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鑽石劍和三叉戟哪個好用 2025-06-30 05:58:48

石油儀器新技術都有什麼

發布時間: 2023-05-07 08:25:19

① 石油勘探有哪些新技術

根據勘探技術手段的不同,石油勘探主要分為物理勘探和化學勘探兩大類。其中以物理勘探為主要手段。目前各油氣田勘探經常使用的主要是物理勘探中的地震勘探。 (1)地震勘探:是根據地質學和物理學的原理,利用電子學和資訊理論等領域的新技術

② 石油勘探用哪些設備和儀器

包括測量、鑽井、和採集設備,測量用GPS或全站儀,鑽井用各種型號的鑽機,採集設備現在基本都是用的法國鬼子的sercel系列的配套設備。

③ 十大石油科學技術有哪些

1.塔里木盆地山地超高壓氣藏勘探技術和克拉2大氣田的發現
綜合石油地質、地球物理勘探、鑽井、測井與測試技術等多學科、多專業聯合攻關的成果,解決了塔里木盆地庫車地區因地形起伏劇烈、表層岩性多變、地下逆沖斷層發育而引起的一系列復雜的山地油氣勘探技術難題,形成了一套比較成熟的適用於庫車前陸盆地的勘探技術。在地震信息採集、資料綜合解釋的各個環節,都有技術創新,提高了構造成圖的精度;攻克了超高壓層和膏鹽層的鑽井技術;研究了高陡復雜構造的地質建模和圈閉描述技術、前陸盆地的高壓油氣藏描述技術和石油地質綜合評價技術等。進而,總結了庫車前陸盆地逆沖帶油氣田(藏)特徵及其分布規律,指導了該區的油氣勘探實踐。共發現和落實各類圈閉46個,提供鑽探井位26口,探井成功率達到50%。發現了克拉2大氣田(探明天然氣儲量2506.1億立方米),以及依南 2、吐孜1、大北1、克拉3等一批天然氣田,為"西氣東輸"工程提供了資源基礎。

2.鄂爾多斯盆地上古生界天然氣富集規律及勘探技術研究和蘇里格廟大氣田的發現

通過盆地沉積史、構造發展史和古地溫演化史分析,總結了鄂爾多斯盆地具有大面積廣覆式生氣、水喉封隔等緻密砂岩氣田和深盆氣田特徵。深入研究鄂爾多斯盆地上古生界大氣田形成地質條件、岩性氣藏深盆氣藏成藏過程、分布規律及中高滲透層的高產條件,;通過攻關,形成了以盆地分析模擬、儲層橫向預測、氣藏綜合描述等技術為主的九套綜合配套技術系列,重新評價了上古生界天然氣總資源量為6.76- 10.3萬億立方米,超過原評價數的三倍以上,為進一步勘探提供了科學依據。

科技攻關與勘探實踐緊密結合,通過對評價出的五個有利的詳探區與預探區的鑽探,在蘇里格廟、榆林、烏審旗地區均發現了大氣田。在榆樹區6000平方公里勘探范圍與烏審旗7200km2勘探范圍內,均已探明天然氣儲量超過1000億立方米的大氣田;特別是探明了蘇里格廟大氣田,在2萬km2的勘探范圍內,已探明天然氣儲量2204億立方米,控制儲量1000億立方米,預測儲量2013億立方米。

3.大慶油田年產5300萬噸至2000年穩產技術

形成了大慶油田高含水後期薄差油層精細描述和識別技術,建立了大慶油田各類儲層的三維定量地質模型,並運用多學科技術研究剩餘油形成機理,建立了各類剩餘油氣綜合定量描述方法。進一步提高了儲層井間參數預測符合率,剩餘油預測符合率,水淹層測井解析度和解釋符合率。在此基礎上,形成了一套行之有效的剩餘油挖潛技術。三次加密單井增加可采儲量5000噸,預計可鑽7000口井。經測算已增加可采儲量2487萬噸。

形成了大慶外圍低滲透油藏油氣富集區篩選、經濟可采儲量評價技術和方法,提供了較多開發的區塊。低滲透油田試驗區塊採油速度達1.2%。大大降低了百萬噸產能建設投資。形成了大慶油田注聚合物采出液高效處理及動態監測技術;聚合物配注系 統國產化及聚合物管道熟化技術;深度調剖技術,增加百萬噸採油量的投資成本比" 八•五"下降15%以上。到2000年底,低滲透油田年採油量達400萬噸,注聚合物年產油 800萬噸以上,實現了大慶油田年穩產5300萬噸的目標。

4、 GRISYS/WS-V5.0地震數據處理系統及KL Seis 1.0地震採集工程軟體系統

GRISYS地震數據處理系統 GRISYS/WS-V5.0在GRISYS/WS-V4.0的基礎上,創新發展了高解析度處理軟體包、交互折射波靜校正軟體包、交互精細速度分析軟體包、 VSP處理軟體包、交互儲層綜合分析軟體包等新技術,使其更加適應於我國陸相盆地沉積的薄互層油氣藏勘探和西部復雜地表區的油氣勘探.經過對大慶、遼河、勝利、新疆、華北、二連、中原、河南、滇黔桂等地區的資料處理,均取得良好效果,對克拉2 大氣田的發現提供了主要的技術支持。目前已安裝此系統60套,創直接經濟效益2400 多萬元,節約了大量引進國外軟體的費用。

KLSeis 1.0是國內第一套涵蓋了地震野外數據採集全過程,方法先進、功能齊全,適用性廣的採集系統軟體。經專家鑒定認為,從整體上處於國際領先水平。目前,已有中油集團公司、中石化集團公司、海洋石油總公司下屬的16家物探專業公司配備了該系統軟體,推廣應用近百套,技術經濟效益十分顯著。

5、側鑽水平井鑽采配套技術

建立了針對礫岩油藏、稠油、高凝油油藏側鑽水平井設計的油藏工程方法,包括對開發區塊剩餘油定量描述、側鑽水平井開采機理和應用數值模擬技術研究,以及側鑽水平井開采效果評價方法等;在鑽井技術上,通過建立鑽井軌跡模型,總結了側鑽開窗原則、方式,井眼軌跡控制技術、井下鑽柱磨阻、穩定性、相容性、鑽具及其造斜能力等,開發了應用軟體,用以指導鑽井施工;針對不同地層條件在完井和採油工藝技術上有所創新。應用以上技術,先後在新疆礫岩區塊完成側鑽水平井8口,初期日產油相當原井日產量的2.5倍,為該區塊平均日產的2.4~3.9倍。在遼河油田共完成稠油開採的側鑽水平井11口,平均日產為原井產量的2~4倍,取得明顯經濟效益。

6、微電阻率掃描成像測井系統

微電阻率掃描成像測井儀器可測量井下地層非均質特徵(裂縫、溶洞和層理等)、結構特徵和構造特徵,是沉積相分析、裂縫定量評價、岩心對比、薄層劃分、非均質油氣藏勘探等方面的重要手段。過去一直是引進國外的設備和服務。該系統研製成功,先後在大慶現場試驗測井4口,在大港測井4口,裂縫識別和地質特徵劃分的符合率達95%。

該成果是國內獨立研製的第一支成像測井儀器,儀器(系統)設計中採用了自適應高溫承壓密封極板、電扣信號分時多波形波采樣、採集軟體平台和共享存儲器技術的地面介面等多項先進技術

