1.虛擬露頭技術獲得突破性進展
虛擬露頭技術是利用全球定位系統、高端計算機和激光技術建立三維露頭模型并 獲取更多深層次地質信息的一項新技術。其工作原理是通過激光脈沖發射系統向露頭 發射激光束,接收和測量由露頭反射的激光束,經過多次、多角度、多點的發射、接 收和測量,獲得大量三維露頭資料,經過分析處理,建立三維數字露頭外觀圖像,然 后再將數字圖像覆蓋在數字地形模型上。其特點是采集三維露頭資料省時省力,露頭 可視化形象直觀,可獲得比過去地表研究多得多的地質信息。
近年來,虛擬露頭技術的開發者得克薩斯大學及其合作者Norsk Hydro公司研究 小組對該技術作了進一步研究,取得了三項突破性進展:完成了將數字露頭圖像覆蓋 在數字地形模型上,而且覆蓋后的圖像非常清晰,分辨率超過5厘米;首次直接利用 三維露頭模型,建立三維儲層模型;利用該技術和方法,能夠將所有相關的數據集同 時放在一個框架內進行綜合研究,這是前所未有的。
虛擬露頭技術的改進使得利用露頭信息進行儲層模擬,進而直接解決一些關鍵復 雜的地質問題和儲層產能等方面的問題成為可能。
2.智能井技術發展迅速,推動油田數字化管理
智能井技術是實現數字化油田的主要構成部分,近年來發展迅速,得到廣泛關注 。據2004年統計,世界上采用智能井技術的油井已接近200口。貝克石油工具、殼牌 、威德福和斯倫貝謝等公司都投入了研發和應用。
智能井技術是通過安置在油藏平面上的傳感器和控制閥,達到一井多用,同采同 注;可以通過地面遙控實現單井多層、多分支選擇性生產和注入,實時優化各層的流 動,隨意封隔水氣層,防止串流;進行實時的連續監測、采集和處理,并實時反饋井 下數據、實時優化生產,最終達到優化油藏經營和生產管理,提高采收率。
智能井技術主要用于油藏開采過程的管理。它可以控制一口油井的注入水或注入 氣在不同產層或不同油藏之間的分布,也可以封堵產自其他產層有害的水或氣,從而 控制注入水或驅替出油藏中未波及區的油,這對于二次采油、三次采油及復雜結構井 非常重要。
近兩年來,隨著井下系統可靠性越來越高,井下電力控制和液壓控制系統越來越 好,光纖技術越來越成熟,以及各種井下儀表、井下滑套和井下安全閥的配套發展, 智能井已經從最初的傳感溫度、壓力參數,到現在能夠傳輸流體組分、進行油藏成像 ,從輔助的控制系統發展到通過分支井進行流體控制和調節,進而向井下生產處理加 工和井下智能遙控方向發展。智能井技術的快速發展,加快了油田數字化進程。
3.Q-技術推向商業化應用
Q-技術是斯倫貝謝西方地球物理公司經過近十年開發出的應用于海洋、陸地、海 底區域的一套專利地震技術,包括Q-Land、Q-Marine、Q-Reservoir和Q-Seabed等系 列技術,支持陸上、海上和井下地震數據采集與現場處理。Q-技術2001年由斯倫貝謝 公司推出,通過不斷更新,2004年得到全面推廣應用。該技術通過綜合大量單一傳感 器記錄的數字波形,改變了以往使用的數字檢波器或A-D轉換器,可以記錄較以往更 多道數據,獲得優化的地震波場采集和處理結果,具有優化數據采集設計和質量保障 功能以及準確的信號保護和智能化噪聲消除能力,可以為油藏成像、分析和解釋準備 高質量的三維地震數據,使地震成像質量得到全面提升。
