依靠自主创新推进钻井技术与装备快速发展
“钻头不到，原油不冒”，钻井行业是原油生产的排头兵。长期以来，全球钻井行业的投资占勘探开发投资的50%以上，钻井水平的高低对于油气勘探开发效益具有十分重大的影响。伴随着改革开放的大潮，中国石油钻井行业以“多打井，打好井，多出油”为己任，发起了“从创业走向创新，再造新优势，再创新辉煌”的新攻势。合理的钻井工艺、适用的钻井技术和完井方法是提高油气勘探成功率，发现油气田，提高产量，降低成本，实现油气田勘探开发经济目标的重要保证。自主创新在石油钻井领域的重要作用由此可见一斑。
近日，记者采访了中国石油钻井工程技术研究院院长、中国石油学会钻井工作部主任孙宁和中国石油钻井工程技术研究院规划所所长汪海阁博士，以期为相关行业和其他行业提供参考和借鉴。
《石油瞭望》：我国石油钻井技术自主创新的动力之源是什么？其创新历程如何？
孙宁：当前，在世界对石油资源的需求保持强劲势头的同时，石油勘探开发的难度却越来越大，不断向人类提出各种新的尖锐的挑战。在这种形势下，谁拥有核心技术，谁就会占领制高点。
西方石油公司往往对关键核心技术进行技术封锁，我们要想从根本上摆脱受制于人的困境、实现中国石油的长期发展战略目标，就必须改变过去跟踪模仿的科研模式，向自主创新的战略方向转变。这里所说的自主创新，绝不是单纯依靠自己的力量，而是具有更广泛的内涵，它应该包括三个方面的创新：原始性创新，引进、消化、吸收再创新，多学科有机融合的集成创新。创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。任何国家和企业要想永远立于不败之地，就必须跟随时代，不断创新。对于从事钻探领域的地质工作者来说，尤其如此。
汪海阁：多年来，中国石油钻井科技的发展走过了引进和学习国外技术、自主攻关、建立钻井科研机构、引进技术与自主研发相结合的道路。石油钻井科技开始由满足勘探开发需要向促进勘探开发的方向发展，并逐步缩小了与国外先进水平的差距。
特别是近几年，石油钻井工程技术快速发展，市场竞争能力显著提高。从中国石油集团公司 “十五”科技成果统计情况来看，“十五”期间，钻井技术类科技成果有573项，位居第一。2007年中石油集团年钻井总进尺比2000年翻了一番。2000年以来，中石油集团钻井队伍不断壮大，钻井进尺逐年增长，而后者增速远大于前者，充分说明钻井生产效率在不断提高。水平井和欠平衡井的规模应用，空气钻井、钻机、顶驱等重大钻井装备的启用，彰显了中国石油钻井在自主创新方面的巨大成就。
《石油瞭望》：近期，石油钻井领域的创新科研成果有哪些？能给我们详细介绍一下吗？
孙宁：我国石油科技工作者技术更新很快，观念也不断更新，时刻与国际前沿技术看齐，气体钻井、欠平衡钻井、水平井及复杂结构井钻井等，均是自主创新的科研成果。尤其是气体钻井技术的发展，完全源于坚持不懈的自主创新，大大地提高了生产效率。川渝地区超深井钻井，采用常规技术须510天完成的钻井任务，采用气体钻井技术只须145天就能完成。
汪海阁：从20世纪90年代后期至今，气体钻井技术经过了几个发展阶段：2001年以前主要是针对井漏复杂问题进行探索，这一时期主要是在借鉴国外先进技术的基础上，结合川渝地区地质特征，开展气体钻井装备和工艺技术的研究；2001年~2004年，开展系统的理论研究，开始自主研制和引进配套气体钻井装备，成立空气钻井公司，走上了正规化和专业化的发展道路；2005年以来，气体钻井技术从实验性攻关发展到规模化应用，集成应用了泡沫钻井、空气钻井、氮气钻井技术，同时进一步发展了空气锤钻进技术、燃爆监测与控制技术、介质转换技术等多项气体钻井配套技术。
欠平衡钻井技术以发现和保护油气层为目标。冀东油田NP5-10井首次采用欠平衡钻井，日产气40万立方米，取得了冀东油田南堡凹陷深层天然气勘探的重大突破；吐哈油田三塘湖牛东区块7口欠平衡井，平均单井日产油是常规井的2倍。
2007年，我国共完成水平井1200多口。从应用效果来看，日产油量是直井的2倍~5倍，增加可采储量是直井的2倍~3倍，平均储层钻遇率达87.75%。
