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　　盡管世界對新能源的呼聲越來越高，對環(huán)保的要求越來越苛刻，但世界對油氣資源的強(qiáng)大需求仍然勢不可遏，這就要求石油上游技術(shù)在以下方面進(jìn)行創(chuàng)新：

　　地質(zhì)勘探

　　物探采集新系統(tǒng)

　　法國地球物理賽賽爾公司４２８ＸＬ采集系統(tǒng)可應(yīng)對更多地震道數(shù)、更高精度數(shù)字檢波器以及觀測系統(tǒng)更大靈活性的需求。系統(tǒng)數(shù)字檢波器芯片采用微機(jī)電傳感器系統(tǒng)，傾斜角度可達(dá)±１８０度；電源功耗降低３０％；３個水平分量可置入地下與大地更好地耦合；實(shí)時帶道能力達(dá)１０萬道；以太網(wǎng)無線傳輸速度達(dá)１００兆字節(jié)／秒。

　　菲爾佛爾德公司深水獨(dú)立節(jié)點(diǎn)地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)Ｚ－３０００系統(tǒng)只需常規(guī)拖纜方法１／３的時間就能完成測量任務(wù)，以同樣的成本可同時滿足長偏移距和寬方位角采集，在各個方向能解決傾斜一致性問題，是解決復(fù)雜構(gòu)造成像的理想工具。數(shù)據(jù)記錄的環(huán)境噪聲極低，可以實(shí)現(xiàn)多分量采集。

　　輸入／輸出公司無纜陸上地震采集系統(tǒng)ＦｉｒｅＦｌｙ系統(tǒng)采用微型采集站方式、無纜連接、單站單道、三分量（全波）數(shù)字檢波器采集；內(nèi)置ＧＰＳ可自由擺放以避免復(fù)雜地表的影響；重量輕、易搬運(yùn)；可以相對自由地開展野外采集，大幅度提高采集道數(shù)。

　　巖石物理與油藏地質(zhì)分析

　　美國TerraSciences公司開發(fā)的油藏地質(zhì)與巖石物理分析系列軟件TerraStation，在微機(jī)和Unix工作站上皆可運(yùn)行，是一個巖石物理與油藏地質(zhì)分析一體化軟件，適用于油田勘探開發(fā)研究的整個過程。Ter鄄raStation可利用任意測井曲線進(jìn)行交互對比，剖面對比既可單獨(dú)處理直井、斜井，又可對兩者同時進(jìn)行處理；具有先進(jìn)、完整的對單井和多井測井資料進(jìn)行處理并進(jìn)行巖石物理解釋的功能，能對眾多測井公司采集或處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行井眼校正，具有確定性和隨機(jī)性解釋模型；提供成像測井處理與解釋兩個功能模塊；可提供快速合成地震記錄；可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)測井系列計(jì)算一系列烴源巖地球化學(xué)參數(shù)；提供了確定斷層是否具有封堵性的分析工具。

　　三維可視化

　　三維可視化技術(shù)對于提高地震勘探、鉆探的精確度和成功率有重要意義。美國AVS公司的核心產(chǎn)品——AVS/EXPRESS開發(fā)版，包括圖形顯示、數(shù)據(jù)可視化、圖象處理、數(shù)據(jù)庫管理和用戶接口等5個軟件包，形成了一個具有交互式開發(fā)功能的先進(jìn)的可視化軟件系統(tǒng)。地震勘探三維可視化技術(shù)是對各種復(fù)雜的地質(zhì)模型和三維地震數(shù)據(jù)進(jìn)行描述，并在三維立體空間顯示，可提高地震勘探和鉆探的準(zhǔn)確度和成功率，也是地震成像處理的重要技術(shù)基礎(chǔ)。

　　遠(yuǎn)探測聲波反射波測井儀

　　遠(yuǎn)探測聲波反射波測井儀器可探測井眼周圍１０米的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，了解井外儲層橫向變化或裂縫向外延伸發(fā)育情況，以適應(yīng)復(fù)雜非均質(zhì)儲層勘探要求。該儀器源距加長；發(fā)射探頭工作頻率低、功率大，并采用相控陣方式發(fā)射；接收探頭采用寬頻、高靈敏度接收探頭，徑向分辨率和縱向分辨率都大為提高。

