区块，累计应用59口井，11口井“趟钻”进尺超千米。其中，焦页18-S11HF井实现三开“一趟钻”、进尺3210米。

在西北油田S8-4H井，实现“直井段-增斜段-稳斜段”一趟钻、进尺765米，机械钻速较邻井提高3.5倍。2023年累计完成6口五段制复杂结构井施工，其中，利567-斜17井较常规定向效率提高34.3%，平均机械钻速提高1.4倍，节约时间118小时。

经纬旋转地质导向钻井系统的工业化规模应用，打破了国外技术垄断，有效解决了该领域“卡脖子”难题，展现出强大的市场竞争力，为保障国家能源安全提供了强有力的技术支撑，对我国油气勘探开发提速、降本、增效具有重要战略意义。