助力中国石化第一口地热连通井——陕西绿源中天未来玥U形地热连通井成功完成直井与水平井的精准对接；为我国首口万米深井塔科1井研发设计国内首套直径365.13毫米大尺寸封隔式分级注水泥器，打破国际技术垄断；为马1-16H井设计钻井提速方案，提供技术上的支持，各开次机械钻速创6项区域指标……这些正是产研深层次地融合结出的累累硕果。

  近年来，石油工程技术研究院（简称：工程院）聚焦油气企业重大需求，持续开展产研合作，推进地质工程协同攻关，加大应用性基础研究与工程技术创新力度，推动核心技术攻关不断取得新突破。截至2023年12月底，工程院累计获得授权发明专利141件，有效支撑“深地一号”、川渝页岩油气开发等20项重点工程建设稳步推进。

  2023年8月，工程院与华北石油工程联合成立“万米井”项目组，共同进行万米深井钻完井工程新技术攻关；2023年9月7日，工程院与河南油田围绕泌阳凹陷、南阳凹陷、旬宜区块、焉耆区块等典型工程技术难题展开交流研讨……像这样的合作，在工程院已成为常态。

  随着油气开发向深层、特深层挺进，油气开采对钻井工艺、钻井液、工具仪器的要求也慢慢变得高。工程院坚持“开放合作搞科研”的态度，携手油气企业、高校、科研院所，着力构建“企业领头、科研创新主体相互协同”的创新联合体，形成了内外联动、共解技术难题的科研格局。

  早在2022年8月，工程院就与清华大学强强联合，成立了油田化学联合研发中心，围绕高质量井筒工作液、储层保护、提高采收率等三大领域，共同攻关工程技术难题，截至目前已开展了“耐温抗盐水溶性聚合物研究”等6个项目合作。“关键核心技术攻关是一项复杂的系统工程，必须打破团队边界，加快创新资源和信息有序流通，集聚精锐力量，联合作战，才能实现更大突破。”清华大学教授徐军说。

  围绕产业高质量发展需要，工程院“链”接上下游、串起“朋友圈”，通过广泛开展“内部合作、中中合作、中外合作”，实现重点实验室共建和人才资源共享、科研立项和技术攻关方向共同确立，推动科研创新向“卡脖子”技术难题聚力，为油气企业降本增效提供更有力的支撑。

  截至目前，工程院以协同攻关、合作共赢为目标，已相继与10多家高校、研究机构、生产企业建立了合作伙伴关系，与华北油气、石化机械等系统内单位签订了战略合作协议，开展技术交流50余次，为加快关键核心技术突破与转化构建了良好的创新生态。

  “互为依托、互为一体的战略合作，形成了融入式和渗透式的合作伙伴关系，合作思路更加清晰、合作领域更广泛。我们愿意成为工程院优势技术产品的‘试验田’。”华北石油工程执行董事、党委书记罗宏志在交流时对双方的合作充满信心。

  信心源于实践。工程院以市场为导向，坚持“现场难题在哪里，科学技术创新的源头就在哪里”，以“企业出题、科研答题”的模式，推动科研技术迭代创新。

  龙凤山气田是东北油气上产的重要阵地，但工区地层承压能力低。如果用传统的堵漏、分级或尾管固井技术封固4000米以上的长井段，固井漏失率超70%，不仅堵漏周期长，而且固井质量优良率低，难以满足后期油气开发的需要。

  面对难题，工程院坚持地质工程一体化，携手东北油气和华东石油工程共同研讨技术设计、工具性能和实施工程的方案，综合多方面意见，“量体裁衣”研发了高压气液固三相泡沫发生器，自主开发了零承压一次性长封固工艺，取代了“尾管悬挂+回接固井”工艺，一次性封固段提高到5500米以上，不仅有效解决了东北工区复杂地层的固井难题，而且完成了第三代注氮泡沫水泥浆固井技术的迭代升级。截至目前，该技术在龙凤山地区累计应用70余口井，施工成功率达100%，固井质量优良率90%以上，平均单井节约周期14天，单井降本200余万元。

