國際形勢風云變幻，能源安全重要性愈發凸顯。非常規油氣、復雜油氣的順利開采也就變得尤為重要，但兩類油氣用常規方法開采很難出油，必須借助各種“利器”——精密設計的石油裝備，才能讓“液體黃金”從復雜地層的微小裂縫中噴涌而出。

在長江大學，有這么一群人，幾十年來接續傳承，堅守石油裝備研發，與地下復雜環境“打擂臺”“扳手腕”，在反復較量中，不斷助力非常規油氣、復雜油氣的開發。

降服頁巖油的“綠色雷霆”

在江蘇油田花頁4平臺，SYL8000型電驅壓裂裝備正在平穩地進行頁巖油壓裂施工，現場沒有柴油機的轟鳴聲，也沒有刺鼻的氣味，一改傳統壓裂作業的嘈雜與污染。這臺由長江大學李美求教授團隊聯合中石化四機石油機械有限公司共同研制的壓裂裝置，最大功率8000馬力，1臺設備的作業效能可頂替常規柴驅2500型壓裂車3臺，大幅提升頁巖油壓裂作業效率。

頁巖油作為一種非常規油氣，被牢牢地“鎖”在地面千米以下像磨刀石一樣致密的頁巖層里。復雜的地質條件、極低的滲透率，讓傳統打井方式“力不從心”。針對生產中的難題，SYL8000型電驅壓裂裝備應運而生。該設備不僅實現6000伏大功率電機和變頻控制系統的國產化應用，更成為國內首臺套功率最大的電驅壓裂裝置，填補了行業技術空白。

“設備功率密度較國際先進水平提升19%，與柴油驅動設備相比，井場作業裝備、占地面積減少67%以上，施工噪聲下降22%。”李美求介紹道。相關技術先后在重慶涪陵區、黑龍江大慶市、四川威遠縣等地區推廣，產生經濟效益約40億元，并獲評湖北省科技進步獎一、二等獎。

穿梭萬米井下的“靈活手臂”

在重慶涪陵頁巖氣田，一根根纖細的連續管，深入到地下數千米的頁巖層，精準完成鉆井、射孔、鉆塞等一系列復雜作業，讓深埋在地下的頁巖氣源源不斷地被開采出來，同時創下連續管單井鉆塞34支、一趟鉆鉆塞34支、最長作業3065米的作業紀錄。

這根屢創佳績的鋼鐵軟管，常被譽為萬米井下的“靈活手臂”，是復雜油氣藏開發、老油田挖潛增效的關鍵技術裝備，也是長江大學馬衛國教授團隊深耕行業20年的科研成果。連續管應用范圍廣泛，幾乎涵蓋油氣井完井、測井、增注、老井增產等20多種作業項目。

20年前，我國連續管技術尚處于空白狀態，核心裝備完全依賴進口。馬衛國教授團隊率先踏上自主研發的征程，成為國內該領域自主創新的先行者，并逐步從常規水平井向超長水平井邁進。

水平段長度超3000米的井常被稱作超長水平井，往往面臨著井眼軌跡控制難、巖屑易堆積卡鉆、管柱摩阻扭矩大等一系列工程難題，成為國內頁巖氣開發的瓶頸。從2000米到3000米及以上，這是油氣開發技術的一次重大突破。

為了啃下這塊“硬骨頭”，團隊錨定行業痛點，歷時10年潛心攻關，反復進行現場試驗，在井架旁、操作臺前不斷優化技術方案，最終成功研發出超長水平段水平井鉆完井延伸新技術、新工具、新軟件，構建起適配我國頁巖氣開發的關鍵技術體系。

目前，相關技術在四川長寧-威遠國家級頁巖氣產業示范區、重慶涪陵國家級頁巖氣示范區、鄂西頁巖氣勘探開發示范區等成功應用1600余井次，新增產值10億元左右。

挺進地下的“蛟龍”

如果說地表的壓裂裝備是降服非常規油氣的“雷霆戰錘”，那么深入地層深處的井下工具，則是引導鉆頭精準突破、保障通道安全和暢通的“深海蛟龍”。

依托湖北省油氣鉆完井工具工程技術研究中心，長江大學幾代人接力攻關，聚焦井下鉆進速度與效率，致力于為“地下珠峰”的攀登者打造最鋒利的“登山杖”。從渦輪鉆具到螺桿鉆具，再到水力振蕩器，一系列擁有自主知識產權的井下提速提效工具，在深層鉆探動力、復雜軌跡控制、降摩減阻等領域取得突破性進展。

近年來，隨著我國頁巖氣開發進入“深水區”，長水平段帶來的摩阻問題成為制約開采效率提升的“攔路虎”。針對這一行業痛點，長江大學夏成宇教授團隊潛心研制的新型水力振蕩器和內置沖擊器，猶如為地下蜿蜒的鉆柱注入了“活力因子”。其巧妙利用鉆井液的水力動能，將靜摩擦轉化為動摩擦，同時為鉆頭提供沖擊力，有效破解了長水平段鉆柱“粘卡”和機械鉆速慢等難題，在多個頁巖氣區塊的現場應用中表現優異，為頁巖氣的效益化開發打通了“腸梗阻”。

面對國家深地戰略萬米深井的鉆探需求，長江大學劉先明教授團隊向地下高溫高壓的極限環境發起挑戰。他們研制的系列渦輪鉆具，以耐高溫、長壽命、適配PDC（聚晶金剛石復合片）鉆頭的獨特優勢，成為攻克超深層巖石的“尖兵利器”。

（中國教育報-中國教育新聞網 記者 程墨 通訊員 李勝杰）