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长城钻探通过拥有随钻方位电磁波电阻率测井仪装备,乐成跻身天下高端装备市场。
文/董旭霞 姜正治
随钻方位电磁波电阻率测井仪(以下简称方位电阻率)是近几年才泛起的地质导向工具。这套只有在探测油气层偏向和距离时才“露面”的仪器,不但体现着企业的高端装备水平,也是现在高精尖装备的代表。
迄今为止,国际上拥有这一装备的公司只有四家:斯伦贝谢、贝克休斯、哈里伯顿和长城钻探。其中,三家国际着名公司或通过自主研发或通过购置专利获得该手艺。长城钻探历时两年攻坚克难,终于拥有与其比肩的装备。
提高薄油层采收率
方位电阻率为何成为众多工程手艺效劳企业竞相拥有的装备?
该手艺可以通过井眼围岩电阻率成像,实时探测地层界线的方位、距离和实现准确地质层向钻井,提高储层钻遇率,实现油气田的高效开发。
现在,薄油层等难动用储量已经成为海内外油气田开发主要目的。怎样经济有用提高这些难动用储量的采收率,时刻左右着油公司和工程手艺效劳企业的视线。与依赖履向来判断油气层方位的古板的探测油气装备相比,方位电阻率更像是一位能够准确提供油气层位置的向导。
从某种水平上说,谁拥有方位电阻率谁就拥有了提高油气采收率的自动权。因此,国际至公司始终垄断手艺与市场。 针对高端市场的需求,海内外各大企业纷纷开展攻关。2012年头,长城钻探立项攻关研发制造方位电阻率。
然而,与拥有高端仪器和手艺的外洋公司相比,海内企业要实现这一装备的自主研发至少需要十余年时间。同时,由于海内缺乏基础研究,装备基本算法以及焦点手艺都无法解决。装备买不到,依赖自己的实力一时又无法解决瓶颈问题。因此,长城钻探接纳“国际化”相助研发模式,最先了研发之路。
凭证国际化相助模式,海内外两个研发分队并肩作战。2012年头,两支团队最先相助完成随钻方位电阻率测井仪器电子设计、电路实现、电子调试,刻度标定系统研制,方位电阻率数据成像要领研究与软件开发,仪器调试与现场试验。
在这场充满艰辛的立异路上,海内外两个团队中不乏有着多年维修和操作履历的顶尖专家,尚有一批专业、敬业的年轻的研发步队,成为项目能够准期顺遂完成的要害。
挑战国际难题
作为顶尖装备,拥有该手艺的国际公司不肯容易在中国市场亮相方位电阻率,而转投到收益可观的国际市场。因此,加入所作的研发团队从未见过方位电阻率,更谈不上操作,方位电阻率的研举事度可想而知。对长城钻探研发团队而言,至少需要解决几浩劫题:天线系统设计和界线探测要领;高质量实现海量成像数据信息从井下传送到地面和完成这套装备的刻度校验。
众所周知,国际公司既是研发高精尖手艺和装备的能手,也是知识产权;さ男屑。以天线系统结构设计为例,拥有方位电阻率手艺的几家国际公司已将所有可能的天线结构设计形式都申请了专利。而天线系统结构设计决议了仪器的电路和机械结构,对丈量效果、仪器的探测深度都起到要害性作用。长城钻探的天线设计要想实现这一功效,只能另辟途径。研发团队独创的随钻方位电阻率测井仪器天线(线圈系)设计计划乐成解决了这一难题,并申请到了专利。
之后,怎样将方位电阻率扫描成像的信息迅速传输回地面?方位电阻率是通过钻具下到井下事情。较少地占用时间,既是降低本钱又是井下清静的需要。
海内研发团队项目认真人、钻井手艺效劳公司随钻丈量与控制手艺研究所所长白锐提出,这套仪器丈量的占井时间应控制在30分钟左右。为实现这个目的,必需把扫描一周成像数据的传输时间从10分钟降到2分钟之内。经由半个月的冥思苦想,团队提出的数据压缩要领终于破解了这个难题。