钻井工艺技术的提高促进了特殊和复杂地层钻井问题的解决。中国石油近年来共完成各类分支水平井、鱼骨井等50多口。辽河油田、中石油钻井院都形成了各具特色的分支井钻井技术。大港油田2007年完成了3口水垂比大于2的大位移井，实现了大位移水平井的突破。四川广安002－H1井首次采用密度减轻材料把钻井液密度降低到1.0克/立方厘米以下，采用井下套管阀实施了中国石油第一口全过程欠平衡水平井钻井试验，仅用27天就完成了2010米水平段的钻进，储层钻遇率82.74%，经初步测试，日产气是邻井直井的5倍以上。
《石油瞭望》：欣闻石油装备国产化率已达到70%以上，这是非常令人振奋的消息。请问，成绩的取得最重要的因素是什么？
孙宁：目前装备国产化率已经达到70%以上，最重要的因素是自主创新。装备制造是国家工业化、现代化水平和综合国力的重要标志。近年来，中国石油诞生了以9000米和1.2万米超深井钻机、顶部驱动装置、近钻头地质导向系统为代表的一批世界顶尖石油装备产品；中国石油围绕油气主业，加快发展装备制造业，按照“国内第一、国际一流”的要求，踏着自主创新的脚步一路走来，收获的不仅仅是石油装备顶尖产品和前沿技术从模仿跟踪再到制造创新的喜悦，更重要的是掌握了一系列先进装备制造生产的核心技术。在追赶甚至超越世界名牌的过程中，中国石油自主创新的步伐愈发坚定和快速有力。
汪海阁：由于我国钻机和顶驱生产制造一直缺乏自主创新能力，缺乏先进的核心技术，特别是超深井钻机和顶驱生产的空白，使得国内勘探开发步伐只能借用洋品牌前行，在开拓国外市场进程中屡屡受挫。几年前，中国石油的高管领导审时度势，提出“我们要造自己的钻机和顶驱，要有自己的核心技术和品牌，要冲破洋品牌的重重包围”的战略构想。
宝鸡石油机械有限责任公司和北京石油机械厂勇敢地承担了向洋品牌一统天下的钻机和顶驱市场发起挑战的重任。他们瞄准世界前沿技术，潜心钻研，刻苦攻关，全力打造拥有自主知识产权的、从1000米至1.2万米的钻机和顶驱，中国石油人终于用自己的智慧和汗水浇灌出了科技之花。
目前国内7000米以下的钻机大部分都是宝石公司的产品，海外中国石油钻井队使用的钻机100%是“中国制造”。现在已研制成功7000米移动式模块钻机并投入油田开发，目前正在冀东1号人工岛应用。
《石油瞭望》：我国石油钻井技术在自主创新和科技攻关过程中都遇到哪些困难和挑战？
孙宁：随着勘探开发难度的加大，钻井面临的地面环境日趋恶劣：目前和今后的钻井作业所处的地面环境大多是边远地区、难进入地区、高山地区、高热地区、高寒地区、深水或超深水，包括沼泽、湿地、湖泊、滩海、沙漠戈壁和极地。这些地面环境势必给钻井装备的运输、安装和钻井作业本身带来极大的困难。
钻井面对的地下条件日趋复杂：低压、低渗、低孔隙度地层、高温地层、高压地层、薄储层、深储层、交互层、盐下层和高陡构造等复杂的地质条件有可能导致井漏、井涌、井喷、井壁失稳、卡钻、井斜等井下复杂情况的发生，影响钻井速度、作业安全性和井身质量。
汪海阁：环保要求也日趋苛刻，迫使钻井技术服务公司和钻井承包商开发和应用有利于保护环境的技术。
此外，窄密度窗口下的安全钻井、高含酸性气体条件下的钻井完井问题、大段含砾石地层的提速、深水钻井等仍然是今后相当一段时间内制约勘探开发进程的难题。
《石油瞭望》：在石油钻井技术自主创新的科技攻关过程中，你们作为管理者和科技工作者，从中得到怎样的感受和启示？
孙宁：可以肯定地说，我最大的感受就是钻井技术的全面提升带来的石油工业的进步。
汪海阁：感受和启示很多，不是几句言语就能概括清楚的。
首先，通过自主创新，钻井技术已经由主要靠引进、消化吸收国外技术转向以自主创新特色技术、创立自己的技术品牌，甚至创出我们自有的技术发展方向。如目前正在发展的地质导向钻井技术、套管钻井技术、连续管技术、空气钻井技术以及深井电驱动钻机、顶驱等，尤其是顶驱技术，已经由完全依赖进口发展到出口到美国等国家。
其次，钻井技术开发已经从自我封闭、技术上唯我独尊逐步转向注重合作双赢，建立战略联盟。随着市场的全面开放和激烈竞争，真正成为胜者的是那些有合作双赢战略眼光的智者。只有充分发挥自己的智慧，吸收、利用全世界的优良资源为自己所用，有所为，有所不为，才能永久地占领市场。