2001年,在挪威北海Norne油田提高產量的投標中,西方地球物理公司贏得了為 挪威石油公司實施世界上第一例4D Q-油藏技術服務。Q-技術高度的可重復性使四維 地震的周期縮短,高質量的數據傳輸對Norne油田的油藏管理產生了直接影響。
2004年8月25日,西方地球物理公司宣布與挪威國家石油公司簽署了一項協議, 該協議是行業內第一個長期地震監測項目,西方地球物理公司成為挪威國家石油公司 首選的Norne油田和Heidrun油田四維地震測量承包商,西方地球物理公司還將應用Q- 技術監測系統對Haiten和D?nna Terrasse油田進行油藏監測。
4.多分量加速度數字檢波器地震采集系統將推動多波地震勘探的發展
由I/O公司和Sercel公司研發的基于微電子機械系統(MEMS)的加速度數字檢波 器是多分量采集系統的關鍵設備,感應器裝置比以前的多分量感應器更先進。新系統 具有直接輸出數字、高保真矢量場、感應器傾斜校正等特點。這些性能對多分量數據 采集非常重要,直接影響到所記錄數據的質量和對地下構造的了解。每一個采集站應 用單感應器時,轉換波采集站能使噪聲降低。感應器和野外電極直接輸出的數字信號 能有效地消除拾取的噪聲、串音等;相對于常規多分量檢波器,諧波畸變也大為減小 ;新型多分量采集系統的結構和物理屬性較以前的采集系統也大有改進。目前應用于 淺灘井眼的基于MEMS的3C數字感應器,有較好的地面耦合,尤其是在水平分量上;對 接下來的垂直傾斜校正,能精確地測量并記錄地球重力場,因而也就不需要常規采用 的野外“校準”。新型多分量采集系統能適應大的工作站,裝備輕便,耗電低,還能 進行遙控和自動質量監控。
基于MEMS加速度數字檢波器是專門針對多分量設計的采集系統,使得操作效率大 幅提高,從而有助于多分量采集成本的降低,使轉換波數據的處理解釋質量大大提高 ,減小了使用這些數據的風險。經過海上和陸上測試及可行性研究,這一技術越來越 受到業界的推崇。3C加速度數字檢波器的高質量、實用性、野外實施成本低等特點, 將開創多分量記錄的新時代。
5.隨鉆地層測試器投入商業化應用
地層孔隙壓力對于儲層描述和鉆井作業是一項非常重要的參數,為了能在鉆井過 程中測量這一參數,貝克休斯和哈里伯頓公司開發了隨鉆地層壓力測試器。隨鉆地層 壓力測試器的重要作用和潛在的應用效益引起了海洋石油工業的廣泛關注。
隨鉆地層壓力測試器的推出,完善了隨鉆測井系列,使其和電纜測井一樣可以提 供全套的電測井、核測井、聲測井、核磁測井和地層壓力測試數據。隨鉆地層壓力測 試器使用電纜式探頭和極板及精確的石英壓力傳感器,在鉆井作業暫停期間進行壓力 測試。整個壓力測試所需時間不到10分鐘,測量精度與對應的電纜技術相差不到1%。
隨鉆地層壓力測量最大的優點就是優化鉆井作業,節省鉆機時間,特別是在大斜度井 和水平井中。潛在的用途包括早期探測高壓層、基于壓力的井眼導向、確定壓力梯度 和流體界面以及實時調整泥漿密度和有效循環密度以優化鉆井,有效地增加機械鉆速 ,更加安全地鉆入高壓層段;優化下套管和完井過程、早期識別油氣以及修改地質模 型等。
截止到2004年7月,貝克休斯公司已經完成了1500次壓力測試,哈里伯頓公司也 通過10家油公司完成了廣泛的現場測試。目前,兩家公司的儀器均已投入商業化使用 。
6.膨脹管技術發展迅速,應用范圍不斷拓寬