　　海底測井

　　海底測井技術(shù)仍處在發(fā)展的初期階段。英國電磁地質(zhì)服務(wù)公司(EMGS)正在研究優(yōu)化稀疏海底測井幾何學(xué)，該方法的成功將使后續(xù)地震采集投資鎖定于油氣發(fā)現(xiàn)概率更高的地區(qū)。
　
　　根據(jù)已進(jìn)行的三維數(shù)據(jù)測量結(jié)果可以更好地優(yōu)選和確定井位，并可能在鉆井之前提供儲量估算值。對于更深的探測目標(biāo)，已經(jīng)開發(fā)了室內(nèi)軟件包，可以模擬任何水深的三維測量網(wǎng)格，以評價(jià)特定目標(biāo)是否可以探測。對于淺水目標(biāo)，目前已在60米淺水區(qū)進(jìn)行了成功測試。

　　由于海底測井能直接測量流體飽和度值，隨著分辨率的提高，海底測井?dāng)?shù)據(jù)在油藏監(jiān)測中將發(fā)揮重大作用，該技術(shù)對氣體監(jiān)測尤其有用，因?yàn)楹５诇y井?dāng)?shù)據(jù)對高氣體飽和度敏感。將海底測井?dāng)?shù)據(jù)與其他地球物理數(shù)據(jù)進(jìn)一步綜合，可改善碳酸鹽巖、火成巖和鹽巖體周圍復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境的解釋。高分辨率三維測量需要使數(shù)據(jù)密度在現(xiàn)有水平上提高100～1000倍，利用測量船或自動水下船只拖拽的接收器拖船取代大量的海底接收器節(jié)點(diǎn)，是今后10年的努力方向。

　　鉆井工程

　　水平井技術(shù)

水平井鉆井技術(shù)發(fā)展的趨勢是向自動化、智能化、輕便化和經(jīng)濟(jì)化方向發(fā)展。在多學(xué)科交叉的影響下，大位移鉆井技術(shù)、側(cè)鉆水平井鉆井技術(shù)、分支井技術(shù)、徑向水平井技術(shù)、欠平衡鉆井技術(shù)、連續(xù)油管技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。當(dāng)前的導(dǎo)向鉆具、測試工具和作業(yè)控制都日趨智能化，系統(tǒng)中單一工具的智能化正促進(jìn)全系統(tǒng)的智能化，并向著微型化發(fā)展。鉆井信息日益數(shù)字化，鉆進(jìn)過程逐步變成一個可用數(shù)字描述的確定性過程。

　　全旋轉(zhuǎn)指向鉆頭的導(dǎo)向系統(tǒng)

　　全旋轉(zhuǎn)指向鉆頭的導(dǎo)向系統(tǒng)能夠更好地控制井斜和方位，壽命更長，與鉆頭選擇無關(guān)，可降低卡鉆和失效等風(fēng)險(xiǎn)。系統(tǒng)由導(dǎo)向部分、電子和傳感器部分和動力模塊組成。這是第一套利用井底鉆具組合全部都可以旋轉(zhuǎn)的指向鉆頭的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)，具有防止巖屑在井底鉆具組合周圍積聚、減少壓差卡鉆和倒劃眼等優(yōu)點(diǎn)。

　　固井技術(shù)

　　殼牌公司新型“鉆井”固井液技術(shù)提高了鉆井液和固井液的相溶性，實(shí)現(xiàn)了第一、二界面的良好分隔和膠結(jié)強(qiáng)度。

　　新型泡沫固井技術(shù)美國哈里伯頓公司研制的泡沫水泥漿由凈漿、氮?dú)狻⒎�(wěn)泡劑及水泥漿處理劑組成，密度最低可達(dá)到0.72克/立方厘米，有利于提高泥漿頂替效率，在高溫高壓條件下具有更好的韌性，滲透率較低，作業(yè)成本低廉。

　　“短候凝”固井水泥漿體系是一種短候凝、短過渡、高早強(qiáng)、低失水、微膨脹的水泥漿體系。由BJ公司開發(fā)的“短候凝”固井水泥漿體系已成功運(yùn)用于泰國灣油田。

　　防竄固井技術(shù)美國塔拉巴尼等人通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)證明，通過磁鐵礦可消除發(fā)生在套管和水泥之間的氣竄；通過添加一種特殊的材料能在一定程度上消除井壁上濾餅對水泥膠結(jié)的不利影響，防止井眼與水泥之間的氣竄；添加合適的彈性材料，可消除水泥凝固期間的壓力變化。

　　高強(qiáng)度鉆桿

　　復(fù)合材料鉆桿通過在卷筒上纏繞碳纖維然后應(yīng)用一種環(huán)氧基復(fù)合材料覆蓋并密封而成，重量輕，具有高強(qiáng)度重量比、超高的抗腐蝕能力以及增強(qiáng)的抗疲勞能力。