7、裂解汽油加氫催化劑

開發了系列裂解汽油加氫一、二段催化劑,目前有多種牌號實現了工業應用,替代了進口,取得了良好的經濟效益和社會效益。

高負荷裂解汽油一段加氫催化劑LY9801,具有運轉空速高,加氫活性好,選擇性好,積炭量低,再生性能好等特點,能夠滿足各乙烯生產廠家在不改變或較少改變現有設備條件下即可達到擴產增效的目的。先後在吉化、中原、燕化、大慶、上海金山、蘭州石化等廠家實現了工業應用,該催化劑還能適應於C5~204℃裂解汽油,全餾份一段加氫及高膠質裂解汽油(原料膠質30~60mg)的加氫。該催化劑自實現工業化以來,累計創效近4000萬元,產生了重大經濟效益。

高負荷裂解汽油二段加氫催化劑LY9802,運轉空速可由2.8h-1提高到4.5h-1。該催化劑於2000年7月在上海金山實現工業試驗,成功後可向其它廠家推廣應用,其社會效益和經濟效益十分可觀。

適應於硫含量多變的裂解二段加氫復合床用催化劑LY9702,可用在總硫為30~ 1100ppm的裂解汽油的加氫,已先後在揚子、盤錦、吉化、茂名等廠家使用。

8、一交一焙超穩分子篩及LANK-98催化劑的開發生產

該分子篩的制備工藝具有生產工藝簡單、產量高、成本低等特點,同時用一交一焙分子篩制備的催化劑,具有活性高、選擇性好、重油轉化能力好、抗污染能力強等特點。

一交一焙超穩分子篩與新型高活性單體配合生產出了LANK-98催化劑,該劑活性高、堆比可在大范圍內調整,並具有非常好的孔分布梯度,對裂化大分子具有很好的作用,不僅適應於重油催化裝置,也適應於摻煉渣油的蠟油催化裝置。該劑在大連煉化公司二催化裝置應用結果表明,綜合性能優於進口催化劑。目前該劑已銷往全國19 家煉廠,銷量達5500噸,為煉廠創造了3000萬元以上的經濟效益。

9、ZJ70D直流電驅動鑽機

ZJ70D鑽機是我國石油系統研製的第一台7000m超深井鑽機.該鑽機按SY/T 5609《石油鑽機型式與基本參數》標准和有關技術要求設計製造,主要機件符合美國API規范 .其主要技術參數為:名義鑽井深度7000m(41/2in鑽桿)~6000m(5in鑽桿);最大鉤載4500KN;最大鑽柱重量220t;絞車最大輸入功率1470kW(2000hP),4檔無級變速; 提升系統繩系6×7,鋼繩直徑φ38mm:泥漿泵功率2×1180kW:轉盤開口直徑925.5mm (371/2in),2檔無級變速;井架為前開口型,高45m;鑽台為雙升式,高9m.該鑽機在國內首次採用了國產液壓盤式剎車,司鑽控制信號採用雙線傳輸形式,提高了控制系統的可靠性。

新疆鑽井公司塔里木油田FK430-H井,使用ZJ70D鑽機用5im鑽桿,安全完鑽達 6090m,達到該鑽機設計的鑽井深度。

該鑽機已累計訂貨11台,交付生產使用9台,其中,新疆、長慶、青海、吐哈、華北、大港、中原等油田已先後投入使用.交付新疆的2台分別於1999年和2000年赴阿爾及利亞、伊朗鑽井,長慶、青海的ZJ70D鑽機也均為外國石油公司承包鑽井,增強了我國鑽井隊在國際市場的競爭力。該鑽機投入生產製造後,已實現產值14500萬元。

10、管道環縫自動焊接技術及設備研究

管道全位置自動焊接技術是當今世界管道焊接(特別是長輸管道)的重要技術,涉及到機械製造、焊接、計算機控制和數字信號處理等多種技術領域,要求設備先進 ,焊接效率高、質量好。PAW2000樣機研製完成後,在施工現場進行了總數為3.3的公里管線焊接應用,X射線探傷合格率為96.5%; APW-1型樣機完成後,在綏中36-1輸油管線焊接應用,焊縫成型美觀,X射線探傷合格率達98%,焊接效率是手工焊接的三倍;該兩種樣機,經專家評審認為,均整體達到國際同類設備的先進水平.PAW2000型焊機已生產20餘台套,配備到穿越青海、寧夏、甘肅三省區的澀寧蘭輸氣管線建設現場。

④ 石油鑽井技術

《中國國土資源報》2007年1月29日3版刊登了「新型地質導向鑽井系統研製成功」的消息。這套系統由3個子系統組成:新型正脈沖無線隨鑽測斜系統、測傳馬達及無線接收系統、地面信息處理與決策系統。它具有測量、傳輸和導向三大功能。在研製過程中連續進行了4次地質導向鑽井實驗和鑽水平井的工業化應用,取得成功。這一成果的取得標志著我國在定向鑽井技術上取得重大突破。

2.3.1.1 地質導向鑽井技術

地質導向鑽井技術是20世紀90年代發展起來的前沿鑽井技術,其核心是用隨鑽定向測量數據和隨鑽地層評價測井數據以人機對話方式來控制井眼軌跡。與普通的定向鑽井技術不同之處是,它以井下實際地質特徵來確定和控制井眼軌跡,而不是按預先設計的井眼軌跡進行鑽井。地質導向鑽井技術能使井眼軌跡避開地層界面和地層流體界面始終位於產層內,從而可以精確地控制井下鑽具命中最佳地質目標。實現地質導向鑽井的幾項關鍵技術是隨鑽測量、隨鑽測井技術,旋轉導向閉環控制系統等。

隨鑽測量(MWD)的兩項基本任務是測量井斜和鑽井方位,其井下部分主要由探管、脈沖器、動力短節(或電池筒)和井底鑽壓短節組成,探管內包含各種感測器,如井斜、方位、溫度、震動感測器等。探管內的微處理器對各種感測器傳來的信號進行放大並處理,將其轉換成十進制,再轉換成二進制數碼,並按事先設定好的編碼順序把所有數據排列好。脈沖器用來傳輸脈沖信號,並接受地面指令。它是實現地面與井下雙向通訊並將井下資料實時傳輸到地面的唯一通道。井下動力部分有鋰電池或渦輪發電機兩種,其作用是為井下各種感測器和電子元件供電。井底鑽壓短節用於測定井底鑽壓和井底扭矩。

隨鑽測井系統(LWD)是當代石油鑽井最新技術之一。Schlumberger公司生產的雙補償電阻率儀CDR和雙補償中子密度儀CDN兩種測井系統代表了當今隨鑽測井系統的最高水平。CDR和CDN可以單獨使用也可以兩項一起與MWD聯合使用。LWD的CDR系統用電磁波傳送信息,整套系統安裝在一特製的無磁鑽鋌或短節內。該系統主要包括電池筒、伽馬感測器、電導率測量總成和探管。它主要測量並實時傳輸地層的伽馬曲線和深、淺電阻率曲線。對這些曲線進行分析,可以馬上判斷出地層的岩性並在一定程度上判斷地層流體的類型。LWD的CDN系統用來測量地層密度曲線和中子孔隙度曲線。利用這兩種曲線可以進一步鑒定地層岩性,判斷地層的孔隙度、地層流體的性質和地層的滲透率。

