新型剖面測井儀打破國外技術壟斷 *儀器空白

  導讀：該測井儀是我國成功設計制造出的具有自主知識產權的水平井流體成像產出剖面測井儀及配套便攜地面測井系統(tǒng)，打破了國外同類儀器技術壟斷，已形成兩項國家。

　　“去年年底，我們自主研制的存儲/直讀水平井產出剖面測井儀已經通過了中國石化專家組驗收。”近日，中原石油工程公司地球物理測井公司儀器研發(fā)保障中心副主任郭國民向記者表示，該測井儀是我國成功設計制造出的具有自主知識產權的水平井流體成像產出剖面測井儀及配套便攜地面測井系統(tǒng)，打破了國外同類儀器技術壟斷，已形成兩項國家。

　　技術限制應用

　　產出剖面測井數(shù)據是了解生產井產出狀況的重要窗口，是生產井動態(tài)分析的基礎，也是生產井下一步改造措施的依據。“隨著國內利用水平井開發(fā)油氣藏的力度不斷加大，現(xiàn)有的產出剖面測井儀受結構上的局限，在水平井中只能測取井筒中局部的數(shù)據，測量結果不能真實反映全井筒流體狀況，這也限制了現(xiàn)有儀器在水平井中的大規(guī)模應用。”郭國民告訴記者。

　　據悉，國內傳統(tǒng)的單探頭產出剖面測井儀適用于近似直井，而水平井中流體流動特征復雜，對產出剖面測井儀提出了更高要求。近年來國內多個測井儀器制造公司都在積極投入，力求研發(fā)出適用于水平井的陣列多探頭產出剖面測井儀，但目前均尚未推出具體產品。而國外同類儀器價格較為昂貴，定價甚至達到410萬美元一套。

　　郭國民說：“施工方面，頁巖氣水平井產氣剖面動態(tài)監(jiān)測以前都被國外公司壟斷，每次測井施工費用要將近三百萬元。而且有些特殊情況下，他們要是不愿意施工，我們氣井措施改造就會被卡脖子。”

　　迎難發(fā)起攻關

　　2016年起，郭國民與課題組成員承擔了中國石化專項科研課題《存儲/直讀水平氣井產出剖面測試儀研制》。雖然事前已經充分考慮了研制的復雜情況，但真正深入課題后，困難還是超出他們的想象。

　　“存儲/直讀水平氣井產出剖面測試儀的研制非常難，儀器結構、陣列多探頭信號抗干擾遠距離傳輸、信號采集處理電路、控制軟件等內容都非常復雜，這種儀器可以說是代表了產出剖面儀器。”郭國民說。

　　為了解決小直徑儀器的空間小、探頭多、布局復雜等難題，作為項目組長的郭國民從儀器架構和部件CAD設計開始，帶領課題組在測量臂鉸接方式、電動推靠力矩、增加儀器井下運行自適應安全裝置等方面一一進行優(yōu)化，設計了走線集結構，使得測量臂在井斜時也能進行實時監(jiān)測和顯示。此外，在現(xiàn)場施工時如何能快速地更換探頭也是使用者比較關心的問題，為此，課題組還優(yōu)化了17個探頭布局以及儀器強度與探頭容納空間的平衡，在大量實驗數(shù)據的基礎上，嘗試了采用獨立結構和線路筒連接儀器內各探頭，方面現(xiàn)場更換單個探頭。

　　

　　“國外同類儀器價格昂貴，并且存在技術保護。該課題的完成，打破國外儀器技術壟斷局面，為公司創(chuàng)新創(chuàng)效，并為油氣公司的油氣藏管理，提供水平井動態(tài)監(jiān)測技術支撐。”郭國民高興地說。

　　郭國民介紹，通過3D轉換、模型制作和軟件仿真，課題組對設計圖進行了反復修改和完善，儀器工作強度滿足了連續(xù)油管輸送的要求，各項測量性能也都達到了高標準，其中多項創(chuàng)新。其中，課題組研制的光學持氣儀代替?zhèn)鹘y(tǒng)放射性法進行安全環(huán)保施工，并實現(xiàn)了和電容持水優(yōu)勢互補進行流體成分測量。在存儲/直讀雙模式短節(jié)研制上，課題組還完成了井下儀器信號調制與解調，使用單片機和CPLD芯片技術，在直流供電單芯電纜上實現(xiàn)了測量數(shù)據上傳和控制命令下行的全雙工雙向通訊，井下直接存儲數(shù)據格式統(tǒng)一，使得該儀器具備無電纜存儲和有電纜直讀測井雙模式。在配套地面便攜系統(tǒng)研制上，課題組力求用軟件代替硬件實現(xiàn)各種功能，做到了硬件小型化，方便攜帶和使用。此外，我國自主研發(fā)的這一存儲/直讀水平井產出剖面測井儀，硬件成本約200萬元，與國外同類儀器相比，每口井可以節(jié)約130萬元左右的施工費用。

　　郭國民介紹，目前，他們研制的樣機經過三相流室內刻度和現(xiàn)場井實驗，各項技術指標均達到了實際應用要求，下一步將進行成果轉化和推廣應用。