英國殼牌公司在翼型管的基礎上開發出膨脹管技術,膨脹管主要有割縫膨脹管和 實體膨脹管兩大類。
割縫膨脹管是一種經濟可行的隔離復雜層段的工藝,用其代替常規襯管既節約成 本又能保證油井質量,在割縫膨脹管的基礎上開發出的膨脹防砂網,其防砂效果優于 礫石充填完井。
實體膨脹管的優點包括:利用膨脹管修復損壞的套管,可降低修井成本;利用膨 脹管完井,可降低10%的井徑損失;建立單一直徑的油井,不但省去了復雜的套管系 列,而且可以通過減少巖石的切削量提高鉆速和油井建井速度。
膨脹管技術在近年來取得了一些實質性進展:哈里伯頓能源服務公司利用實體膨 脹管建大位移井取得成功;貝克石油工具公司利用膨脹管技術完成了10口多分支井的 6級完井;斯倫貝謝等技術服務公司也利用膨脹管技術進行過多分支井的6級完井;貝 克工具公司在俄克拉何馬州南部已損壞的7英寸套管內成功地安裝了205.7米長的膨脹 管,修復后油井的增產效果明顯;威德福公司研制出一種高柔曲性旋轉擴管系統,把 上提和下壓擴管改為旋轉擴管,降低了90%的擴管力;Enventure全球技術公司進行了 膨脹管穿過套管磨銑窗口的室內和現場試驗并取得成功。
7.連續管鉆井技術經濟效益顯著,在美國和加拿大得到廣泛應用
2003年全世界用連續管鉆井7000口,預計今后每年約增加750~850口。在加拿大 ,常規鉆井的每英尺成本為43美元,而連續管鉆井的每英尺成本為33美元。在美國的 阿拉斯加,連續管側鉆井的成本為常規鉆井技術鉆新井的1/3。目前投入服務市場的 連續管鉆機有800多臺,主要為美國和加拿大的大技術服務公司擁有。
連續管鉆井按鉆井的類型可分為定向重鉆和直井鉆井兩類,按工藝方式分為欠平 衡鉆井、近平衡鉆井和過平衡鉆井三種。連續管鉆井作業主要優勢包括:井場占地小 ,適合于在地面條件受限制的地區或海上平臺鉆井和過油管鉆井,特別適用于小井眼 鉆井;適用于欠平衡鉆井作業,可以確保井下始終處于欠平衡狀態,防止發生地層損 害,保證安全作業。
采用連續管鉆井技術,可以節約25%(挪威北海Ula油田)~40%(普魯德霍灣) 的鉆井成本,在鉆機動遷費高的地區,連續管過油管重鉆能比常規重鉆節約50%以上 的成本。
連續管技術取得了一些最新進展,推出了連續管和鉆桿兩用鉆機、復合材料制成 的連續管、連續管位移增大工具和連續管鉆井專用的鉆井頭(drilling head)。這 些都為連續管鉆井技術的應用和推廣創造了條件。
8.新型機載遙感天然氣泄漏檢測裝置
由美國柯達(Kodak)公司開發的機載天然氣泄漏激光(ANGEL)管道檢測裝置, 利用安裝在飛機上的先進光學遙感系統——DIAL(差異吸收激光探測和測距)傳感器 系統,檢測輸氣管道沿線的天然氣泄漏狀況。飛機升空距離地面約400米,飛行速度 達每小時240公里時,DIAL傳感器系統就可進行遠距離探測,對漏氣量加以量化并報 告管道沿線天然氣泄漏的精確位置。
DIAL傳感器具有較高的靈敏度,能精確地探測極低頻率的、極細小的泄漏點。該 系統的調諧激光器能夠精確探測、量化并區分甲烷和乙烷氣體。系統的發射-探測器 能在多種天氣條件下操作,包括白天和黑夜、晴天和陰天、多云以及煙霧籠罩的天氣 。它可在地面條件多變的環境下(包括有濃密的植被、光禿的土壤、沙地、礫石、瀝 青、混凝土和雪地)很好地完成工作。