旋轉導向鑽井系統(Steerable Rotary Drilling System)或旋轉閉環系統(Rotary Closed Loop System,RCLS)。常規定向鑽井技術使用導向彎外殼馬達控制鑽井方向施工定向井。鑽進時,導向馬達以「滑行」和「旋轉」兩種模式運轉。滑行模式用來改變井的方位和井斜,旋轉模式用來沿固定方向鑽進。其缺點是用滑行模式鑽進時,機械鑽速只有旋轉模式鑽進時的50%,不僅鑽進效率低,而且鑽頭選擇受到限制,井眼凈化效果及井眼質量也差。旋轉導向閉環鑽井系統完全避免了上述缺點。旋轉導向鑽井系統的研製成功使定向井鑽井軌跡的控制從藉助起下鑽時人工更換鑽具彎接頭和工具面向角來改變方位角和頂角的階段,進入到利用電、液或泥漿脈沖信號從地面隨時改變方位角和頂角的階段。從而使定向井鑽井進入了真正的導向鑽井方式。在定向井鑽井技術發展過程中,如果說井下鑽井馬達的問世和應用使定向鑽井成為現實的話,那麼可轉向井下鑽井馬達的問世和應用則大大提高了井眼的控制能力和自動化水平並減少了提下鑽次數。旋轉導向鑽井系統鑽井軌跡控制機理和閉環系統如圖2.5所示。

目前從事旋轉導向鑽井系統研製的公司有:Amoco、Camco、Baker Hughes Inteq、Cambridge Drilling Automation以及DDD Stabilizers等。這些公司的旋轉導向閉環鑽井系統按定向方法又可分為自動動力定向和人工定向。自動動力定向一般由確定鑽具前進方向的測量儀表、動力源和調節鑽具方向的執行機構組成。人工定向系統定向類似於導向馬達定向方法,需要在每次連接鑽桿時進行定向。兩種定向系統的定向控制原理都是通過給鑽頭施加直接或間接側向力使鑽頭傾斜來實現的(圖2.6)。按具體的導向方式又可劃分為推靠式和指向式兩種。地質導向鑽井技術使水平鑽井、大位移鑽井、分支井鑽井得到廣泛應用。大位移井鑽井技術和多分支井鑽井技術代表了水平鑽井技術的最新成果水平。

圖2.5 旋轉導向閉環系統

(1)水平井鑽井技術

目前,國外水平鑽井技術已發展成為一項常規技術。美國的水平井技術成功率已達90%~95%。用於水平井鑽進的井下動力鑽具近年來取得了長足進步,大功率串聯馬達及加長馬達、轉彎靈活的鉸接式馬達以及用於地質導向鑽井的儀表化馬達相繼研製成功並投入使用。為滿足所有導向鑽具和中曲率半徑造斜鑽具的要求,使用調角度的馬達彎外殼取代了原來的固定彎外殼;為獲得更好的定向測量,用非磁性馬達取代了磁性馬達。研製了耐磨損、抗沖擊的新型水平井鑽頭。

圖2.6 旋轉導向鑽井系統定向軌跡控制原理

(2)大位移井鑽井技術

大位移井通常是指水平位移與井的垂深之比(HD/TVD)≥2的井。大位移井頂角≥86°時稱為大位移水平井。HD/TVD≥3的井稱為高水垂比大位移井。大位移井鑽井技術是定向井、水平井、深井、超深井鑽井技術的綜合集成應用。現代高新鑽井技術,隨鑽測井技術(LWD)、旋轉導向鑽井系統(SRD)、隨鑽環空壓力測量(PWD)等在大位移井鑽井過程中的集成應用,代表了當今世界鑽井技術的一個高峰。目前世界上鑽成水平位移最大的大位移井,水平位移達到10728m,斜深達11287m,該記錄是BP阿莫科公司於1999年在英國Wytch Farm油田M-16井中創造的(圖2.7所示)。三維多目標大位移井也有成功的例子。如挪威Gullfalks油田B29大位移井,就是將原計劃用2口井開發該油田西部和北部油藏的方案改為一口井開采方案後鑽成的。為了鑽成這口井,制定了一套能夠鑽達所有目標並最大限度地減少摩阻和扭矩的鑽井設計方案。根據該方案,把2630m長的水平井段鑽到7500m深度,穿過6個目標區,總的方位角變化量達160°。

圖2.7 M-16井井身軌跡

我國從1996年12月開始,先後在南海東部海域油田進行了大位移井開發試驗,截至2005年底,已成功鑽成21口大位移井,其中高水垂比大位移井5口。為開發西江24-1含油構造實施的8口大位移井,其井深均超過8600m,水平位移都超過了7300m,水垂比均大於2.6,其中西江24-3-A4井水平位移達到了8063m,創造了當時(1997年)的大位移井世界紀錄。大位移井鑽井涉及的關鍵技術有很多,國內外目前研究的熱點問題包括:鑽井設備的適應性和綜合運用能力、大斜度(大於80°)長裸眼鑽進過程中井眼穩定和水平段延伸極限的理論分析與計算、大位移井鑽井鑽具摩擦阻力/扭矩的計算和減阻、成井過程中套管下入難度大及套管磨損嚴重等。此外大位移井鑽井過程中的測量和定向控制、最優的井身剖面(結構)設計、鑽柱設計、鑽井液性能選擇及井眼凈化、泥漿固控、定向鑽井優化、測量、鑽柱振動等問題也處在不斷探索研究之中。

(3)分支井鑽井技術

多分支井鑽井技術產生於20世紀70年代,並於90年代隨著中、小曲率半徑水平定向井鑽進技術的發展逐漸成熟起來。多分支井鑽井是水平井技術的集成發展。多分支井是指在一個主井眼(直井、定向井、水平井)中鑽出若干進入油(氣)藏的分支井眼。其主要優點是能夠進一步擴大井眼同油氣層的接觸面積、減小各向異性的影響、降低水錐水串、降低鑽井成本,而且可以分層開采。目前,全世界已鑽成上千口分支井,最多的有10個分支。多分支井可以從一個井眼中獲得最大的總水平位移,在相同或不同方向上鑽穿不同深度的多層油氣層。多分支井井眼較短,大部分是尾管和裸眼完井,而且一般為砂岩油藏。

多分支井最早是從簡單的套管段銑開窗側鑽、裸眼完井開始的。因其存在無法重入各個分支井和無法解決井壁坍塌等問題,後經不斷研究探索,1993年以來預開窗側鑽分支井、固井回接至主井筒套管技術得到推廣應用。該技術具有主井筒與分支井筒間的機械連接性、水力完整性和選擇重入性,能夠滿足鑽井、固井、測井、試油、注水、油層改造、修井和分層開採的要求。目前,國外常用的多分支系統主要有:非重入多分支系統(NAMLS),雙管柱多分支系統(DSMLS),分支重入系統(LRS),分支回接系統(LTBS)。目前國外主要採用4種方式鑽多分支井:①開窗側鑽;②預設窗口;③裸眼側鑽;④井下分支系統(Down Hole Splitter System)。

2.3.1.2 連續管鑽井(CTD)技術

連續管鑽井技術又叫柔性鑽桿鑽井技術。開始於20世紀60年代,最早研製和試用這一技術鑽井的有法國、美國和匈牙利。早期法國連續管鑽進技術最先進,1966年投入工業性試驗,70年代就研製出各種連續管鑽機,重點用於海洋鑽進。當時法國製造的連續管單根長度達到550m。美國、匈牙利製造的連續管和法國的類型基本相同,單根長度只有20~30m。