  科研与生产深层次地融合，推动工程院创新策源能力持续提升。钻完井一体化技术助力顺北84斜井“千吨井”建设，钻井周期较设计缩短40天；压裂工具服务一体化为鄂尔多斯盆地致密气规模化勘探开发提供了有效解决方案，累计节省套管50余万米；根据西藏羌参1井海拔超高的真实的情况，量身定做配套固井工具……从巴山蜀水到戈壁沙漠、从蓝色海洋到雪域高原，智能钻井技术、TEL200摄氏度高温MWD（随钻测量仪）、微纳米强封堵钻井液等一批原创性钻完井工程技术、方案、工具犹如雨后春笋快速形成，创新成果加快向生产现场转化落地，有效支撑了“深地工程”等重点项目顺利开展。

  2023年12月6日，且深1井四开顺利中完，攻克了超深盐膏复杂地层的“专打专封”难题，刷新了我国现场应用最高温度（196摄氏度）的石油工程纪录。这是工程院以创新链助力生产链降本增效的成果之一。

  且深1井是中国石化在塔里木盆地中部部署的重点探井，中完井深8745米、井底静止温度196摄氏度。在四开作业中，该井遇到了超高温、高压、超深盐膏复杂地层蠕变与井壁稳定难题，以往的钻井液、固井液效果变差，两次卡钻，继续钻进面临瓶颈。为此，工程院联合西北油田、胜利石油工程通过地质工程一体化相互配合，开展钻井液研究，经过500多组试验和6000多个数据分析，自主研发了高温高密度全油基钻井液和超高温高密度盐水固井技术，将井筒液抗温性能提升到220摄氏度，保证了该井顺利中完并创下施工新纪录。

  只有围绕生产现场推动科研攻关，才能让企业吃到技术创新的“甜点”。聚焦“深地工程”、页岩油气勘探开发、老油田提高采收率等领域的重大技术需求，工程院相继在西北、西南成立了技术上的支持中心，并在各重点区块组建了13个科研攻关项目组，派驻科研人员、专家深入各油田和工程企业驻点支持，以“现场攻关+后方远程支持”的方式，加速破解勘探开发工程难题，助力产业链降本增效。

  生产和研发的紧密结合，实现了油气企业和科研院所的互惠双赢。2023年，工程院创新成果转化率比上年增长了10个百分点，现场应用的好消息也不断传来：涪陵页岩气田一期单井累产超亿立方米的井达178口，占投产井数量的七成，单井平均最终可采储量1.5亿立方米；顺北油气田油区钻井周期缩短52%、气区钻井周期缩短30.4%，完井一次成功率达92.3%……产研协同创新，已成为推动油气高效勘探开发的重要模式。

  ■为什么要大力推进产研深度合作？为实现产研协同，中国石化采取了哪些措施？

  张金龙：当前，低附加值、低科技含量的生产经营模式已不能够满足建设现代化产业体系的要求，创新成为企业高水平发展的必由之路。生产企业最了解市场需求，拥有资金和产业化能力，但缺少高素质科学技术人才，创造新兴事物的能力具有局限性；科研机构具有人才、技术和科研资源优势，但资金不足、产业化能力有限。因此，通过产研协同，将科研机构的技术优势与企业的市场优势有效结合，实现各方资源共享、优势互补，有助于逐步的提升企业的创新能力、加快转变发展方式与经济转型，最终增强企业的核心竞争力。