由于可精確確定管道的破損點,故該種檢測裝置可對管道進行直接評估,并對無 法通過智能檢測裝置的管道進行檢測。通過對ANGEL裝置采集的數據進行分析,可對 管道潛在的危險情況、泄漏點和有害氣體的彌散點加以區分,按輕重緩急考慮順序, 制定管道的修理和維護計劃。
該檢測裝置在靈敏度、精度、工作效率以及覆蓋范圍等方面的工作性能均優于傳 統的檢測方法,因而更增加了管道完整性檢驗的測量置信度。
9.延遲焦化新技術MaxCoking
美國焦化技術公司開發了一種專有技術MaxCoking,可用于延遲焦化裝置以提高 操作效率,并可改進下游操作。該技術在提高焦化處理能力、提高液體產品收率、降 低焦炭收率、降低硅抗泡劑的用量及費用、提高裝置操作穩定性等方面都進行了有益 的改進,該技術還具有投資少、對現有操作影響小等優點。
由于焦炭塔是輪換操作,在焦化周期的切換和升溫階段有大量壓力損失。此壓力損失 會加重焦炭塔內的泡沫生成,導致分餾塔干板壓降損失,打亂分餾塔的溫度和壓力分 布。發泡失控會導致泡沫溢出,使裝置停工。輕度的泡沫溢出會縮短運轉周期并帶來 大的維修問題。泡沫會減小焦炭塔容積。分餾塔異常會導致增加循環和損失液體產品 回收量。MaxCoking技術在焦化周期中的升溫和切換階段將輕/重瓦斯油或石腦油從 分餾塔循環至熱焦炭塔頂部,使輕瓦斯油或石腦油閃蒸增加焦炭塔內的熱氣體積,從 而穩定焦炭塔壓力,維持一個上升的壓力分布。在壓力控制所需流率下,沒有輕瓦斯 油和石腦油冷凝,焦炭質量也沒有降低。該技術較好地穩定了壓力控制系統和焦炭塔 升溫系統。
MaxCoking技術在美國得克薩斯州帕薩迪納煉廠得到了成功應用。帕薩迪納煉廠 焦化裝置能力為69萬噸/年,運行結果表明,液收增加5%~10%(體積百分比),提 高了處理量,產焦量減少16%,抗泡劑用量減少75%,加熱爐能力提高了10%。應用該 裝置后,年利潤提高了1200萬美元,而且投資較少。
10.生產低硫汽油的纖維膜法新工藝
生產低硫汽油的纖維膜法是埃克森美孚研究工程公司(EMRE)與梅里化學公司( MeriChem)化學品和煉廠服務公司聯合開發的新工藝,可從選擇性加氫處理的催化裂 化(FCC)汽油中抽提出高分子量硫醇。這些硫醇在FCC汽油加氫處理時再組合反應生 成,利用常規的堿處理方法不能使其除去;另外由于用氫氣使烯烴飽和,增大了加氫 處理負荷,還會導致汽油辛烷值損失。
在稱為Exomer的新工藝中,汽油與不相溶的專用抽提溶液進入梅里化學公司纖維 膜接觸器,接觸器中充填有無數根金屬纖維,通過循環抽提劑的連續流動和毛細管作 用在金屬纖維上形成薄膜接觸面。隨著烴類沿著纖維向下流動,硫化物在大表面積的 界面上被抽提出來。在接觸器底部,液體分成兩相,一為低硫汽油,另一為含硫的抽 提劑。抽提劑被再生并循環至接觸器。
該工藝使汽油含硫量從50ppm減小到10ppm,使其成為煉油廠適用的精制步驟,可 滿足未來燃料規范要求。新建的Exomer裝置的投資費用為常規增設加氫處理裝置所需 費用的35%,操作費用比常規加氫處理低60%。Exomer工藝的第一次工業化應用是在羅 馬尼亞魯克石油公司Ploiesti煉油廠,用于EMRE公司SCANfiningⅠ工藝的汽油脫硫過 程中。應用Exomer工藝的第二套工業化裝置計劃用于東亞某煉油廠。
責任編輯: 中國能源網