早期研製的連續管有兩種形式。一種是供孔底電鑽使用,由4層組成,最內層為橡膠或橡膠金屬軟管的心管,孔底電機動力線就埋設在心管內;心管外是用2層鋼絲和橡膠貼合而成的防爆層;再外層是鋼絲骨架層,用於承受拉力和扭矩;最外層是防護膠層,其作用是防水並保護鋼絲。另一種是供孔底渦輪鑽具使用的,因不需要埋設動力電纜,其結構要比第一種簡單得多。第四屆國際石油會議之後,美國等西方國家把注意力集中在發展小井眼井上,限制了無桿電鑽的發展。連續管鑽井技術的研究也放慢了腳步。我國於20世紀70年代曾開展無桿電鑽和連續管鑽井技術的研究。勘探所與青島橡膠六廠合作研製的多種規格的柔性鑽桿,經過單項性能試驗後,於1975年初步用於渦輪鑽。1978年12月成功用於海上柔性鑽桿孔底電鑽,並建造了我國第一台柔桿鑽機鑽探船。1979~1984年勘探所聯合清華大學電力工程系、青島橡膠六廠研究所和北京地質局修配廠共同研製了DRD-65型柔管鑽機和柔性鑽桿。DRD-65型柔管鑽機主要有柔性鑽桿、Φ146mm潛孔電鑽、鑽塔、柔桿絞車及波浪補償器、泥漿泵、電控系統和液控系統等部分組成。研製的柔性鑽桿主要由橡膠、橡膠布層、鋼絲繩及動力線組成。拉力由柔桿中的鋼絲骨架層承擔,鋼絲繩為0.7mm×7股,直徑2.1mm,每根拉力不小於4350N,總數為134根,計算拉力為500kN,試驗拉力為360kN。鑽進過程中,柔性鑽桿起的作用為:起下鑽具、承受反扭矩、引導沖洗液進入孔底、通過設於柔性鑽桿壁內的電纜向孔底電鑽輸送電力驅動潛孔電鑽運轉、向地表傳送井底鑽井參數等。

柔性鑽桿性能參數為:內徑32mm;抗扭矩不小於1030N·m;外徑85~90mm;單位質量13kg/m;抗內壓(工作壓力)40kg/cm2,曲率半徑不大於0.75m,抗外壓不小於10kg/cm2;彎曲度:兩彎曲形成的夾角不大於120°;額定拉力1000kN;柔桿內埋設動力導線3組,每組15mm2,信號線二根;柔桿單根長度為40、80m兩種規格。

Φ146mm型柔桿鑽機由Φ127mm電動機、減速器、液壓平衡器和減震器組成。動力是潛孔電鑽,它直接帶動鑽頭潛入孔底鑽井。Φ146mm孔底電鑽是外通水式,通水間隙寬5mm,通水橫斷面積為2055mm2

與常規鑽井技術相比,連續管鑽井應用於石油鑽探具有以下優點:欠平衡鑽井時比常規鑽井更安全;因省去了提下鑽作業程序,可大大節省鑽井輔助時間,縮短作業周期;連續管鑽井技術為孔底動力電鑽的發展及孔底鑽進參數的測量提供了方便條件;在製作連續管時,電纜及測井信號線就事先埋設在連續管壁內,因此也可以說連續管本身就是以鋼絲為骨架的電纜,通過它可以很方便地向孔底動力電鑽輸送電力,也可以很方便地實現地面與孔底的信息傳遞;因不需擰卸鑽桿,因此在鑽進及提下鑽過程中可以始終保持沖洗液循環,對保持井壁穩定、減少孔內事故意義重大;海上鑽探時,可以補償海浪對鑽井船的漂移影響;避免了回轉鑽桿柱的功率損失,可以提高能量利用率,深孔鑽進時效果更明顯。正是由於連續管鑽井技術有上述優點,加之油田勘探需要以及相關基礎工業技術的發展為連續管技術提供了進一步發展的條件,在經過了一段時間的沉寂之後,20世紀80年代末90年代初,連續管鑽井技術又呈現出飛速發展之勢。其油田勘探工作量年增長量達到20%。連續管鑽井技術研究應用進展情況簡述如下。

1)數據和動力傳輸熱塑復合連續管研製成功。這種連續管是由殼牌國際勘探公司與航空開發公司於1999年在熱塑復合連續管基礎上開始研製的。它由熱塑襯管和纏繞在外面的碳或玻璃熱塑復合層組成。中層含有3根銅質導線、導線被玻璃復合層隔開。碳復合層的作用是提供強度、剛度和電屏蔽。玻璃復合層的作用是保證強度和電隔離。最外層是保護層。這種連續管可載荷1.5kV電壓,輸出功率20kW,傳輸距離可達7km,耐溫150℃。每根連續管之間用一種特製接頭進行連接。接頭由一個鋼制的內金屬部件和管子端部的金屬環組成。這種連續管主要用於潛孔電鑽鑽井。新研製的數據和動力傳輸連續管改變了過去用潛孔電鑽鑽井時,電纜在連續管內孔輸送電力影響沖洗液循環的缺點。

2)井下鑽具和鑽具組合取得新進展。XL技術公司研製成功一種連續管鑽井的電動井下鑽具組合。該鑽具組合主要由電動馬達、壓力感測器、溫度感測器和震動感測器組成。適用於3.75in井眼的電動井下馬達已交付使用。下一步設想是把這種新型電動馬達用於一種新的閉環鑽井系統。這種電動井下鑽具組合具有許多優點:不用鑽井液作為動力介質,對鑽井液性能沒有特殊要求,因而是欠平衡鑽井和海上鑽井的理想工具;可在高溫下作業,振動小,馬達壽命長;閉環鑽井時藉助連續管內設電纜可把測量數據實時傳送到井口操縱台,便於對井底電動馬達進行靈活控制,因而可使鑽井效率達到最佳;Sperry sun鑽井服務公司研製了一種連續管鑽井用的新的導向鑽具組合。這種鑽具組合由專門設計的下部陽螺紋泥漿馬達和長保徑的PDC鑽頭組成。長保徑鑽頭起一個近鑽頭穩定器的作用,可以大幅度降低振動,提高井眼質量和機械鑽速。泥漿馬達有一個特製的軸承組和軸,與長保徑鑽頭匹配時能降低馬達的彎曲角而不影響定向性能。在大尺寸井眼(>6in)中進行的現場試驗證明,導向鑽具組合具有機械鑽速高、井眼質量好、井下振動小、鑽頭壽命長、設備可靠性較高等優點。另外還研製成功了一種連續軟管欠平衡鑽井用的繩索式井底鑽具組合。該鑽具組合外徑為in上部與外徑2in或in的連續管配用,下部接鑽鋌和in鑽頭。該鑽具組合由電纜式遙控器、穩定的MWD儀器、有效的電子定向器及其他參數測量和傳輸器件組成。電纜通過連續管內孔下入孔底,能實時監測並處理工具面向角、鑽井頂角、方位角、自然伽馬、溫度、徑向振動頻率、套管接箍定位、程序狀態指令、管內與環空壓差等參數。鑽具的電子方位器能在鑽井時在導向泥漿馬達連續旋轉的情況下測量並提供井斜和方位兩種參數。

其他方面的新進展包括:連續管鑽井技術成功用於超高壓層側鑽;增加連續管鑽井位移的新工具研製成功;連續管鑽井與欠平衡鑽井技術結合打水平井取得好效果;適於連續管鑽井的混合鑽機研製成功;連續管鑽井理論取得新突破。

2.3.1.3 石油勘探小井眼鑽井技術

石油部門通常把70%的井段直徑小於177.8mm的井稱為小井眼井。由於小井眼比傳統的石油鑽井所需鑽井設備小且少、鑽探耗材少、井場佔地面積小,從而可以節約大量勘探開發成本,實踐證明可節約成本30%左右,一些邊遠地區探井可節約50%~75%。因此小井眼井應用領域和應用面越來越大。目前小井眼井主要用於:①以獲取地質資料為主要目的的環境比較惡劣的新探區或邊際探區探井;②600~1000m淺油氣藏開發;③低壓、低滲、低產油氣藏開發;④老油氣田挖潛改造等。

