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其研制的多项石油设备产品在国内处于领先地位

2019-11-22 06:37

技术限制应用

为加快民品产业化步伐,近年来,七一九所瞄准石油设备产业,凭借技术、人才、资质等方面优势,以科技为支撑、市场为导向、客户为中心、效益为目标,积极推进石油设备研发和销售,市场竞争能力进一步增强,其研制的多项石油设备产品在国内处于领先地位。

经过长期的升级改造,MRT核磁共振测井仪的最高适应温度提升至175摄氏度,最高适应压力提升到140兆帕。目前,新型核磁仪器也正在研制当中。

截至目前,测井公司已经建立了多频核磁共振测井仪器行业标准和产品生产线,交付仪器20套,在产10套,平均单套成本约为国外同类仪器的40%,为国产成像测井装备实现规模化应用奠定了基础。

填补国内空白

测井仪打破国外垄断

作为集团公司“十二五”十大工程技术利器,MRT核磁共振测井仪由测井公司自主研制,于2014年投入使用。四年间其应用足迹遍布国内十多个油田,作业区块涵盖长庆、华北、青海、吐哈、塔里木、玉门等地,测井600余口,测井成功率为98.2%,解决了一大批复杂油气识别难题,在青海油田致密油储层、华北油田复杂碎屑岩储层效果显著。

在我国新发现的油气藏中,非常规及复杂油气藏的比例已达70%以上,这类油气藏用常规测井技术难以准确识别与评价。核磁共振测井技术是唯一能够同时评价储层孔隙特征和流体识别的方法。多频核磁共振测井仪器基于地层中氢核与外加磁场的相互作用产生共振吸收原理,测量自旋回波信号,得到孔隙度、孔径分布、流体性质等地层信息,对研究地质构造、储层特性、预测产能等均具有重要意义。

其研制的多项石油设备产品在国内处于领先地位,测井公司研制的国产仪器价格单套低于国外同类产品的60%。“国外同类仪器价格昂贵,并且存在技术保护。该课题的完成,打破国外仪器技术垄断局面,为公司创新创效,并为油气公司的油气藏管理,提供水平井动态监测技术支撑。”郭国民高兴地说。

牵引器填补国内空白

核磁共振测井技术能够获得准确的地层孔隙度,定量计算可动孔隙与不可动孔隙,能够计算渗透率,得到地层孔径分布,区分此层流体类型及含量等。该技术特别适用于识别和定量评价典型的“三低”储层。

此前这项技术长期被国外垄断,使用价格昂贵。针对国内复杂油气勘探开发需要,测井公司经过十二年产学研结合持续攻关,突破了高信噪比的传感器设计与实现、井下多频大功率发射和微弱信号检测、多观测模式回波处理与解谱反演成像解释等技术难题,研发成功形成国产高精度核磁共振测井装备以及配套的综合处理软件。通过改进,国产仪器长度比哈利伯顿的更短小,可减小作业安全风险。

为了解决小直径仪器的空间小、探头多、布局复杂等难题,作为项目组长的郭国民从仪器架构和部件CAD设计开始,带领课题组在测量臂铰接方式、电动推靠力矩、增加仪器井下运行自适应安全装置等方面一一进行优化,设计了走线集结构,使得测量臂在井斜时也能进行实时监测和显示。此外,在现场施工时如何能快速地更换探头也是使用者比较关心的问题,为此,课题组还优化了17个探头布局以及仪器强度与探头容纳空间的平衡,在大量实验数据的基础上,尝试了采用独立结构和线路筒连接仪器内各探头,方面现场更换单个探头。

石油测井装置国内领先

(记者梁茵通讯员王怡红)8月21日记者从测井公司获悉,在完成了4口井的现场试验后,MRT6910多频核磁共振测井仪在大港油田的首次应用宣告成功。

10月12日,中国石油集团测井有限公司(以下简称“测井公司”)自主研发的国产高端测井装备多频核磁共振测井仪在中石油内蒙古巴彦河套盆地的重点预探井吉华2x井勘探中发挥重要作用,利用测量取得的成像测井资料,综合解释识别优质储层195米,对37米油层提出试油建议并获高产工业油流,为该区块勘探取得重大新发现提供了技术支撑。

“存储/直读水平气井产出剖面测试仪的研制非常难,仪器结构、阵列多探头信号抗干扰远距离传输、信号采集处理电路、控制软件等内容都非常复杂,这种仪器可以说是代表了产出剖面仪器最高水平。”郭国民说。

七一九所充分利用核测量技术优势,与七院和兄弟院所合作共同开发研制成功石油测井仪系列化产品,是最早实现高技术石油设备国产化的单位之一。先后自主研制成功了“520”、“521”、“530”系列补偿中子测井仪和自然伽玛测井仪产品,形成了一定市场规模,目前国内市场占有率达70%以上。近几年来,七一九所根据油田市场需求,不断进行技术攻关,推出适合油田需要的新产品。今年4月,研制的具有完全自主知识产权的新产品“过套管电阻率测井仪”先后两次在辽河油田进行测井试验取得成功,标志着国产过套管电阻率测井仪打破了国外的技术垄断。据悉,目前世界上只有美国和俄罗斯的两家公司掌握了过套管电阻率测井仪的核心技术。

在我国新发现的油气藏中,非常规及复杂油气藏的比例已达70%以上,这类油气藏用常规测井技术难以准确识别与评价。核磁共振测井技术是唯一能够同时评价储层孔隙特征和流体识别的方法。此前这项技术长期被国外垄断,使用价格昂贵。测井公司研制的国产仪器价格单套低于国外同类产品的60%。通过改进,国产仪器长度比哈利伯顿的更短小,可减小作业安全风险。