  中国石化格外的重视产研合作，从始至终坚持“内抓‘十条龙’、外抓联合体”。以“十条龙”为代表的中国石化重点科技开发攻关项目，开展至今已有30余年，其运行模式就是将科研、设计、生产、设备制造、工程建设等单位组织起来，生产企业作为依托、科研院所研发技术、设计实施工程单位提供设计图纸并建设，集中人力、物力、财力等资源，强化“研发技术-中试生产-市场应用”的衔接，效果非常明显。多年来，在产研合作模式的引领下，一大批新产品走向市场，诸多重点工程建设项目顺利建设。以石油工程为例，通过近三年的联合攻关，在特深层、高酸性、致密性和页岩油气等重点勘探开发领域形成了石油工程十大核心技术、培育了十大特色产品，有力保障了“深地工程”“胜利济阳页岩油国家级示范区”等重大工程建设项目建设。

  刘 军：产研深层次地融合是西北油田科学技术创新的重要“推进器”。近年来，西北油田坚持“以我为主、为我所用”的理念，聚焦生产科研难题，依托国家、中国石化重点项目，集聚油田、高校、研究机构等优势科研团队力量，推进各类创新要素协同发力，在科技赋能提质增效方面取得良好成效。

  西北油田与中国石化上游“三大院”逐渐完备“大兵团”作战模式，联合打造“嵌入式”“专项式”项目组，形成了“统筹协调、优势互补、明确目标、精准考核、成果共享、风险共担”的合作共赢机制，并在盆地基础研究、解决现场生产难题、风险勘探等方面取得了丰硕成果。

  塔里木盆地超深层油气勘探开发面临诸多世界级难题，产研深层次地融合是破解难题的根本途径。西北油田将进一步加大开放创新力度，瞄准引领带动性强、攻坚难度大的基础研究和关键技术，持续升级和创新组织模式，不断的提高科技攻关体系化能力，同时以打造原创技术策源地为抓手，进一步探索鼓励多方科研团队勇闯深地“无人区”的基础研究机制，大力提升需求牵引、源头供给、资源配置、转化应用能力，努力在深地油气勘探开发基础理论研究等领域再获原创性突破。

  张金龙：产研协同工作模式带来的效益清晰可见，但距离创新链与产业链深层次地融合还存在比较大差距，主要表现在四个方面。一是创新链与产业链脱节、产研结合不紧密的现象任旧存在，科研机构过于注重技术的创新性，却忽视了市场的实际的需求；二是面临同质化发展困境，各企业专业特色不突出，导致有限的资源力量投入分散，影响了研发技术效果；三是产研融合工作机制尚不健全，生产单位、科研机构责权利分配机制难以充分调动工作人员积极性，双方协同效能发挥不够到位；四是知识产权保护的内外部环境仍需改善。

  针对这些存在的问题，建议从以下几个方面持续解决。一要强化生产企业在产研协同工作中的主体作用，把准行业大势，持续跟踪梳理市场需求，为科研机构“出好题”，让技术研发紧跟市场变化。二要注重工程技术的顶层设计和规划，以石油工程为例，一方面梳理不同储藏下的工程技术谱系，找准工程技术难点和培育方向；另一方面按照专业化发展策略，统筹直属科研机构和企业下属科研单位研发力量，打造各具特色的工程服务队伍，从源头避免内部同质化竞争。三要充分调研生产企业、科研机构在责权利方面的诉求，特别是针对新产品、新技术做好质量与风险管控，同时建立适度的容错机制，消除企业不敢用、不愿用的顾虑，加快提升产品和技术成熟度；完善当前的奖励机制，对主要贡献人员在产品和技术市场生命周期内给予阶梯递减的持续激励，既充分肯定科研人员作出的重要贡献，又传递持续创新的压力和动力。四要做好产研融合过程中的知识产权保护工作，对专利发明人给予充分尊重，不能以外委、出资及其他理由剥夺主要发明人的权益；加大对侵犯权利的行为的打击力度，维护发明人的合法权益；建立知识产权交易买卖平台，促进知识产权的合理利用和转化。