2.3.1.4 套管鑽井技術

套管鑽井就是以套管柱取代鑽桿柱實施鑽井作業的鑽井技術。不言而喻套管鑽井的實質是不提鑽換鑽頭及鑽具的鑽進技術。套管鑽井思想的由來是受早期(18世紀中期鋼絲繩沖擊鑽進方法用於石油勘探,19世紀末期轉盤回轉鑽井方法開始出現並用於石油鑽井)鋼絲繩沖擊鑽進(頓鑽時代)提下鑽速度快,轉盤回轉鑽進井眼清潔且鑽進速度快的啟發而產生的。1950年在這一思想的啟發下,人們開始在陸上鑽石油井時,用套管帶鑽頭鑽穿油層到設計孔深,然後將管子固定在井中成井,鑽頭也不回收。後來,Sperry-sun鑽井服務公司和Tesco公司根據這一鑽井原理各自開發出套管鑽井技術並制定了各自的套管鑽井技術發展戰略。2000年,Tesco公司將4.5~13.375in的套管鑽井技術推向市場,為世界各地的油田勘探服務。真正意義的套管鑽井技術從投放市場至今還不到10年時間。

套管鑽井技術的特點和優勢可歸納如下。

1)鑽進過程中不用起下鑽,只利用絞車系統起下鑽頭和孔內鑽具組合,因而可節省鑽井時間和鑽井費用。鑽進完成後即等於下套管作業完成,可節省完井時間和完井費用。

2)可減少常規鑽井工藝存在的諸如井壁坍塌、井壁沖刷、井壁鍵槽和台階等事故隱患。

3)鑽進全過程及起下井底鑽具時都能保持泥漿連續循環,有利於防止鑽屑聚集,減少井涌發生。套管與井壁之間環狀間隙小,可改善水力參數,提高泥漿上返速度,改善井眼清洗效果。

套管鑽井分為3種類型:普通套管鑽井技術、階段套管或尾管鑽井技術和全程套管鑽井技術。普通套管鑽井是指在對鑽機和鑽具做少許改造的基礎上,用套管作為鑽柱接上方鑽桿和鑽頭進行鑽井。這種方式主要用於鑽小井眼井。尾管鑽井技術是指在鑽井過程中,當鑽入破碎帶或涌水層段而無法正常鑽進時,在鑽柱下端連接一段套管和一種特製工具,打完這一段起出鑽頭把套管留在井內並固井的鑽井技術。其目的是為了封隔破碎帶和水層,保證孔內安全並維持正常鑽進。通常所說的套管鑽井技術是指全程套管鑽井技術。全程套管鑽井技術使用特製的套管鑽機、鑽具和鑽頭,利用套管作為水利通道,採用繩索式鑽井馬達作業的一種鑽井工藝。目前,研究和開發這種鑽井技術的主要是加拿大的Tesco公司,並在海上進行過鑽井,達到了降低成本的目的。但是這種鑽井技術目前仍處於研究完善階段,還存在許多問題有待研究解決。這些問題主要包括:①不能進行常規的電纜測井;②鑽頭泥包問題嚴重,至今沒有可靠的解決辦法;③加壓鑽進時,底部套管會產生橫向振動,致使套管和套管接頭損壞,目前還沒有找到解決消除或減輕套管橫向振動的可靠方法;④由於套管鑽進不使用鑽鋌,加壓困難,所以機械鑽速低於常規鑽桿鑽井;部分抵消了套管鑽進提下鑽節省的時間;⑤套管鑽井主要用於鑽進破碎帶和涌水地層,其應用范圍還不大。

我國中石油系統的研究機構也在探索研究套管鑽井技術,但至今還沒有見到公開報道的成果。目前,套管鑽井技術的研究內容,除了研製專用套管鑽機和鑽具外,重點針對上述問題開展。一是進行鑽頭的研究以解決鑽頭泥包問題;二是研究防止套管橫向振動的措施;三是研究提高套管鑽井機械鑽速的有效辦法;四是研究套管鑽井固井辦法。

套管鑽井應用實例:2001年,美國謝夫隆生產公司利用加拿大Tesco公司的套管鑽井技術在墨西哥灣打了2口定向井(A-12和A-13井)。兩井成井深度分別為3222×30.48cm和3728×30.48cm。為了進行對比分析,又用常規方法打了一口A-14井,結果顯示,同樣深度A-14井用時75.5h,A-13井用時59.5h。表層井段鑽速比較,A-12 井的平均機械鑽速為141ft/h,A-13井為187ft/h,A-14井為159ft/h。這說明套管鑽井的機械鑽速與常規方法機械鑽速基本相同。但鑽遇硬地層後套管鑽井,鑽壓增加到6.75t,致使擴眼器切削齒損壞,鑽速降低很多。BP公司用套管鑽井技術在懷俄明州鑽了5口井。井深為8200~9500ft,且都是從井口鑽到油層井段。鑽進過程中遇到了鑽頭泥包和套管振動問題。

此外,膨脹套管技術也是近年來發展起來的一種新技術,主要用於鑽井過程中隔離漏失、涌水、遇水膨脹縮經、破碎掉塊易坍塌等地層以及石油開采時油管的修復。勘探所與中國地質大學合作已立項開展這方面的研究工作。

2.3.1.5 石油鑽機的新發展

國外20世紀60年代末研製成功了AC-SCR-DC電驅動鑽機,並首先應用於海洋鑽井。由於電驅動鑽機在傳動、控制、安裝、運移等方面明顯優於機械傳動鑽機,因而獲得很快的發展,目前已經普遍應用於各型鑽機。90年代以來,由於電子器件的迅速發展,直流電驅動鑽機可控硅整流系統由模擬控制發展為全數字控制,進一步提高了工作可靠性。同時隨著交流變頻技術的發展,交流變頻首先於90年代初成功應用於頂部驅動裝置,90年代中期開始應用於深井石油鑽機。目前,交流變頻電驅動已被公認為電驅動鑽機的發展方向。

國內開展電驅動鑽機的研究起步較晚。蘭州石油化工機器廠於20世紀80年代先後研製並生產了ZJ60D型和ZJ45D型直流電驅動鑽機,1995年成功研製了ZJ60DS型沙漠鑽機,經應用均獲得較好的評價。90年代末期以來,我國石油系統加大鑽機的更新改造力度,電驅動鑽機取得了較快發展,寶雞石油機械廠和蘭州石油化工機器廠等先後研製成功ZJ20D、ZJ50D、ZJ70D型直流電驅動鑽機和ZJ20DB、ZJ40DB型交流變頻電驅動鑽機,四川油田也研製出了ZJ40DB交流變頻電驅動鑽機,明顯提高了我國鑽機的設計和製造水平。進入21世紀,遼河油田勘探裝備工程公司自主研製成功了鑽深能力為7000m的ZJ70D型直流電驅動鑽機。該鑽機具有自動送鑽系統,代表了目前我國直流電驅動石油鑽機的最高水平,整體配置是目前國內同類型鑽機中最好的。2007年5月已出口亞塞拜然,另兩部4000m鑽機則出口運往巴基斯坦和美國。由寶雞石油機械有限責任公司於2003年研製成功並投放市場的ZJ70/4500DB型7000m交流變頻電驅動鑽機,是集機、電、數字為一體的現代化鑽機,採用了交流變頻單齒輪絞車和主軸自動送鑽技術和「一對一」控制的AC-DC-AC全數字變頻技術。該型鑽機代表了我國石油鑽機的最新水平。憑借其優良的性能價格比,2003年投放市場至今,訂貨已達83台套。其中美國、阿曼、委內瑞拉等國石油勘探公司訂貨達42台套。在國內則佔領了近2~3年來同級別電驅動鑽機50%的市場份額。ZJ70/4500DB型鑽機主要性能參數:名義鑽井深度7000m,最大鉤載4500kN,絞車額定功率1470kW,絞車和轉盤擋數I+IR交流變頻驅動、無級調速,泥漿泵型號及台數F-1600三台,井架型式及有效高度K型45.5m,底座型式及檯面高度:雙升式/旋升式10.5m,動力傳動方式AC-DC-AC全數字變頻。

