王磊
, 万亚旗
中石化胜利石油工程有限公司地质录井公司
中图分类号: TE132.1
文献标识码: A
收稿日期: 2019-10-8
网络出版日期: 2019-12-25
版权声明: 2019 《录井工程》杂志社 《录井工程》杂志社 所有
作者简介:
作者简介：王磊 高级工程师,1982年生,2005年毕业于中国石油大学(华东)电子信息工程专业,现在中石化胜利石油工程有限公司地质录井公司从事录井新技术项目运行工作。通信地址:257064 山东省东营市东营区乐园路1号。电话:13153566097。E-mail:wanglei0914@163.com
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摘要
根据科威特市场录井服务要求,基于对目前国内录井装备系统配置、软件应用及高端技术服务的介绍,分析国内录井装备研制及高端技术服务现状,以服务客户需求为出发点和落脚点,通过加快高端技术研发,设计录井解决方案,开展项目式科研管理,推动录井装备配置与功能同国际标准接轨,进一步推进录井转型升级发展,以期为井筒作业安全和油气勘探开发提供有力支持。
关键词：
多年来,录井在工艺发展、技术服务、经营管理等方面形成了较为成熟的运行体系和技术系列。在油价持续低迷的冲击下,市场竞争变得异常激烈,“本土为主、以量取胜”的运营模式受到冲击,工作量及利润率无法达到预期,服务性价比不断下降,成本一压再压,诸多企业出现亏损,那些曾经为我们带来巨大效益的录井装备与成熟技术,在现阶段则暴露出它的不适应性。因此,进一步丰富产品软硬件功能,推进高端技术服务、一体化服务成为录井发展的重要方向[1,2,3,4]。
科威特项目是中石化胜利录井在2017年中标的一个高端项目,与国内录井市场相比,它在录井装备和录井服务方面的要求更高、更严格、更细致。
在科威特市场,综合录井仪房体需取得DNV一区认证(Zone I),防火级别达到A60级,具备完整的设备检测证书,包括:DNV认证、耳板检测、负荷检测、无损检测、正压系统测试等。吊装绳索需经过权威机构检验,且每半年进行复检。
正压防爆系统对内部传感器、报警系统、最小超压、应急切断、内部噪声等均有详细要求,供电系统能够适应多种电压和不同频率的电源输入,提供适合不同用户使用的输出电压。同时配备大功率UPS和大容量空调,用以满足极端环境条件下的现场施工。
录井仪器房内部一般分为岩屑处理区、数据采集区和地质师工作区,各种分析化验设备均放置在岩屑处理区,并配有排风系统。拆分式荧光灯可提供紫外光和白光,观察口由透明玻璃密封,避免化学药品对面部的伤害;岩屑描述一般在高倍显微镜下完成,同时配有摄像头,对样品进行拍照;砂样风干烤箱需放置在仪器房内部,在油基钻井液作业环境下,烤箱的密闭效果和排烟能力至关重要。
室外传感器具有国际标准防爆认证,防爆级别达到EEx ib IIC T6或EEx ia IIC TAMB,工作温度能够适应中东地区高温环境,分支线路均采用防爆接线盒连接并通过格兰头密封,且本体需带有符合相关标准的防爆标识;超声波液位传感器可透过钻井液罐网状挡板直接测量液面高度,避免了钻井液罐割口和危险区域的热工作业。
全烃、组分检测仪最小检测体积分数灵敏度分别达到5×10-6和1×10-6,检测周期不超过30 s,管线滞后时间不超过90 s,采用不同浓度的标准气样进行标定,避免人工配比出现误差。在室外安装3个声光报警仪,用于H2S/CO2气体预警。
在科威特市场,多数综合录井仪都采用服务器存储和备份时间及深度数据,可在软件中手动输入层位、岩性、岩屑描述等地质信息,存入数据库。定向井和水平井施工中,能够集成第三方MWD/LWD数据,或将录井数据以标准格式传输到第三方系统。图形曲线可直接在监控界面上回放,远程终端工作站可提供钻进、气测、地质、钻井液、泵冲、体积监控、MWD/LWD等多种模式监控画面,甲方监督根据需要进行界面选择。具备数据远程传输功能,数据格式满足WITS和WITSML要求。
录井软件自带图件编辑功能,可从数据库读取钻井、气测、钻井液、地层压力、岩性等数据,一键生成综合录井图、气测录井图、地层压力图、时间图等PDF格式图件,用于日报和完井资料的快速提交。