  2023年以来，东北油气北201-36HF井、“示范井工程”北201-37HF井等采用第三代注氮泡沫水泥浆固井技术，多次刷新国内水泥浆密度最低纪录，标志着工程院复杂地层固井装备与研发技术应用取得重大进展。“目前，该技术已在川渝、东北、西北等地区的300余口井进行了现场试验与推广应用，解决了恶性漏失、承压堵漏与水泥环长效密封等难题，提速提效提质效果非常明显。”工程院钻井工程研发技术中心负责人介绍。

  一直以来，泡沫水泥浆固井都面临着装备压力与排量难以满足深井固井需求、恶性漏失地层需要更低的水泥浆密度、水泥环持久密封能力要进一步提升等挑战。为破解难题，工程院开展了第三代注氮泡沫水泥浆固井技术探讨研究，通过多次试验验证和现场测试，实现了装备耐压和氮气蒸发排量性能、泡沫水泥浆密度的优化。技术升级后，泡沫固井装备能满足7000米井深泡沫固井需求，泡沫水泥浆体系解决了超低密度和高温泡沫稳定性的难题，大幅度提高了复杂油气井井筒密封能力，并形成了“分段注气+平衡压力设计+多级加压候凝”的防漏防窜固井工艺技术，一次性封固段提高到5500米以上，平均单井钻井周期节约14天。

  日前，在2023年“石油石化好技术”年度发布活动上，工程院“深层超深层复杂油气井尾管固井成套装置”项目作为石油化学工业领域先进的技术向社会公开推荐，是勘探开采类中唯一的固井工具类项目。

  “2015年以来，我们形成了‘深层超深层复杂油气井尾管固井成套装置’系列技术13项，在国内外规模化应用1500余口井，市场占有率不断的提高，有效支撑了深地油气勘探。”工程院德州大陆架公司负责人介绍。

  以“科改行动”为契机，工程院以大陆架公司为平台，加快“高精尖”技术引领，强化产研用一体化合作，以现场需求为导向加大研发力度，推行专家现场技术服务，严抓技术设计、生产加工、质量检验等环节，实现了文23、温吉桑、呼图壁等储气库项目固井工具全面国产化，有力保障了深井超深井复杂井况下尾管安全下入和固井质量。其中，顺北11井在常规工具下入无效的情况下，依靠高承载无限循环尾管悬挂器，顺利完成了尾管固井施工作业，获得了现场施工各方的高度评价。

  同时，工程院坚持客户价值最大化理念，加快推行信息化建设与精益管理模式，以产品质量“零瑕疵”为标准，实现了产品全过程管控和质量多维度管理。目前，该项目产品已被哈里伯顿、斯伦贝谢等国际知名公司大范围的应用，实现出售的收益超10亿元。

  近日，在福深热1井取芯作业现场，工程院地热开发技术团队重视着数据变化，等待验证干热岩安全高效钻井与热储改造技术的应用效果。

  福深热1井是中国石化部署在海南省海口市的第一口深层地热科学探井，钻探设计井深5000米，预测井底温度超过180摄氏度。要实现深层地热资源的规模开发和经济利用，一定要解决地质工程特征复杂及高温、高硬度等钻探难题。面对考验，工程院与石勘院强强联合，组建了深层地热勘探开发技术攻关团队，共同开展方案论证，从地质、工程技术等角度提出建议、完善方案。最终，在石勘院地质要求的引领下，工程院顺利完成了福深热1井钻井工程和热储改造工程设计编制工作。

  在三开时，福深热1井遇到了高温高硬花岗岩井段提速的世界级难题。工程院立即了解地质情况，组织专家团队充分分析三开钻井风险，编制了钻井工程补充设计的具体方案，制定了“定制PDC钻头+冲击类提速工具+大扭矩低转速螺杆+强化参数”的提速方案。经过多方通力合作，技术团队及时对钻井参数、工具和钻井液进行了调整，有效保障了井下安全钻进。目前，该井三开已顺利钻至4923米，进入花岗岩风化壳目的层位。