⑤ 我國海洋油氣勘探技術有哪些

一、海洋油氣勘探技術形成階段(1991—1995年)
1.含油氣盆地資源評價和勘探目標評價技術
在引進和總結國內外油氣資源評價方法的基礎上,經過科技攻關掌握了一套具有國際先進水平的油氣資源評價新方法和盆地模擬技術。首次在國內建立了一套以地震資料解釋為基礎、結合少量鑽井資料的早期油氣資源評價流程;研製了國內第一套在NOVA機上實現定位、構造、速度、數據自動分析的流程,初步實現了資料整理自動化;採用了先進的區域地震地層學分析方法和流程,研究各層岩相古地理演化過程;對生烴、排烴等資源定量評價方法有所創新;提出了TTIQ法及計算機程序,採用了圈閉體積模糊數學法、圈閉供油麵積及隨機運算概率統計等先進的評價方法,充分體現了國內油氣資源評價的新水平。
在一維盆地模擬系統基礎上,開發多功能的綜合盆地模擬系統。系統耦合了斷層生長作用、沉積作用、壓實作用、流體流動、烴類生成運移,以及地殼均衡作用、岩石圈減薄和熱對流等因素,能從動態的發展角度在二維空間上再現盆地構造演化史、沉降史、沉積史、熱演化史、油氣生排運聚史。主要特點是:正反演結合、與專家系統結合、與平衡剖面結合,來模擬多相運移、運距模擬三維化及三維可視化等。
此外,在國內首度研製成功了PRES油氣資源評價專家系統。該系統從功能上由兩部分組成:一是凹陷評價,包括地質類比評價、生油條件評價、儲層條件評價和油氣運聚評價;二是局部圈閉評價,包括油源評價、封閉條件評價、儲集條件評價、保存條件評價及綜合評價。系統的第二版本實現了運聚評價子系統與盆地模擬系統的掛接,可在三維狀態下進行運聚模擬評價。其研製成功開創了專輯系統技術在石油勘探領域的應用,促進了石油地質專家系統技術的發展。
2.海上地震勘探的資料採集、處理、解釋技術
海上地震技術是海上油氣勘探開發的主要技術,是涉足研究深度、廣度最大、最省錢、最適合海上油氣勘探的技術。
在地震資料採集方面通過引進技術和裝備,實現了雙纜雙震源地震採集,研究成功了高解析度地震採集系統,掌握了先進的海上二維、三維數字地震資料採集及極淺海遙測地震資料採集技術,裝備了包括一次採集能力可達240道的數字地震記錄系統;電纜中的數字羅盤能准確指示電纜的實時位置;三維採集質量控制的計算機系統,可做5條相鄰側線的面元覆蓋,並實時顯示和不同偏移距的面元顯示,裝有可進行實時處理和預處理的解編系統;配備了衛星導航接收機和組合導航系統。
在資料處理解釋方面,已掌握運用電子計算機進行常規處理和三維資料處理以及特殊處理技術,廣泛應用了地震地層學、波阻抗剖面,尤其檢測、垂直地震剖面和數據分析等技術;推廣應用計算機繪圖系統和解釋工作站;掌握了地震模式識別和完善的地震儲層預測軟體;研製開發了面元均化、多次擬合去噪、道內插等配套處理技術。
一些成功的應用技術具體有:QHDK-48道淺水湖泊地震勘探接收系統,已用於我國淺海和湖泊的地震勘探中;三維P-R分裂偏移技術及其在油氣勘探開發中的運用,獲國家科技進步二等獎,是一項進行三維地震勘探資料疊後偏移處理,提高了三維波場歸位精度和斷層分辨能力;海洋物探微導航定位資料處理程序系統,有較強的人機對話功能,在VAX機上可讀ARGO、GMS、NOR三種格式的野外帶,可對高斯、VTM和蘭伯特三種不同投影系統數據進行處理;DZRG處理系統實現了國產陣列機MCIAP2801與引進的VAX-11/780機的連接,從而提高了原主機的使用效率,從30%提高到68%,地震資料處理速度提高了60%~70%,為VAX類計算機配接國產AP機開創了一條新路。
這些技術在海上勘探中,得到過廣泛的應用,取得了良好的成績。在南海大氣區勘探中,首次使用高解析度地震採集技術,為東方1-1氣田評價提供了可靠有力的資料依據。
3.數控測井與資料分析處理技術
數控測井是當代測井的高新技術,該系統包括地面測量儀器和相應配套井下儀器適用於裸眼井、生產井以及特殊作業井的測井作業,是一套設備齊全、技術先進、適應性廣泛的測井系統。
1985年9月,中國海油與國家經濟委員會簽訂了「數控測井系統」科技攻關項目專題合同。1986年5月提出數控測井系統開發可行性方案報告。1991年在勝利油田進行測井作業,該項目難度大、工藝復雜,各項技術指標接近並達到80年代國際先進水平,證明了HCS-87數控測井地面系統工作可靠、預測資料可信。1991年獲得中國海油科技進步一等獎,獲國家重大技術裝備成果二等獎。
由於實行雙兼容,在長達5~6年的科研過程中,可以及時把一些階段成果用於生產,為測井儀器國產化開辟了一條新路。1991年7月,中國海油與西安石油勘探儀器總廠合作完成數控測井地面系統國產化的任務。為了滿足南海大氣區勘探高溫高壓測井的需要,中國海油研製成功了耐溫230℃、耐壓140兆帕的測井儀,其解釋效果與斯倫貝謝公司的解釋軟體達到的效果相同。
4.復雜地質條件下尋找大中型構造油氣田的能力
在早期主要盆地油氣資源評價、「七五」富生油凹陷研究和「八五」區域地質勘探綜合研究的基礎上,我國具備了在復雜地質條件下尋找大中型構造油氣田的能力。這些油氣田的尋找主要依靠盆地地質條件類比、盆地演化史定量分析和多種地球物理資料處理、解釋軟體的支持,排除了各種地質因素干擾,還地下構造的真實本來面貌,提高了海上自營勘探能力和勘探成功率。
二、高速高效發展海洋石油(1996—2008年)
經過了20多年勘探開發工作,已經深諳我國自然海況條件,需要我們大力開發核心技術,才能高速高效地發展中國海洋石油業。進入「九五」期間我國海洋石油科技發展以實現公司「三個一千萬噸」和降低油桶成本為具體目標,進入了高速、高效、跨越式發展的新階段。
1.「九五」後三年科技工作的重點
1)解決三大難題
(1)海上天然氣勘探。
(2)海上邊際油田開發。
(3)提高海上油田採收率。
2)開展四項科技基礎工作
(1)建立海上石油天然氣行業與企業標准。
(2)建立中國海油信息網路上的科技信息子系統。
(3)開展海上油氣田鑽采工藝基本技術研究。
(4)開展海洋石油改革與高速發展戰略軟科學研究。
3)攻克八項高新技術
(1)海上天然氣田目標勘探技術。
(2)海上地球物理高解析度、多波技術。
(3)海洋地球物理測井成像技術等。
(其他技術與勘探無關,故此處不詳細列出)
由於上述「三四八」科技規劃的實施,在海上油氣勘探開發生產建設的科技創新中,取得了一大批優異成績,充分顯示了科技進步產業化的巨大威力。
