世界13项工程技术创新

    美国《E&P》杂志评出2013年世界石油工程技术创新特别贡献奖，由全球各油田工程技术服务公司和作业公司提交或推荐，经世界多家石油公司和咨询机构专家组成的评委会评审，美国《E&P》杂志评选出2013年度13项石油工程技术创新特别贡献奖。获奖的新产品和新技术包括理念、设计和应用等方面的技术创新。它们大多是单项的新技术，但却解决了有关专业的一些关键问题，在降低成本，提高油气勘探、钻井、生产、设施及IT效率和收益等方面发挥了重要作用。

   《E&P》2013 年5月刊载，中国石油集团经济技术研究院《石油情报》，2014年第30期全文登载，本人只是稍作修改，现予以转载，供热心此道的工程技术人员参考。世界13 项工程技术创新，分9种类型的奖项（完井技术奖、钻井专业奖、开发技术奖、地学奖3项、HSE奖、生产作业奖、系统综合奖、完井荣誉奖、荣誉奖），其中斯伦贝谢公司获得5项，哈里伯顿公司获得1项，其它7项都是小公司或名气不大的公司创新成果。但是，有两点值得肯定，一是斯伦贝谢公司是工程技术方面的创新的领军公司，二是众多小公司的创新成为一支不可忽视的力量。

        1、压力驱动 Kickstart 破裂盘阀

   桥塞分段射孔（PNP）方法有助于对作业过程进行分析和调整，在PNP作业的第一层段，应用该盘阀无需射穿套管即可实现压裂增产的目的，降低非生产时间和作业成本。作业时，盘阀随生产套管下入井中，泵启动后，套管压力上升，直到两个盘阀中的一个破裂为止。盘阀破裂之后，工具上的滑套开启一个朝向地层的端口。此后，泵继续正常工作，在地层的最弱点产生裂缝。在鹰滩页岩气田，14口井的压裂作业采用了这种盘阀，平均每口井节省10.5万美元。此项技术获完井技术奖，属斯伦贝谢公司的创新。

       2、RHADIANT超高温无水钻井液

    该钻井液具有耐酸性气体污染、利于控制当量循环密度、提高起下钻效率、降低泥浆漏失和卡钻事故等诸多优势，同时利于形成高质量的泥饼，保护井眼和地层。该钻井液经超过260℃的实验室高温测试，证实是一种理想的高温钻井液。在泰国海湾，井底温度达到232℃，地层含有H2S和CO2。在常规领眼钻完之后使用RHADIANT钻井液，确保高温环境下的测井质量。此项技术由M-ISWACO公司，获钻井作业奖

           3、HotlineSA高温电潜泵系统

    该系统可以在井底温度达250℃时可靠工作，特别适于高温气体及腐蚀和研磨环境下使用。系统设计的独特之处在于整合马达配置，并将常规电潜泵系统的单密封改成双密封。较短的轴密封部分叠置在马达顶部，增加了保护层，提高马达可靠性。此外，一体化马达使用了预充填插件的概念，利于降低安装期间的人为错误。因马达油是在工厂预先充填的，消除了水、固体颗粒等杂质进入马达的可能性，提高可靠性，延长使用寿命。该系统由斯伦贝谢公司完成，获油田开发技术奖。

    4、AutoSeis高分辨率记录仪

    该记录仪是一种小型记录设备，可以提高作业效率和部署的灵活性，所需的人力和设备更少。因不存在电缆或无线电遥测系统涉及的网络失效等问题，该记录仪有助于减少非生产时间。此外，记录装置相互独立，总道数及道间距不受限制，利于根据地形、地面等条件进行针对性的3D设计。在5个月的现场测试期间，用该记录仪记录了20亿道数据，数据量增加8倍，成本只提高58%，成像数据质量得到极大提升。该记录仪由环球地球物理公司创新，获地学奖。

    5．DAS系统

    分布式声波传感（D A S）系统将单模光纤转化成分布式传感器，通过向光纤发射高度相干的激光脉冲，测量光纤玻璃中极小散射点反射的光，反射光的相位及幅度是光纤应变的函数。井下光缆的耐温和耐压分别为300℃和40000p s i。D AS系统可以在建井时安装，降低作业风险和非生产时间。在At h a b a s ca油砂开发的碳捕获和封存项目中，对监测井中的D A S测量和常规V S P测量结果进行对比，结果显示两者具有很好的相关性。该系统由OptaSense公司创新，获地学奖。

    6、IsoMetrix海上地震采集技术

    该技术使用的点接收多传感器拖缆系统可以实现地下结构的真3D成像。系统利用拖缆完成3D地震波场测量，能够提供高保真地震数据，克服空间波数带宽的限制。点接收拖缆系统结合新一代拖缆设计，组合了纵向和横向波场压力和梯度测量；将检波器和点接收微电机系统加速度计结合使用，可以直接测量纵向和横向梯度，有助于重建拖缆间的压力波场。2011年，对该技术进行了现场试验，实现了12∶1的横向重建比率，生成了6.25米2的地表数据网格，提高了成像精度。该技术由WesternGeco公司完成，获地学奖。

