2014年09月15日 星期一
驰骋在地质导向技术前沿
——胜利钻井院随钻电磁波电阻率测井仪MRC研发纪实

    □ 本报通讯员 王 宁

    MRC全名多频多深度电磁波电阻率测井仪,它以探测不同深度地层信息的电阻率测量仪为核心,与集成化的井斜、方位伽马测量仪相连,接驳动力钻具,能够在随钻钻井过程中对地质参数和工程参数实时进行一体化测量,从而有效提高油层穿透率,是解决复杂结构井难题的高端仪器。

    2012年,胜利钻井院自主研发的首支胜利博丰MRC地质导向系统横空出世,在两年多的时间里,累计现场应用50余口井次,单井储层钻遇率平均提高20%以上,建井周期平均缩短4天,测井成功率高达100%。MRC的诞生,动摇了国外油服公司在技术和市场方面的垄断地位。

    胜利博丰MRC目前获得3项国家发明专利和10项实用新型专利,并且荣获2014年中石化工程公司科技进步一等奖。在荣誉的背后,是钻井院随钻测控团队数年如一日的钻研和追逐,才换来了今天可喜的一步。

    问鼎随钻测井

    远大的志向从来离不开困境的鞭策。随着我国石油勘探开发难度的增大和对测井技术的高度依赖,传统电缆测井已经无法满足大斜度井、水平井、分支井等特殊工艺井的测量需求,要想获取复杂结构井地质参数,最佳的办法是采用随钻测量。但同一时期,斯伦贝谢、贝克休斯、哈里伯顿等国际油服巨头凭借先进的LWD无线随钻测量仪几乎垄断了整个市场,为了保持油田稳产高产,我们不得不付出高额费用购买国外的仪器或相关服务。

    为了扭转被动的局面,钻井院依托“十五”科技攻关项目“复杂油气藏配套钻技术及关键装备研究”,经过三年埋头钻研和自主创新,成功研制出随钻自然伽马和随钻感应电阻率双地质参数的地质导向仪器,成为我国地质导向史上的第一座里程碑。作为当年中石化十条龙科技攻关项目的翘楚,钻井院不但因此获得了无数的鲜花和掌声,也吸引了国内各大油田纷至沓来的合同和订单,一时间可谓名利双收。

    钻井院人没有因为短暂的胜利而得意,以钻井院首席专家杨锦舟为核心的研发团队清醒地认识到,我国在随钻测井技术方面和国外还有很大的差距,包括探测深度浅、曲线精度低、参数种类少等等崇山峻岭般的难题横亘在大家的面前。在杨锦舟看来,没有愚公移山的精神,形不成自主知识产权的随钻测量核心技术,就会使国家的石油事业永远受制于人,我们的钻井工艺也无出头之日。

    正是因为怀着一份对石油产业的忧患,钻井院在“十一五”期间,成功申请国家863项目“随钻测井核心探测器关键技术研究”,开展了随钻电磁波电阻率、随钻中子、随钻密度三种测井仪器在内的第二代地质导向系统的研发攻关并接连取得硕果,其中就包括MRC随钻电磁波电阻率测井仪。

    试剑孤古8井

    和第一代感应电阻率测井仪不同,MRC电磁波电阻率测井仪通过四发双收多频电磁波信号,能够随钻获取8条地层电阻率曲线,比原先只有1条曲线所包含的地层信息更加丰富和精确,而且测量范围更广、深度更大,有利于系统提前准确发现油层,提高油层钻遇率。

