新型剖面測(cè)井儀打破國外技術(shù)壟斷 *儀器空白

  導(dǎo)讀：該測(cè)井儀是我國成功設(shè)計(jì)制造出的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的水平井流體成像產(chǎn)出剖面測(cè)井儀及配套便攜地面測(cè)井系統(tǒng)，打破了國外同類儀器技術(shù)壟斷，已形成兩項(xiàng)國家。

　　“去年年底，我們自主研制的存儲(chǔ)/直讀水平井產(chǎn)出剖面測(cè)井儀已經(jīng)通過了中國石化專家組驗(yàn)收。”近日，中原石油工程公司地球物理測(cè)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(cè)井儀是我國成功設(shè)計(jì)制造出的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的水平井流體成像產(chǎn)出剖面測(cè)井儀及配套便攜地面測(cè)井系統(tǒng)，打破了國外同類儀器技術(shù)壟斷，已形成兩項(xiàng)國家。

　　技術(shù)限制應(yīng)用

　　產(chǎn)出剖面測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)是了解生產(chǎn)井產(chǎn)出狀況的重要窗口，是生產(chǎn)井動(dòng)態(tài)分析的基礎(chǔ)，也是生產(chǎn)井下一步改造措施的依據(jù)。“隨著國內(nèi)利用水平井開發(fā)油氣藏的力度不斷加大，現(xiàn)有的產(chǎn)出剖面測(cè)井儀受結(jié)構(gòu)上的局限，在水平井中只能測(cè)取井筒中局部的數(shù)據(jù)，測(cè)量結(jié)果不能真實(shí)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(yīng)用。”郭國民告訴記者。

　　據(jù)悉，國內(nèi)傳統(tǒng)的單探頭產(chǎn)出剖面測(cè)井儀適用于近似直井，而水平井中流體流動(dòng)特征復(fù)雜，對(duì)產(chǎn)出剖面測(cè)井儀提出了更高要求。近年來國內(nèi)多個(gè)測(cè)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(chǎn)出剖面測(cè)井儀，但目前均尚未推出具體產(chǎn)品。而國外同類儀器價(jià)格較為昂貴，定價(jià)甚至達(dá)到410萬美元一套。

　　郭國民說：“施工方面，頁巖氣水平井產(chǎn)氣剖面動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)以前都被國外公司壟斷，每次測(cè)井施工費(fèi)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(huì)被卡脖子。”

　　迎難發(fā)起攻關(guān)

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

　　“存儲(chǔ)/直讀水平氣井產(chǎn)出剖面測(cè)試儀的研制非常難，儀器結(jié)構(gòu)、陣列多探頭信號(hào)抗干擾遠(yuǎn)距離傳輸、信號(hào)采集處理電路、控制軟件等內(nèi)容都非常復(fù)雜，這種儀器可以說是代表了產(chǎn)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(fù)雜等難題，作為項(xiàng)目組長的郭國民從儀器架構(gòu)和部件CAD設(shè)計(jì)開始，帶領(lǐng)課題組在測(cè)量臂鉸接方式、電動(dòng)推靠力矩、增加儀器井下運(yùn)行自適應(yīng)安全裝置等方面一一進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)了走線集結(jié)構(gòu)，使得測(cè)量臂在井斜時(shí)也能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和顯示。此外，在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)如何能快速地更換探頭也是使用者比較關(guān)心的問題，為此，課題組還優(yōu)化了17個(gè)探頭布局以及儀器強(qiáng)度與探頭容納空間的平衡，在大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，嘗試了采用獨(dú)立結(jié)構(gòu)和線路筒連接儀器內(nèi)各探頭，方面現(xiàn)場(chǎng)更換單個(gè)探頭。

　　“國外同類儀器價(jià)格昂貴，并且存在技術(shù)保護(hù)。該課題的完成，打破國外儀器技術(shù)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(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)支撐。”郭國民高興地說。

　　郭國民介紹，通過3D轉(zhuǎn)換、模型制作和軟件仿真，課題組對(duì)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行了反復(fù)修改和完善，儀器工作強(qiáng)度滿足了連續(xù)油管輸送的要求，各項(xiàng)測(cè)量性能也都達(dá)到了高標(biāo)準(zhǔn)，其中多項(xiàng)創(chuàng)新。其中，課題組研制的光學(xué)持氣儀代替?zhèn)鹘y(tǒng)放射性法進(jìn)行安全環(huán)保施工，并實(shí)現(xiàn)了和電容持水優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)進(jìn)行流體成分測(cè)量。在存儲(chǔ)/直讀雙模式短節(jié)研制上，課題組還完成了井下儀器信號(hào)調(diào)制與解調(diào)，使用單片機(jī)和CPLD芯片技術(shù)，在直流供電單芯電纜上實(shí)現(xiàn)了測(cè)量數(shù)據(jù)上傳和控制命令下行的全雙工雙向通訊，井下直接存儲(chǔ)數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一，使得該儀器具備無電纜存儲(chǔ)和有電纜直讀測(cè)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(shí)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(chǔ)/直讀水平井產(chǎn)出剖面測(cè)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(fèi)用。

　　郭國民介紹，目前，他們研制的樣機(jī)經(jīng)過三相流室內(nèi)刻度和現(xiàn)場(chǎng)井實(shí)驗(yàn)，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到了實(shí)際應(yīng)用要求，下一步將進(jìn)行成果轉(zhuǎn)化和推廣應(yīng)用。