　　鋁合金鉆桿鋁合金鉆桿與復(fù)合鉆桿的優(yōu)點(diǎn)基本相同，可以用于某些大位移井和水平井中，不足之處是屈服強(qiáng)度相對較低。

　　鈦合金鉆桿在大位移井和深水鉆井應(yīng)用中優(yōu)勢明顯勢，具有高度抗腐蝕、沖蝕和良好的耐疲勞特性，但對疲勞缺口相當(dāng)敏感，成本高昂。

　　超高強(qiáng)度鋼是較好的解決方案。165級鋼使其產(chǎn)品的強(qiáng)度重量比相對S-135鉆桿提高了22%，僅比鈦鉆桿低15%。但其應(yīng)用障礙是鋼的延展性和剛性之比降低。

　　陸上鉆機(jī)技術(shù)

　　由Veristic技術(shù)公司設(shè)計(jì)的具有快速安裝和拆卸特點(diǎn)的火箭鉆機(jī)，井架部分可以壓縮，無需拆卸即可運(yùn)輸；通過井架底座上面的專有起升裝置，井架和整個鉆臺可以一次升到工作高度，在運(yùn)輸過程中保持不動；在鉆機(jī)運(yùn)輸過程中，游動滑車和頂部驅(qū)動裝置在井架上部不動。

　　Nabors公司的254型鉆機(jī)是現(xiàn)代化的可控硅整流器電動鉆機(jī)，擁有高容量的泥漿和氣體處理能力，可選泥漿處理，具有在墊塊鉆井井位短距離滑動的能力，配備遠(yuǎn)程遙控井控和井下鉆柱組合。

　　套管鉆井和尾管鉆井

　　套管鉆井和尾管鉆井可以應(yīng)用于衰竭砂巖、孔隙壓力變化快的問題區(qū)域的鉆井中，已逐漸進(jìn)入主流鉆井市場。套管鉆井技術(shù)是指用套管代替鉆桿向鉆頭傳遞水力和機(jī)械能量，對鉆頭施加扭矩和鉆壓，在鉆井同時下套管的鉆井技術(shù)。尾管鉆井是指用常規(guī)鉆井工藝鉆到一定井深后，用鉆桿柱與尾管鉆井系統(tǒng)連接，并通過該系統(tǒng)實(shí)施鉆井，鉆進(jìn)和下尾管在同一個作業(yè)過程中完成的鉆井技術(shù)。套管/尾管鉆井的井底鉆具組合(BHA)有多種選擇，包括帶有傳統(tǒng)測量和測井儀器的可回收式BHA，和鉆達(dá)設(shè)計(jì)深度后固入井中的不可回收式BHA。

　　油氣開采

　　采油設(shè)備進(jìn)展

　　有桿采油設(shè)備低矮型、前置式、緊湊型無游梁長沖程等抽油機(jī)能夠適應(yīng)各種自然地理?xiàng)l件的需要；液壓缸式、增大沖程游梁式等抽油機(jī)能夠適應(yīng)高含水、含砂、含石膏、含石蠟等石油抽汲和稠油低滲透油層的開采；斜井抽油機(jī)、叢式井抽油機(jī)、雙驢頭抽油機(jī)、雙井平衡抽油機(jī)、緊湊型抽油機(jī)等能夠適應(yīng)垂下井、斜井、定向井、叢式井、水平井抽汲的需要；適應(yīng)深井抽汲的大型抽油機(jī)最大載荷達(dá)到2130千牛，最大下泵深度達(dá)到4420米；美國研制出沖程長度為30.48米的超長沖程抽油機(jī)以適應(yīng)長沖程抽油的需要；為節(jié)約動力消耗，還研制出異相型、前置式、大圈式、輪式、玻璃鋼桿、六連桿等新型節(jié)能抽油機(jī)。

　　電動潛油泵ESP公司研制的大排量高效電潛泵可提高機(jī)組在磨蝕條件下的工作特性和延長運(yùn)行壽命；俄羅斯制造的隔膜泵克服了一般電動潛油離心泵在低排量時效率低的缺點(diǎn)；Unico公司的變頻控制器功率達(dá)到22.4千瓦，可完全進(jìn)行電機(jī)保護(hù)和診斷；Gentrilift公司研制的旋流分離器，通過使含氣液流“旋流”轉(zhuǎn)動進(jìn)行氣液分離。

