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1.儲集層
儲集層在地殼中分布廣泛且集中,成為儲集層包括兩個條件,一是必須具有大量的孔隙,能夠有效地容納流體;二是必須能夠使流體在儲集層中流動,同時具備過濾流體和滲透流體的能力。儲集層主要包括碎屑巖類、碳酸鹽巖類、火山巖、變質巖、泥巖等。
(1)碎屑巖儲集層碎屑巖儲集層由砂巖和礫巖構成。目前地質界發現的最重要的儲集層是碎屑巖儲集層,目前發現的新生代陸相盆地、中生代陸相盆地大多屬于碎屑巖油氣儲集層。
(2)碳酸鹽巖儲集層碳酸鹽巖的主要成分為:石灰巖、白云巖、生物碎屑灰巖等。碳酸鹽儲集層主要分為孔隙、溶洞和裂縫。孔隙近乎等軸狀,主要是指顆粒間形狀細小的空隙;溶洞是孔隙經過溶解后擴大后的結果。孔隙和溶洞又可統稱為孔洞。孔洞一方面可以起到油氣儲集的效果,另一方面也作為流體的通道存在。裂縫就是伸長的儲集孔隙,能夠儲集一定數量的油氣,起到流體通道的作用。
2.蓋層
蓋層指的是防止油氣上溢并封隔儲集層的巖層,能夠及時阻礙油氣溢散。儲集層周圍的蓋層的好壞也可以影響儲集層的保持時間和聚集效率,蓋層的分布范圍和發育層位直接影響到油氣田的位置和區域。所以,對蓋層的勘察也是石油勘探的重要依據。蓋層巖石主要包括鹽巖、泥頁巖、致密灰巖以及膏巖等,其主要特征就是孔隙度極低,對于流體的滲透有明顯的抑制作用。
二、區域特征分析
常規油氣田的地質類型區域特征
(1)特提斯構造區域從氣候學和地質學角度分析,地球的南北回歸線之間的氣溫、雨水等條件比較適宜生物的繁衍生息,大量的生物繁衍,有機質豐富,隨著時間的流逝發育成為烴源巖。在歷史演進的過程中,古特提斯洋發生了大規模的海陸更替,以熱帶氣候為代表的非洲地帶富含有機質,在經過地殼運動后在地下形成了烴源巖。海相油氣涇原巖是在陸棚即斜坡相、臺內凹陷等;而陸相石油和天然氣的氣烴源巖主要分布在內陸湖盆區等低凹的地區。在特提斯構造區域發現了許多的大型的油田,由此不難總結出能產生大型油氣田的地質類型及其區域的特征。
(2)大陸邊緣區域大陸的邊緣因為地殼的運動,形成了成藏的絕佳條件。地殼的運動導致了膏鹽層的發育,形成了儲蓋層的組合。有些大陸的裂解之后,逐漸發育成為富油氣區。在對深水中的沙礫碎屑結構的研究發現,砂質碎屑流比濁流沉積形成的砂體范圍更大、分布更廣。
(3)克拉通正向構造區域克拉通大型正向構造是長期發育的古代隆起,其圈閉和構造發育較早,持續接受烴類供給,使得后期成為烴類聚集的指向區域,從而構成了生烴排聚和圈閉組合。此外,由于大型的古隆起具有特殊地形地貌,同時還能夠為地層尖滅帶和淺水高能沉積相帶的發育提供有利條件。通過后期暴露遭受剝蝕和淋濾等沉積和成作用的控制進而形成了優質儲集層的發育和分布。
三、非常規油田區域特征
在石油勘探的過程中,需要對不同的巖層的電磁層析成像聲波進行準確的分析,將分析結果作為石油勘探中圖像重構的主要依據。重構結果的好壞直接影響到后續的工作:其詳細原理如下:
1)針對所有的石油勘探中電磁層析成像信號進行信號分解,可以獲取信號波變換值x(n,p)。
2)通過運算獲取電磁層析成像信號分解尺度S(n,p),根據下述公式可以計算上述成像信號分解結果的關聯性:
3)針對所有的電磁層析成像信號分解結果進行歸一化變換,能夠得到下述結果PS(n,p)=S(n,p)•Qx(n)Qs(n槡),q=1,2,…,q(1)在上述公式中,Qx(n)=∑px(n,p)2QS(n)=∑pS(n,p)2
4)將PS(n,p)與x(n,p)的絕對值進行比較,假設|Ps(n,p)||x(n,p)|,則可以判斷該位置的信號變換值是由初始的電磁層析成像信號中分離出來的,此時,需要將x(n,p)賦予xg(n,p),同時將S(n,p)置零。否則,需要保留x(n,p)的初始值。
5)根據上面的闡述能夠得知,x(n,p)都是由電磁層析成像信號中的聲波引起的,則Qx(n)/(M-1槡)是信號變換尺度上對聲波的均方差進行估計的結果。利用下述公式可以計算聲波無偏差估計結果μ=Qx(n)/(M-1槡)ζn(2)將上述無偏差估計結果與閾值進行對比,假設大于閾值,則返回步驟(2)繼續執行,否則,結束迭代處理。6)根據xg(n,p)進行電磁層析成像信號聲波的信號逆變換處理。假設μ>1,能夠得到sin(μ-1)>0,假設μ1,能夠得到sin(μ-1)0。根據上述特性,可以得到最理想的估計結果如下所述dd+sin[β(μ-1)](3)在上述公式中,β能夠用來描述石油勘探中電磁層析成像信號步長調整因子。在第一次迭代處理的過程中,設置d的取值是1,假設μ1,則可以得知sin(μ-1)0,能夠利用上述公式進行迭代處理,不斷縮小d的取值,并且用該取值乘以對應的關聯性系數,減少抽取樣本的數目,直至μ的取值趨近于1。