这样一套装备,怎样才华验证丈量效果是准确的?海内外从未见过这类信息的报道。因此,长城钻探刻度校验的历程就是立异的历程,也是见证两个团队迸发智慧的历程。攻克这“几座大山”,方位电阻率的研发已经见到了曙光。
百千磨砺终获乐成
在整个研发历程中,项目认真人白锐始终悬着一颗心:“畏惧仪器泛起不可能解决的硬伤。”有着近20年研发应用和推广履历的白锐深知,这样的“硬伤”曾导致多个海内偕行的科研课题中途弃捐。海内外团队要随时做好应对一切难题的准备。
在充满艰辛的立异路上,一批专业、敬业的年轻研发步队成为项目能够顺遂完成的要害。 供图/董旭霞
正是有着这样的压力,现场试验中泛起的每一个问题,都牵涉并泯灭着海内外两个团队的精神。该手艺样机刚做出来时,就遇到一件“找不出症结的怪事”。研发职员现场测方位时发明,方位值与录井数据有细小的误差;而回到生产车间,丈量误差就消逝了。白锐向导各人把仪器拆开逐一测试各部件,再逐一装好。一拆一装,每次都要干到深夜两点。半个月后,就在靠近“瓦解边沿”时,白锐突然发明,贯串整个系统的电源周围泛起了微弱磁场。原来就是这个小到近乎被忽略的磁场,影响到了仪器的准确性。这种细微磁场在车间里使用直流电供电时不会泛起影响,但井下作业是涡轮发电机发电,交流电导致微弱误差。
类似履历挑战着海内外研发团队绷紧的神经。加入该项目研发的张磊发明,探管方位总是丈量禁绝。而最令他痛心的是,由于有误差导致电阻率发射极很容易烧坏,也导致仪器故障率居高不下。而每替换一块变压器芯片,本钱要100美元。解决问题的步伐,仍然是拆开仪重视新测试每一个部件。他带着年轻的团队一天拆装仪器两次,仍然没有发明问题,直到最近才发明真正缘故原由。他们一气呵成,找到替换原变压器芯片的新质料,将本钱从100美元降到1美元。
问题一次次困扰着研发团队,也最终被逐一攻克。加入研发历程中,长城钻探海内研发团队从最初的8人扩大到25人。昔时的6名青年人现在已经成为营业主干,挑起这个研发项目的大梁。新融进这个团队的其他年轻人也已能独当一面了,成为差别领域的专家。切割扶正器胶翼的刀具、小井眼用无磁钻铤组件、水力循环测试装置等适用新型专利和手艺,均出自这些青年人之手。
一切似乎均在意料之中。2013年11月,方位电阻率工程样机首次应用现场,一次下井乐成。针对在预计界线方位电阻率发明的界线和距离,与测录井实测效果很是吻合。现在,该手艺已经最先被逐渐应用。一次,在杜813-H201井施工时,井深1168至1580米之间有一处油层约8米厚,油层中心有一泥岩夹层。钻头怎样在油层中穿过而不进入泥层?通过方位电阻率的扫描成像,油层和泥岩的界线位置随即传回地面:油层上界线位于钻头和仪器上方357度,0.3米处。这一效果通过测录作业后获得验证。
两年辛勤研发,换来了一系列效果:首次构想和实现了“交联天线”丈量地层界线方位和距离的要领,与通例电磁波电阻率丈量效果相团结,提供地层界线的方位与距离信息;设计“四发三收”对称加差池称的天线结构;开发出快速盘算界线方位和距离的软件。在此基础上,长城钻探建设了井下仪器设计与制造要领,开发了成像软件,绘制相识释模板,形成了刻度校验要领,申请并获得受剃头现专利海内7件,美国3件,体例企业标准2项。
责任编辑:赵 雪
由38名中国人和10名外国人组成的团队,圆满完成尊龙凯时首次南极地动勘探项目。 摄影/朱军农