2.「863」海洋石油進入國家高新技術領域
在《海洋探查與資源開發技術主題》的6個課題研究工作中,中國海油技術達到了創新的紀錄。分別是:(1)海上中深層高解析度地震勘探技術;(2)海洋地球物理測井成像技術;(3)高性能優質鑽井液及完井液的研製;(4)精確的地層壓力預測和監測技術;(5)高溫超壓測試技術;(6)海底大位移井眼軌道控制技術。
特別的,在「863」計劃「九五」期間27項重大項目中,海洋石油的《鶯瓊大氣區勘探關鍵技術》更為顯著。其中的海上中深層高解析度地震勘探技術、海上高溫超壓地層鑽井技術、海底大位移井鑽井技術、海上成像測井技術等取得了舉世矚目的成就。
「863」計劃執行16年間取得了一大批具有世界領先水平的研究成果,突破並掌握了一批關鍵技術,同時培育了一批高技術產業生長點,為傳統產業的改造提供了高技術支撐,更為中國高技術發展形成頂天立地之勢提供了巨大的動力。
3.「九五」技術創新碩果
海上中、深層高解析度地震勘探技術躋身前列,研製了海上多波地震勘探設備,打破了國際技術壟斷。研製出的框架式多槍相干組合震源、立足於不疊加或少疊加的處理技術、聚束濾波去多次波等技術,均已達到世界先進水平。
成像測井系列儀器達到了國際90年代中期水平,屬於國內先進技術。認可的技術創新有:(1)八臂地層傾角測井儀的八臂液壓獨立推靠技術;(2)高溫高壓絕緣短節;(3)薄膜應變型井徑與壓力感測器;(4)多極子聲波測井儀的高溫高壓單極、偶極,斯通利波換能器;(5)高溫專用混合厚膜電路晶元;(6)電阻率掃描測井儀的24電扣極板技術;(7)內置電動扶正、八臂獨立機械推靠器技術。
解決了高溫超壓鑽井世界性難題的關鍵技術,包括高溫超壓鑽完井液、精確的地層壓力預測和監測技術、高溫超壓地層測試技術。
確認高溫超壓環境可以成藏,鶯歌海中深層有良好的砂岩儲層和封蓋層,二號斷裂帶是斷裂繼承性發育帶,既要重視古近系斷裂批復結構的圈閉,又要注意新近系反轉構造及砂岩體的勘探。
三、勘探技術分析
1.海洋石油地質研究與評價
富生油凹陷的分析與評價技術說明了我國近海油氣資源分布基本規律,也是油氣選區的基本依據。中國近海51個主要生油凹陷,經多次評價共篩選出10個富生油凹陷作為勘探重點。富生油凹陷占總儲量發現的84%,其中5個凹陷儲量發現超過了1億噸。
氣成藏動力學研究系統,在油氣勘探實踐中形成的石油地質研究系統,它強調了在烴源體和流體輸導體系的框架上,用模型研究和模擬研究正、反演油氣生成—運移—聚集的全過程,使油氣運移——這一石油地質研究中最薄弱的一環有了可操作研究方法和量化表現。該技術不但使中國海油地質研究跨入世界石油地質高新技術前沿,而且在珠江口盆地的實踐中,發現了重要的石油勘探新領域。
三維智能盆地與油氣成藏動力學模擬系統,中國自主開發的石油地質綜合研究計算機工作平台,這套系統突破了許多高難度的技術課題,實現了三維數字化盆地的建立和油氣運移、聚集的模擬。
精細層序地層學研究,引進國外先進技術實現成功應用的典範,大大提高了對地下沉積預測的能力,取得了豐富的應用成果。
勘探目標評價與風險分析方法,石油地質軟體科學研究的突出成果,它反映了勘探家由「我為祖國獻石油」到「股東要我現金流」的觀念性的轉化。通過規范勘探管理,將單純追求探井成功率轉變成儲量替代率、資本化率、桶油發現成本等全面勘探資本運營管理,使探井建井周期縮短2/3,每米探井進尺費用降低40%。
2.海洋石油地震勘探技術
從1962年至今,我國海上地震勘探技術發展已走過40個春秋,從初期光點記錄到24位模數轉換多纜多源數字磁帶記錄;從炸葯震源到高解析度相干空氣槍陣列震源;從光學6分定位、羅盤導航到DGPS、無線電聲吶綜合定位導航;從單次二維地震到非線性多次覆蓋三維地震;從「一炮定終生」的無處理地震到運算速度達每秒70億~80億次的大規模並行數字處理;從二維模擬處理到全三維數字處理;從NMO速度分析和疊加到DMO速度分析和疊加;從二維疊後射線偏移到全三維疊前波動方程時間偏移至全三維疊前深度偏移;從人工解釋繪圖到人機交互三維可視化解釋繪圖;從單一的構造解釋到構造、地震地層學和岩性地震學綜合解釋;從單一的縱波地震勘探到轉換多波地震勘探;從常規二維地震作業到高解析度二維至三維地震作業,我國海上地震勘探技術經歷了脫胎換骨的變化,基本上達到了與國際先進技術接軌的水平。海洋石油人多年的耕耘,換來了豐碩的成果:查清我國海域區域地質和有利沉積盆地的分布,為勘探指明方向;查明了盆地主要構造帶和局部構造的分布,為油氣鑽探提供了井位;發現了以蓬萊19-3油田為代表的多個億噸級大油田和以崖城13-1氣田為代表的多個大氣田;直接使構造和探井成功率不斷提高,分別達到53%和49%;為開發可行性研究、建立油氣藏模型、編制OPD報告,提供各種主要參數和地質依據。
上述成果充分證明,海洋物探在海洋石油工業發展中起到了先鋒作用,其技術發展是海上油氣勘探與開發增儲上產的重要手段。
3.海洋石油地球物理測井技術
我國海洋地球物理測井技術,是伴隨海洋石油勘探開發成長發展起來的。改革開放以前,海上測井作業只能選用陸地上最先進、最可靠的測井儀器進行。到20世紀80年代,利用國家改革開放賦予海洋石油的優惠政策,有計劃地引進國外先進技術與管理模式,1981年成立了中國海洋石油測井公司,並直接引進美國西方阿特拉斯CLS-3700多套技術裝備。與此同時,在引進、消化、吸收國外先進技術的基礎上,充分利用信息技術的新成果,緊緊抓著技術與學科緊密結合的關鍵,積極開展數控測井技術研究與開發,逐步形成了研究、製造、作業、解釋、培訓「五位一體」的機制。先後研製成功HCS-87數控測井和ELIS-I成像測井地面以及部分下井儀器設備。同時,培養了人才、鍛煉了隊伍,為測井設備的國產化打下了堅實的基礎。
4.勘探過程中的海洋環境保護
在開發海上資源的同時也不能忽視海洋環境保護,這是海上油氣田勘探開發中不容忽視的一項技術。1996年,中國海洋石油以全新的「健康、安全、環保」理念,實施安全、健康、環保、管理體系,開始步入科技化、規范化、井然有序的法制管理軌道。
