国内石油勘探开发对象的变化迫切需要测井技术的更新换代。863计划瞄准成像测井前沿技术,将有助于打破国际垄断,形成具有自主知识产权的测井核心技术和装备。
随着油气勘探开发的不断深入,其对象也越来越复杂。测井作为石油勘探开发的重要手段,其地位和作用日益彰显。
为了解决我国当前油气勘探开发中测井技术的瓶颈问题,科技部已将“先进测井技术与装备”重大专项列入“国家高技术研究发展计划”,即863计划。近日,中国石油和中国石化在京联合召开了项目启动会,并任命中国石油测井公司副总经理胡启月教授担任该项目的项目长。
满足新的需求
发现油气层是石油测井的本质,被誉为“石油工业的眼睛” 的石油测井是利用声、电、核、磁等学科原理,大量应用现代新材料、新工艺、微电子和计算机技术,在高温、高压的井筒环境对地层进行测量的高科技工程技术,是精确了解地层构造和地层组分,寻找油气资源并对其进行评价的重要手段。
胡启月向记者介绍,进入20世纪90年代,我国石油勘探开发目标和对象发生了巨大变化,复杂岩性油气藏、隐蔽油气藏占整个油气资源的60%,探明难度越来越大。进入中后期开发的油气藏含水率在80%以上,剩余油评价、油田监测问题突出,开发难度日益加大。对于这些新的难题,要求测井装备具有更准的测量精度、更高的纵向分辨率,更大的探测深度,更好的环境适应性。而我们所用的常规测井技术和装备已经越来越不能满足石油工业发展的需要。
据统计,在全球范围内的石油勘探开发中,使用高精度数控测井仪器已经使石油探明储量增加了5个百分点,而成像测井仪器的使用又使石油探明储量在原有基础上再增加5-10个百分点。就我国来说,这个比例可能还要大一些。在工程测井(套管检测、固井质量评价等)中,成像测井技术和装备也得到了广泛应用。然而,国内服役的成像测井装备均为引进,价格昂贵不说,由于技术壁垒,引进和使用均受到限制,配件和材料供应也受到国际公司的垄断和制约,仅靠引进装备已不能满足国内勘探开发的需求。同时,这些设备的价格还在以每年20%左右的速度增长,不仅增加了依靠引进国外仪器进行勘探开发的成本,而且对我国测井行业的经济效益带来了巨大的压力。
因此,研发出适合我国地质特点的先进的成像测井技术和装备,提供更丰富的测井信息,降低测井服务成本,既是满足我国油气资源勘探开发的需求,同时也是适应中国石油企业不断拓展海外油气资源及开拓海外服务市场的需要。
打破国外垄断
胡启月介绍说,成像测井技术是为适应复杂油气藏,如裂缝、薄互层、各向异性等油气藏的勘探、开发而发展起来的新的前沿技术。自上世纪90年代成像测井技术推出以来,成像测井逐步替代数控测井,市场份额逐渐增多。有数据表明,近年来成像测井服务在国外市场占60%以上,国内达到了25%左右,而且成像测井的市场份额日益增加。目前世界三大测井公司——斯仑贝谢、贝克休斯、哈里伯顿都拥有各自的成像测井系统,代表了测井技术的国际先进水平。
近几年国际三大测井公司不仅在随钻测井、核磁共振测井、过套管测井、电缆地层测试器等高端技术领域加大研究,还研制出了多极子声波、多分量感应、油基泥浆电阻率成像等新型井下仪器,测量信息不断丰富,测井系列不断更新换代,服务的深度和广度不断扩展,进一步加大了市场竞争和技术壁垒。
我国测井技术和装备多年来主要走的是引进、消化、吸收、仿制的技术路线,从引进模拟测井到数控,再到成像测井装备,从国产JD581到各种国产数控测井仪,在我国石油勘探开发的各个时期基本满足了生产实际的需要。
经过多年的探索,我国测井科技已开始摆脱模仿型技术路线,基本走出了跟踪引进的阶段,已经具备一定的自主创新能力。20世纪90年代相继推出了自主研发的多种型号的数控测井系统。近年来,进一步加大科技攻关力度,推出了一批新型的测井装备,如EILog-05、SL-6000、ELIS等成套测井装备。在成像测井研究方面,微电阻率成像测井、阵列感应测井、均匀场核磁共振测井、超声成像测井等部分关键技术取得突破。在激发极化测井、脉冲中子测井等方面形成了特色技术,为成像测井装备的研发奠定了基础。
此外,还形成了多种适应中国地质特点的测井解释评价技术,开发了LEAD、FORWORD、START等一批具有自主知识产权的测井解释软件。形成了包括动态监测测井、工程测井和地层参数测井的具有中国特色的生产测井技术。
虽然我国测井技术已经取得了长足的进步,并在此基础上形成了一定的测井装备制造能力,但是胡启月指出,我国测井技术和测井装备的研究水平和制造水平与国际三大测井公司相比仍有较大差距。这种差距主要表现在储备技术少,成果转化慢,综合性研究人才缺乏,自主创新能力不足。“可以说,我国测井的整体技术和装备水平与国外相差一代,还没有一套完整的自主研发的成像测井装备。”
形成自主品牌
国内装备需要更新换代,尤其需要先进的成像测井装备。据悉,目前国内现有测井装备800余套,其中成像测井系统90余套,全部为引进。随着勘探开发的深入和海外市场扩大,成像测井装备的需求更大,预计“十二五”期间我国石油测井企业需要成像测井装备400余套。
胡启月透露,当前国外同类测井装备每套约8000万元人民币,如全部引进,约需320亿元人民币。如果“先进测井技术与装备”重大专项研制成功,产业化后每套约4000万元人民币,这样可节约总投资160亿元人民币。
以高可靠性、高集成度成套测井装备的研究开发为目标,带动相关应用基础和测井资料处理解释方法的研究,已逐步成为测井行业的共识。
“坚持自主创新,发展具有自主知识产权的测井核心技术和装备至关重要”,胡启月表示。据介绍,该项目研究将紧紧围绕油气勘探开发和提升国际竞争力的需求,研制一套由综合化地面系统及配套软件、高速数据传输系统、高可靠井下测量仪器系列等组成的先进适用的成像测井技术与装备,解决采集与处理解释一体化、实时校正、高速数据传输、微弱信号采集与数字处理、井下仪器电路集成等关键技术。实现网络化、高速化、集成化、阵列化,形成技术先进、性能可靠的具有自主知识产权的成套成像测井技术和装备,使其成为我国石油测井的自有品牌,有效提高勘探开发效益,降低巨额投资成本,满足国内复杂油气藏测井评价和开拓海外市场的需要。同时,提升我国石油测井在国际上的地位和竞争能力,打破国外公司在测井装备市场和测井服务市场的垄断,具有可观的经济效益和社会效益。
不仅如此,通过该项目研究,还将培养和造就一批具有国际先进水平的设计、研发、制造和组织管理人才,形成较为成熟的具有国际水平的组织管理模式,完善测井技术创新体系。