　　螺桿泵采油美國泵系統(tǒng)服務(wù)有限公司設(shè)計(jì)出排量高達(dá)1272立方米／日的多葉片螺桿泵；BWM泵公司生產(chǎn)的液潛和電潛馬達(dá)驅(qū)動螺桿泵，依靠動力液和井下電機(jī)以及齒輪減速裝置在井下實(shí)現(xiàn)對螺桿泵的傳動；高地公司生產(chǎn)的螺桿泵專用變頻驅(qū)動裝置易于調(diào)整泵速，無需水力驅(qū)動和變換傳動帶及滑輪槽輪就可使其與實(shí)際生產(chǎn)吻合；巴赫自動泵控制器能根據(jù)給定程序和油井狀態(tài)使螺桿泵以最佳速度工作。

　　氣舉采油技術(shù)美國圖爾薩大學(xué)研制的氣舉優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件，綜合應(yīng)用多相流理論研究、井筒內(nèi)溫度分布研究、套管壓力不穩(wěn)定性研究等多項(xiàng)新成果，使得模型更精確、界面更友好。在氣舉方式上，國外出現(xiàn)了一種噴射氣舉，借助射流泵注入高壓高速氣體，實(shí)現(xiàn)對油管內(nèi)液體的舉升。

　　智能油田技術(shù)

　　殼牌公司開發(fā)的新一代無線遠(yuǎn)程終端設(shè)備，可以發(fā)射高強(qiáng)度輸出信號，還可對井間信號智能處理和多次反射。安裝在每口井上的這種設(shè)備都可作為一個自轉(zhuǎn)發(fā)器，信號經(jīng)幾次跳轉(zhuǎn)可最終到達(dá)主接收站。

　　新型微生物采油

美國泰坦采油公司利用油田現(xiàn)有的微生物，注入一種無葡萄糖的配方營養(yǎng)素，通過改變微生物的表皮特性，促使它們在油藏中變得活躍，主動尋找并包圍砂巖和碳酸鹽巖地層中的油滴，驅(qū)替并分裂油滴，顯著增加原油采收率。該技術(shù)只使用當(dāng)?shù)卦�有的微生物，并可以使用喜氧和厭氧�?xì)菌。該技術(shù)培養(yǎng)微生物的頻率為3～6個月，簡單、高效、廉價(jià)、對環(huán)境完全無害。

　　碳捕集和封存技術(shù)

　　碳捕集和封存每年可減少1.91億噸溫室氣體排放量。據(jù)此可以假設(shè)，到2030年碳捕集和封存能夠?qū)⒂蜌夤�業(yè)的排放量減少30%，2050年減少60%。

　　常規(guī)鉆井只能采收大約40%的原油，通過將二氧化碳泵入地層，不僅可減少排放，而且可以提高采收率，同時大大節(jié)約用水。該技術(shù)對于開采煤層甲烷氣、致密地層天然氣和其他非常規(guī)資源也很重要。
　
　　重油開采

　　重油降黏比較突出的有兩個新裝置：精確燃燒公司（PCI）的催化燃燒蒸汽發(fā)生器和EDSG系統(tǒng)公司的電熱井下蒸汽發(fā)生器，兩種新裝置都將有源元件放置在井底接近稠油油層的位置。PCI公司的催化燃燒蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)需要的進(jìn)料是空氣、甲烷和水，蒸汽和燃燒產(chǎn)物在原油中溶解，降低原油黏度，同時加壓的氣流驅(qū)使降黏的重油進(jìn)入生產(chǎn)井。EDSG公司的電熱井下蒸汽發(fā)生器需要的進(jìn)料只有水和電流，使用碳電極生產(chǎn)等離子控制電弧，使水蒸發(fā)成為蒸汽，水膨脹產(chǎn)生的壓力迫使高溫蒸汽進(jìn)入地層，降黏增產(chǎn)。

　　水平井火燒油層英國巴斯大學(xué)研發(fā)的水平段注空氣技術(shù)(THAI)系統(tǒng)使用一種將空氣通過一口垂直深井噴射到油層的系統(tǒng)，然后再點(diǎn)燃。礦床內(nèi)升高的熱度能夠減少重油黏性，使其排入一口水平井，然后再升到地面，采收率高達(dá)70%～80%。

　　重油穩(wěn)定性快速分析儀由法國與英國合作研制，能在15分鐘內(nèi)完成重油中所含瀝青質(zhì)的穩(wěn)定性測定，測量結(jié)果準(zhǔn)確、重復(fù)性高。