循环系统水马力是影响机械钻速和井底岩屑清洁能力的关键参数,通过录井后台软件可以计算钻井液在经过不同管柱时的临界速度和平均速度,判断流体类型是层流还是紊流,计算循环系统各部位的压力损耗和井底循环当量密度,得到钻头水眼处的比水功率和冲击压强,工程施工方可根据水马力报告对水力参数进行优化。
在科威特市场,早期井涌监测、高级色谱分析、岩屑流量检测、钻具振动检测、XRF/XRD/SRA分析等新技术属于可选服务范畴,同时作为必须具备的服务能力成为市场准入先决条件,目前主要由GEOLOG、威德福、贝克休斯等国外公司提供系列服务。
早期井涌检测系统在钻进、起下钻、循环期间根据流体的增加或减少,精确检测钻井液出口的质量流量、密度和温度变化。水基钻井液可使用电磁流量计,油基钻井液可使用科里奥利流量计。与传统靶式流量计相比,科里奥利流量计具有反应灵敏、计量精确的特点,能够对井涌、井漏快速响应,从而确保井筒安全。
在线高级色谱分析系统主要由定量脱气器、色谱质谱检测仪、氢气发生器、空气压缩机等部件组成,用于分析钻井液气体中C1-C8含量以及CO2、H2等非烃组分含量,侧重反映烃组分中C6-C8的变化,参数涉及正构烷烃、异构烷烃、环烷烃和芳香烃。该服务通常需要根据不同地区地层特点,采用不同的解释模型和解释方法,对数据进行流体相分析,用于低气油比油层、油气水界面和低电阻率油层的识别。
岩屑流量检测是通过在振动筛处安装称重装置,对井筒返出岩屑进行实时测量和流量监控,利用软件对理论返出量和实际返出量进行对比,预测可能发生的井壁坍塌等井眼失稳状况或井眼净化不良等问题,为优化钻井提供第一手资料。
钻具振动检测利用高频系统采集立压、悬重、转速、扭矩四类参数,通过软件分析,检测钻具的扭转振动强度,计算振动参数,显示钻具振动的幅频变化,提醒钻井队及时调整钻井参数和施工方案,避免钻具疲劳和钻头磨损,有效保护MWD和井下螺杆等工具。
X射线荧光元素分析(XRF)能够实时定性、定量地测量岩屑岩心样品中的各类元素,用以识别富含有机质页岩段,通过化学地层建模识别断层带和地层变化。X射线全岩衍射矿物分析(XRD)通过矿物数据解释来识别烃源岩和潜在油气产层,在细碎岩性识别、页岩油气钻探选层以及致密油储集层评价方面作用明显。烃源岩分析(SRA)是利用总有机碳和岩石热解设备实时测量岩屑岩心样品中释放的烃类(S1)、热裂解释放的烃类(S2)、游离的CO2(S3)及干酪根成熟度(Tmax),测定生物降解的油、气体、冷凝物、蜡质油、残油或诸如柴油的污染物,分析样品中总碳、氢、氮及硫化物,可用于分析烃源岩生烃潜力,落实实际生产层,识别油/水或气/油储集层边界,评价地层成熟度、迁移路径和储集层连通性等。
目前国内录井装备的研制能力并不均衡,部分录井装备的硬件设施配置较为完备,可以满足市场要求;有的设备基础功能齐全,但后台软件在海外市场还不适应,有待完善。另外,高端技术在国内发展相对滞后,单项服务能力较为欠缺,无法在海外高端项目获得高回报[5,6,7,8]。
以中石化胜利石油工程有限公司生产的探索者系列EXPLORER ZH-3 型综合录井仪为例,2017年其在科威特项目成功打开市场,中标5年合同,合同额超亿元;2018年,5台录井仪在三家承包商中率先通过甲方验收,仪器配置和性能指标得到甲方很高的评价,在与GEOLOG、威德福、贝克休斯录井装备的同台竞争中,站稳了脚跟;2019年,又增加2台录井设备,进一步扩大了市场规模,体现出目前国内录井装备研制的水平可满足科威特市场要求。
科威特项目启动初期,国产录井软件在参数单位、界面功能、计算方法、后台处理、数据库存储等方面还难以适应西方油公司的施工要求。经过完善,新增30多项参数,增添了实时显示的同屏回放以及标注信息的实时编辑、修改、删除功能,并在历史曲线和远程界面同步响应;升级了6个后台处理程序,增加了在线水马力参数模块,强化了数据库同步备份,满足了合同要求。但国产录井软件在提供规范、简洁、友好的人机界面,数据的完整度和精准度,后台软件与实时软件同步,数据导出及数据库回写功能,系统稳定性等方面还需进一步改进。