    为了检验电磁波电阻率测井仪的应用效果,确保国产电阻率测井仪能够一举跻身国际先进地质导向系统的行列,钻井院随钻测控团队经过周密筹备,在完全具备应用条件之后,2012年3月6日在孤古8井进行现场试验。孤古8井是胜利油田1985年完钻的一口预探井,完钻井深2800.8米,是用于试验各种下井仪器的标准对比井。此前,斯伦贝谢、贝克休斯、哈里伯顿等都曾在该井进行过电阻率测井。当天,钻井院技术人员拢聚孤古8井,像教给孩子学步那样,松开了双手,注视着封装有MRC仪器的钻铤缓缓下入井中,在场的每一个人都屏住了呼吸。经过短暂的等待,仪器顺利到达指定深度,通过实时测量2100米至2300米重复井段及目的井段,成功获取了随钻电磁波相位差及幅度比曲线,对比国外著名油服公司试验结果,仪器测量精度、动态范围、薄层分辨率等主要技术指标均达到国际先进水平。得知这一消息,整个研发团队一片欢腾。

    兴奋之余,钻井院随钻测控技术人员展现了一贯的虚心和冷静,他们为提高产品可靠性,在现场试验成功的基础上,深入优化仪器天线结构、测量控制方法和封装制造工艺,通过非对称天线补偿、超声井径补偿、多阶非线性温度修正、精密装配工艺等技术,有效消除系统测量误差及井眼影响,显著提高了仪器的测量精度和稳定性。在电磁波钻铤上加入了井斜和方位伽马参数,实现了近钻头井斜、方位伽马、多深度电阻率近钻头一体化测量,形成了成熟的胜利博丰MRC地质导向系统。同年7月,改良后的仪器在郑411-平23井进行应用取得圆满成功,自此进入全面推广应用阶段。

    逐鹿高端市场

    胜利博丰MRC地质导向系统专为开发复杂断块油藏、隐蔽油藏和薄油藏等复杂油气藏而研制,拥有完全自主知识产权,和国际同类产品相比,性能相似且费用低廉,极具行业竞争力,很快便相继打开了内外部市场。

    2012年11月,在胜3-平129井施工过程中,MRC系统测量井段460米,穿越油层95米,按照测量数据直接下套管、固井,高质高效完成了任务,完全替代了电缆测井,受到了对方高度赞扬:“有了你们的宝贝,我们的工作难题小多了,打起井来更有把握了!”

    2013年上半年,钻井院在成功提高井斜及伽马测量精度后,先后进军四川广金6-2HF井和吉林油田黑平5井、让平6井并双双取得成功。在黑平5井地质导向施工过程中,国外进口的仪器连续三趟钻出现故障,更换我们的设备后仅一趟钻就完成了测井任务,受到甲方一致好评。MRC优良的品质,使得钻井院地质导向系统正式走出胜利油田,进军国内市场。

    2013年12月,4英寸的小尺寸MRC仪器首次亮相营17-斜82井,随钻测量86小时,成功穿越多套油层,与临井及电缆测井资料对比,该仪器的测量精度、动态范围、分辨率及钻铤结构、密封性能等方面达到国际先进水平。

    2014年5月,胜利博丰MRC在江苏油田永42-平1井大显身手,在地质结构复杂、钻遇难度大的困难面前,该仪器稳定工作、准确卡层,创造了江苏油田域内最深水平井和3500米至4000米水平井最短钻井周期两项记录。钻井院也因此提前拿到了下一口井的技术服务合同。

    锤炼金牌品质

    市场竞争是一场永无休止的博弈,由于胜利博丰MRC地质导向系统的出色表现,据了解有些国外公司已经开始降低随钻测井服务费并且准备放开部分高端产品的销售限制。为了增强与世界一流油服公司同台竞技的能力,捍卫国产随钻地质导向品牌,钻井院始终全力支持新技术、新产品研发。

    从MRC诞生之日起,钻井院科研工作者像育人成才那样不断改良设备结构、提高测量能力、延长使用寿命。短短的几年时间里,胜利博丰MRC地质导向系统已经今非昔比,目前该仪器陆续发展出8英寸、6英寸、4英寸等三种尺寸以满足不同类型井眼的需要,形成了年产30套MRC地质导向系统的仪器制造能力,并与国内多家单位达成战略合作协议及产品供货意向,开辟了新的利润增长点。

    如今,胜利博丰MRC已经拥有并发布三项行业标准,成为了国内随钻地质导向领域名副其实的领先者,踏上了国产地质导向系统的高端之路。

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