该装备于2014年试验应用,在长庆、华北、青海、吐哈等中石油16个油气田现场测井800余口。应用表明,该装备系统的重复性、一致性、稳定性良好,主要技术指标与国外同类产品相当,整体技术达到国际先进水平。经中国石油科技成果鉴定,该技术取得发明专利14件,软件著作权2件,2014年入选中国石油十大科技进展名录,2018年荣获石油石化科技成果转化与推广金质奖。该仪器研发成功,将有效提升我国在复杂油气有效识别和精细解释评价方面的能力。

迎难发起攻关

根据中船重工大力发展非船产业的部署,结合国内石油产业发展和自身在石油设备领域的技术优势,七一九所与国内有关油田进行技术合作,经过3年攻关,研制成功我国首台水平井生产测井牵引器,填补了国内套管水平井牵引器水平井测井施工的空白。我国油气田开发中斜井和水平井越来越多,该设备具有广阔的市场前景。

产出剖面测井数据是了解生产井产出状况的重要窗口,是生产井动态分析的基础,也是生产井指定下一步改造措施的依据。“随着国内利用水平井开发油气藏的力度不断加大,现有的产出剖面测井仪受结构上的局限,在水平井中只能测取井筒中局部的数据,测量结果不能真实反映全井筒流体状况,这也限制了现有仪器在水平井中的大规模应用。”郭国民告诉记者。

为适应复杂测井环境的需求,在研制成功套管水平井牵引器的基础上,七一九所科研人员今年开发出变径套管水平牵引器。变径牵引器能够翻越水泥环和不同规格套管连接处等各种台阶,可在多种规格套管连接起来的变管径系统井段内作业,克服了第一代产品在井下作业时只能穿越较低台阶,且在一段工作井段只能适应同一规格套管的弊端。目前已有一套产品交付用户。

郭国民说:“施工方面,页岩气水平井产气剖面动态监测以前都被国外公司垄断,每次测井施工费用要将近三百万元。而且有些特殊情况下,他们要是不愿意施工,我们气井措施改造就会被卡脖子。”

七一九所拥有第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类和超高压压力容器设计资质及第Ⅰ、Ⅱ类压力容器制造资质,同时具有超高压容器设计技术和机电自动控制系统集成技术优势。该所充分利用资源和优势,先后开发出多种大型石油测井试验装置,如高温超高压试验装置、射孔效能试验装置、三相流试验装置等,其中高温超高压试验装置在技术、安全性、质量等方面均处国内领先水平,有的达到国际先进水平,建造高温高压试验装置项目10余套,现已在新疆、胜利、辽河等各大油田使用,在用户中树立了良好口碑。此外,七一九所还研制成功了105MPa高压防硫除砂器装置,填补了国内空白。来源:《中船重工》

“去年年底,我们自主研制的存储/直读水平井产出剖面测井仪已经通过了中国石化专家组验收。”近日,中原石油工程公司地球物理测井公司仪器研发保障中心副主任郭国民向记者表示,该测井仪是我国成功设计制造出的具有自主知识产权的水平井流体成像产出剖面测井仪及配套便携地面测井系统,打破了国外同类仪器技术垄断,填补了国内仪器空白,已形成两项国家专利。

近日,中船重工七一九所在石油设备测量领域又取得突破。经过一年多的研发和试验,该所在第一代水平井套管井测井牵引器的基础上研制出第二代变径牵引器。目前,第二代产品已完成地面牵引器和模拟环境试验,正在油田进行井下试验。

郭国民介绍,目前,他们研制的样机经过三相流室内刻度和现场井实验,各项技术指标均达到了实际应用要求,下一步将进行成果转化和推广应用。

据悉,国内传统的单探头产出剖面测井仪适用于近似直井,而水平井中流体流动特征复杂,对产出剖面测井仪提出了更高要求。近年来国内多个测井仪器制造公司都在积极投入,力求研发出适用于水平井的阵列多探头产出剖面测井仪,但目前均尚未推出具体产品。而国外同类仪器价格较为昂贵,定价甚至达到410万美元一套。

导读:该测井仪是我国成功设计制造出的具有自主知识产权的水平井流体成像产出剖面测井仪及配套便携地面测井系统,打破了国外同类仪器技术垄断,填补了国内仪器空白,已形成两项国家专利。

2016年起,郭国民与课题组成员承担了中国石化专项科研课题《存储/直读水平气井产出剖面测试仪研制》。虽然事前已经充分考虑了研制的复杂情况,但真正深入课题后,困难还是超出他们的想象。

郭国民介绍,通过3D转换、模型制作和软件仿真,课题组对设计图进行了反复修改和完善,仪器工作强度满足了连续油管输送的要求,各项测量性能也都达到了高标准,其中多项创新填补了国内空白。其中,课题组研制的光学持气仪代替传统放射性法进行安全环保施工,并实现了和电容持水优势互补进行流体成分测量。在存储/直读双模式短节研制上,课题组还完成了井下仪器信号调制与解调,使用单片机和CPLD芯片技术,在直流供电单芯电缆上实现了测量数据上传和控制命令下行的全双工双向通讯,井下直接存储数据格式统一,使得该仪器具备无电缆存储和有电缆直读测井双模式。在配套地面便携系统研制上,课题组力求用软件代替硬件实现各种功能,做到了硬件小型化,方便携带和使用。此外,我国自主研发的这一存储/直读水平井产出剖面测井仪,硬件成本约200万元,与国外同类仪器相比,每口井可以节约130万元左右的施工费用。

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