安全生產是國家經濟建設的重要組成部分,良好的安全生產環境和秩序是經濟發展的保障。海洋石油工業有著投資大、技術難度高、環境因素復雜、風險大的特點,一旦出了事故,施救工作非常困難;在小小的平台上,集中了幾百套設備和眾多人員,一旦發生爆炸起火,人、物將毀於一旦;作業人員日常接觸的介質不是易燃,就是易爆,稍有不慎,就會造成海洋環境污染、生態環境損害。因此,加重了安全環保的工作責任,必須建立完善健康安全環保管理體系,才能確保海上油氣田安全生產。環境保護貫穿於整個生產過程和生產生活的各個領域,就此建立了完善的健康安全環保機構、安全的法規體系和管理體系,實行全方位、全過程的科學管理。
觀測海洋、檢測海洋,及時進行海冰、台風、風暴潮、地震等特殊海洋環境的預報,是海洋油氣勘探開發生產的不可缺少的條件。為此,開展了廣泛深入的觀測、監測和預報系統研究及綜合、集成、生產應用等工作,形成了海上固定平台水文氣象自動調查系統、海洋環境要素數值模擬分析計算和各種災害監測預報技術,在生產實踐中取得了顯著成效。
四、發展趨勢
隨著全球能源需求的不斷膨脹,陸上大型油田日益枯竭,於是人們逐漸將目光投向海洋,因為那裡有著很多未探明的油氣儲量。盡管過去由於技術不成熟人們對海洋望而卻步,但自深海鑽井平台出現後,人類就開始向幾百米甚至幾千米海洋深處進軍。
隨著海洋鑽探和開發工程技術的不斷進步,深水的概念和范圍不斷擴大。90年代末,水深超過300米的海域為深水區。目前,大於500米為深水,大於1500米則為超深水。研究和勘探實踐表明,深水區油氣資源潛力大,勘探前景良好。據估計,世界海上44%的油氣資源位於300米以下的水域。隨著未來投資的增加,海上油氣儲量和產量將保持較快增長。其中,深水油氣儲量增長尤為顯著。到2010年,全球深水油氣儲量可達到40億噸左右。
面對如此良好的開發前景,我國海洋石油公司也制定了協調發展、科技領先、人才興起和低成本等4個發展策略。盡快提高中國海油科技競爭力無疑是其中重要的組成部分。就海洋石油勘探部分,我國通過建立中國海油地球物理勘探等技術,通過技術創新與依託工程有機地銜接,創造條件使其發揮知識和技術創新的重要作用。天然氣的勘探也需要進一步解決地球物理識別技術、高溫超壓氣田勘探開發技術、非烴氣體分布於工業利用等;深水油田的勘探和開發需要深水地球物理採集和處理、深水鑽完井技術、深水沉積扇研究、深水生產平台等多種技術。
我國海洋深水區域具有豐富的油氣資源,但深水區域特殊的自然環境和復雜的油氣儲藏條件決定了深水油氣勘探開發具有高投入、高回報、高技術、高風險的特點。發展海洋石油勘探技術需要面對如下問題:
(1)與國外先進技術存在很大差距。截至2004年底,國外深水鑽探的最大水深為3095米,我國為505米;國外已開發油氣田的最大水深為2192米,我國為333米;國外鋪管最大水深為2202米,我國為330米。技術上的巨大差距是我國深水油氣田開發面臨的最大挑戰,因此實現深水技術的跨越發展是關鍵所在。
(2)深水油氣勘探技術。深水油氣勘探是深水油氣資源開發首先要面對的挑戰,包括長纜地震信號測量和分析技術、多波場分析技術、深水大型儲集識別技術及隱蔽油氣藏識別技術等。
(3)復雜的油氣藏特性。我國海上油田原油多具高黏、易凝、高含蠟等特點,同時還存在高溫、高壓、高CO2含量等問題,這給海上油氣集輸工藝設計和生產安全帶來許多難題。當然,這不僅是我們所面臨的問題,也是世界石油界面臨的難題。
(4)特殊的海洋環境條件。我國南海環境條件特殊,夏季有強熱帶風暴,冬季有季風,還有內波、海底沙脊沙坡等,使得深水油氣開發工程設計、建造、施工面臨更大的挑戰。我國渤海冬季有海冰,如何防止海冰帶來的危害也一直是困擾科研人員的難題。
(5)深水海底管道及系統內流動安全保障。深水海底為高靜壓、低溫環境(通常4℃左右),這對海上和水下結構物提出了苛刻的要求,也對海底混輸管道提出了更為嚴格的要求。來自油氣田現場的應用實踐表明,在深水油氣混輸管道中,由多相流自身組成(含水、含酸性物質等)、海底地勢起伏、運行操作等帶來的問題,如段塞流、析蠟、水化物、腐蝕、固體顆粒沖蝕等,已經嚴重威脅到生產的正常進行和海底集輸系統的安全運行,由此引起的險情頻頻發生。
(6)經濟高效的邊際油氣田開發技術。我國的油氣田特別是邊際油氣田具有底水大、壓力遞減快、區塊分散、儲量小等特點,在開發過程中往往需要考慮採用人工舉升系統,這使得許多國外邊際油氣田開發的常規技術(如水下生產技術等)面臨著更多的挑戰,意味著水下電潛泵、海底增壓泵等創新技術將應用到我國邊際油氣田的開發中;同時也意味著,降低邊際油氣田的開發投資,使這些油氣田得到經濟、有效的開發,將面臨更多的、更為復雜的技術難題。
高科技是海洋油氣業的重要特徵,海洋油氣業的發展正是我國石油能源產業「科技領先戰略」的最直接體現。只有堅持自主科技創新,才能不斷提高我國海洋油氣業的核心競爭力。2004年以來,我國在海洋石油的勘探新領域和新技術、提高採收率、邊際油田開發、深水油田開發、重質油綜合利用、液化天然氣與化工、新能源開發、海外勘探開發等領域實現了一系列突破。
2008年,中國海油兩項成果獲國家科技進步二等獎。其中一項成果是針對中國南海西部海域所存在的高溫超壓並存、井壁失穩嚴重等世界級重大鑽井技術難題,研發出一套具有自主知識產權的復雜構造鑽井關鍵技術。截至2008年底,這些技術在南海西部海域7個油田以及北部灣盆地、珠江口盆地、瓊東南盆地的探井及評價井共計76口井的鑽井作業中得到推廣應用,並取得了良好效果。鑽井井眼復雜事故率從40%~72%降至5%以下,遠低於國際上20%的統計指標,井眼報廢率也從5%降至0%,不僅節約了可觀的鑽井直接成本,而且加快了邊際油氣田的開發,創造了可觀的經濟效益。該項技術研究與應用大大提高了中國海油的鑽井技術水平,扭轉了之前該海域復雜井作業技術依賴外國石油公司的歷史。
而經過十多年的自主研究,中國海油開發形成了一整套具有自主知識產權的適合海洋石油開發要求的成像測井系統(ELIS)。這是我國自行研製的第一個滿足海上石油測井要求的成套技術裝備。該系統的研發和產業化打破了國外測井設備對我國海上和世界石油測井市場的長期壟斷。截至2008年底,中國海油累計生產裝備10套,總值達5億元人民幣,產品已進入國內外作業市場,年服務收入達3.8億元人民幣,創匯2800萬美元,效益顯著。
同時,中國海油專利申請量和授權量也已進入穩步增長階段,截至2008年底,中國海油累計獲得授權的有效專利達423項,其中發明專利105項。
2008年,中國海油首次獲准承擔國家「973」計劃課題,實現了科學研究層次的新突破。在國家重大科技專項「大型油氣田及煤層氣開發」里,中國海油將承擔6個項目和兩個示範工程。