    7、矽尘收集系统

在压裂现场S i O2粉尘（矽尘）是造成人员伤害的重要因素之一。水力压裂用砂中Si O2的含量高达99%，特别是超深水平井压裂作业，用砂量的增加使矽尘的危害变得更加严重。矽尘收集系统解决了压裂期间三种主要活动产生的矽尘：在运砂船停靠港的顶部收集粉尘、收集从运砂船到传送带期间产生的粉尘、收集从传送带到搅拌机期间产生的粉尘。在Marcellus页岩盆地，在整个作业期间使用矽尘系统共收集细粒粉尘24吨。该系统由N A B O RS完井和生产服务公司创新，获H S E奖。

      8、SandCastle垂直存储装置

    该装置的优势包括：利用重力降低总的电力需求；利用装置的高度安装太阳能面板，为装置供电；无需柴油机组，降低排放、噪音、维护和油耗；利用磅秤称量存储材料，提高支撑剂用量的精度和作业质量；无需传送系统，减少液压油溢出、降低粉尘量、提高支撑剂运送可靠性、降低伤害风险。额外的支撑剂存储空间有助于改善水平井完井效率，降低非生产时间。此外，存储装置的容量和装载速度利于减少运砂车等待卸载的时间，降低作业费用。一家能源公司使用该装置，8个月内只产生10小时的非生产时间，支撑剂运输车等待卸载的时间下降30%。此外，完全消除了粉尘排放和噪音。该装置由哈里伯顿公司创新，获HSE奖。

    9、INsidr射孔冲击和碎屑减少技术

    该技术能够从两个方面降低风险：第一，使用专有的体积缩减滑套，减少射孔器托架内的无效空间，从而减轻在高静水压力环境下引爆大直径射孔器系统时生产的动态冲击力；第二，85%的碎屑保留在射孔器托架内。体积缩减滑套可以防止药型罩碎裂。在高压井中，IN s i dr射孔器产生的冲击载荷比标准射孔器低得多，药型罩完好地留在托架内，极大地降低了射孔产生的碎屑量。Petrobras在超深水开发井中应用该技术，一次下井射开所有层段，钻机时间减少67%，每口井节省1400万美元。该技术斯伦贝谢公司创新，获生产作业奖。

    10、Drillscene系统

    该系统是一种通过预测和识别井下状况减少灾难性事故和非生产时间的综合分析软件，将机械、液力和热动力学模型的瞬态特征融入一个综合模型，通过对关键钻井变量（井眼压力剖面、大勾载荷、地面扭矩、岩屑输送、罐容量、立管压力等）的实时计算和模拟分析，预判即将出现的钻井问题和事故风险，实时辅助管理、了解、监测和优化钻井程序，降低风险和成本。在试验测试和实际钻井作业中，系统多次在钻井问题出现之前的数小时或数天识别出了井况恶化的先兆，积极采取补救措施，消除隐患，避免发生严重事故。该系统由Sekal Aberdeen公司创新，获系统综合奖。

    11、复合纳米流体技术

    复合纳米流体由直径为10～20纳米左右的纳米粒子组成，能够进入非常小的孔吼，提高流体的流动性。纳米粒子在地层中可以保持完好无损，在流体界面内流动而不会析出，确保纳米表面活性剂出现在需要的地方。纳米粒子有助于降低表面张力和岩石与流体间的界面张力，降低毛细压力，使井眼和低渗储层中裂缝相关的毛细末端效应降低50%左右。此外，复合纳米流体可降低页岩对流体的吸附，及流体向地层内的渗流。该技术由F l o t e k工业公司创新，获完井荣誉奖。

    12、Mangrove油藏中心压裂设计软件

    该软件是P e t r e l勘探开发软件平台的一个插件，用于压裂设计和评价，可以指出射孔和压裂甜点。系统能够模拟非常规储层中的复杂裂缝，基础数值解能够捕获次生裂缝与天然裂缝间的作用，参考各种地质力学和岩石物理特性，使最终采收率提高50%，减少设计时间12.5%。在Marcellus页岩盆地，用该工具识别甜点和压裂设计，最终压裂体积增加25%，初始产气量提高35%。该软件由斯伦贝谢公司完成，获完井荣誉奖。

    13、HiWAY（高速公路）流动通道水力压裂系统

     HiWAY（高速公路）水力压裂技术通过在压裂裂缝内产生流动通道，提高油气流向井眼的能力。这种开启的通道对油气的阻力较小，利于提高产量。因无需填充所有裂缝空间，所以支撑剂的用量可减少47%。裂缝导流能力与滞留支撑剂本身传导性无关。同样，这些开启通道能够从井眼附近延伸至裂缝末端，极大地增加了有效裂缝长度。现场测试显示，这种压裂技术可以提高返排速度、聚合物回收率及油气产量。现场实例显示，应用这项技术处理的井，可在两年内保持稳定的流动通道和油气产量，与邻井相比，支撑剂的用量减少了47%，产水量减少了26%。该系统斯伦贝谢公司创新，获HSE荣誉奖。

说明：资料来源于《E&P》2013 年5月http://digital.olivesoftware.com/Olive/ODE/EP/