近年来,中石化胜利石油工程有限公司地质录井公司开展了多个高端技术科研课题。2017年开展《深海录井配套技术研究》课题,主要包括岩屑连续称重系统、岩屑自动取样装置、深水冷钻井液气测系统、钻井液回流监测、WITSML标准数据传输等内容。目前已设计制造了岩屑流量检测装置和自动捞砂样机,改进了定量脱气器,应用双柱双流程设计了C1-C8色谱分析系统,自主研发了回流监测软件,完成了WITSML标准数据传输系统,实现了井场数据的无缝双向流动。2018年开展《随钻井涌井漏预警系统研制》《钻具振动监测系统研制》《碳同位素分析仪研制》等课题,在多口井完成科里奥利流量检测现场实验,实现了钻井液检测从定性到定量的突破;完成钻具振动建模,初步建立了振动参数和工程异常对应关系;碳同位素样机制造基本完成,实现了手动注样和自动进样。
在高端技术研究方面,仍然存在硬件设备不成熟、缺乏解释评价软件、施工经验欠缺的现状,人员知识结构、专业技能方面也稍显不足,这使我们与国外录井服务商的差距还比较明显。
以EXPLORER ZH-3综合录井仪为代表的国内录井装备具备了进军海外的硬实力。在巩固传统录井服务的基础上,进一步加快高端技术研发力度和服务进程,同时从单项服务向多元化技术方案设计进行延伸,强化项目科研管理,推动录井装备升级和转型发展。“走出去”战略需要我们有针对性地引进前沿技术和前沿设备,为录井的转型升级发展提供动力。
(1)进一步巩固传统录井市场。在市场布局和运行过程中,对所属录井装备、录井队伍进行统一配置,统一品牌、统一标准,形成品牌影响力。
(2)打造高端技术服务亮点。学习海外录井公司高端技术服务的成熟技术和先进经验,进一步加大科研投入,着力从如何降低钻井作业风险、优化钻井参数、提高钻井时效等方面开展新技术的研发和应用,加快高端技术研发、实验、应用及推广步伐。
(3)录井服务方案规划。面对不同的客户群体,在不同的作业区块,将现有的录井技术进行搭配组合,为客户设计合理有效的服务方案,发挥录井现场数据第一获取方和地质参谋的优势和作用,进一步探索“录井+定向+地质导向”的一体化服务模式。
(4)项目式科研管理。做好科研人才的引进和储备,通过项目运行强化科研管理,通过奖惩机制提升工作效率,通过团队合作攻克技术难关,通过市场反馈推进成果升级。
(编辑 李特)
| [1] |
国产录井装备在高端市场的适应性综述 [J].A review of the adaptability of domestic logging equipment in the high-end market [J]. |
| [2] |
录井装备技术现状及发展探讨 [J].Status quo and development exploration of mud logging equipment [J]. |
| [3] |
录井装备技术及发展方向探讨 [J].Discussion on logging equipment technology and development direction [J]. |
| [4] |
国内外录井技术现状及发展方向 [J].Status and development direction of logging technology at home and abroad [J]. |
| [5] |
中国录井行业发展思考 [J].Thoughts on the development of logging industry in China [J]. |
| [6] |
国内录井装备的现状与发展建议 [J].Status and development suggestions of domestic logging equipment [J]. |
| [7] |
国外录井技术新进展及发展方向 [J].New progress and development direction of logging technology abroad [J]. |
| [8] |
录井学理论体系与录井技术发展方向探讨 [J].Discussion on logging theory system and logging technology development direction [J]. |
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