假設μ>1,則可以得知sin(μ-1)>0,根據上述公式進行迭代處理,d的取值將不斷增大,將該取值乘以關聯性系數,可以增加樣本的數量,減少聲波過濾的誤差,直至μ的取值趨近于1。根據上面的闡述能夠得知,假設在石油勘探電磁層析成像復雜結構聲波過濾過程中,信號系數方差與聲波的方差相等,則能夠得到理想的聲波過濾效果。在過濾過程中,為了保證聲波過濾過程的穩定性和提高過濾時的收斂速度,需要將調整因子引入到過濾的過程中,假設該調整因子的取值比較大,則收斂速度得到大幅度提升,但是過濾的效果比較差,反之,收斂速度雖然會降低,但是過濾的效果更佳理想。根據上述內容,能夠得到調整因子計算公式如下所述ζn2=ζ2×i0*i1*…*ik-2*hk-12(4)根據上面闡述的方法,能夠得到電磁層析成像聲波過濾時的調整因子,完成聲波過濾,得到高質量的成像信號,實現石油勘探中的電磁層析成像聲波過濾。但是,通過聲波對石油巖層進行勘探形成穩定圖像一直存在一個難題,石油區域的巖層結構復雜,電磁層析成像技術在復雜的巖石結構中會產生聲波圖像變異,形成圖像干擾。傳統的石油勘探電磁層析成像技術在這種干擾下,正常電磁層析成像會造成干擾損失,影響成像效果。
2成像信號中聲波過濾優化方法理論
利用傳統算法進行石油勘探中電磁層析成像中聲波過濾,假設勘探目標的巖層過于復雜,將導致成像信號中摻雜大量的聲波,對成像信號造成干擾。為此,提出基于加權小波分析算法的石油勘探中電磁層析成像復雜結構聲波過濾方法。
2.1計算成像信號的權重
針對石油勘探過程中采集的電磁層析成像信號,能夠得到對應的非線性方程如下所述yl=gl(yl-1,xl-1)zl=il(yl,wl{)(5)在上述公式中,wl能夠用來描述電磁層析成像信號概率密度函數。對上述成像信號中的聲波進行過濾的詳細流程如下所述
1)對成像信號進行初始化處理,在l=0時,需要使樣本符合yj0~Q(y0)分布。
2)在l=1,2,…,U時,需要選擇一組成像信號作為樣本。
3)根據隨機向量計算對應的權重,隨機向量是wj,j=1,2,…,P。4)利用下述公式,對電磁層析成像信號進行更新處理p(yl|Zl)≈∑Pj=1wjlε(yl-yjl)j=1,2,…,P(6)在上述公式中,ε(•)是狄拉克函數。
2.2實現成像信號重構
現階段,小波分析方法已經應用到各種不同的行業中,發揮著越來越重要的作用。將加權方法與小波分析方法相結合,能夠完成成像信號聲波的過濾。利用下述公式能夠進行小波變換處理XUg(b,c)=1槡|b|∫-g(y)ζ*(y)dy=g,ζb,{}cζb,c(y)=1槡|b|ζ(y-cb)b,c∈S,b≠{0(7)在上述公式中,ζb,c(y)能夠用來描述小波母函數,b能夠用來描述尺度變換算子,c能夠用來描述成像信號采樣時間。石油勘探中電磁層析成像信號的時間與對應的位置關系密切,ζ*(u)能夠用來描述ζ(u)的共軛函數。利用下述公式能夠對石油勘探中電磁層析成像信號進行離散變換處理2k2ζ(2ky-l)(8)即:b=12kc=l2{k利用下述公式能夠進行石油勘探中電磁層析成像信號分解處理dk,l=∑ni(n-2l)dk-1,nek,l=∑nh(n-2l)dk-1,{n(9)其中,n=0,1,2,…,P-1。利用下述公式,能夠對所有的成像信號分解因子進行重構處理:dk,n=∑ldk+1,li(n-2l)+∑lek+1,lh(n-2l)(10)根據上面闡述的方法,能夠進行成像信號聲波過濾,獲取清晰的石油勘探中電磁層析成像信號。
3實驗結果分析
為了驗證基于加權小波分析算法的石油勘探中電磁層析成像復雜結構聲波過濾方法的有效性,需要進行一次實驗。在實驗的過程中,以巖層回波電磁信號為基礎,采集的電磁波成像信號。利用傳統算法進行電磁層析成像信息采集,得到的信號成像采集結果能夠用圖2表示。利用改進算法進行成像信號聲波過濾,得到的成像信息采集結果能夠用圖3表示。根據上述兩幀圖像能夠得知,利用改進算法進行成像信號聲波過濾,獲取的結果與實際情況更加接近,極大的提高了成像信號過濾結果的真實度。將上述實驗數據進行整理分析,能夠得到不同算法獲取的成像信號真實度對比結果如下所述:根據上述兩個表中的數據可以得知,利用改進算法進行石油勘探中電磁層析成像信號聲波過濾,極大的提高了成像信號的真實度,降低了成像信號中的信噪比。
4結論
石油資源是有限的、不可再生的,那么使用精準高效的石油地質勘探技術對石油儲量、位置進行勘探就十分重要,油氣后備資源儲備不足、石油需求量大等國情推動了石油地質勘探技術的發展。目前石油地質勘探技術主要有物探、測井和鉆井這三個方面。物探技術可以再需要勘探的地區人工的制造一個地震波,探測器接收到的反饋地震波攜帶該地區的相關信息,合理的分析這一信息后就可以確定被探測區是否有油氣資源存在。傳統的測井儀器是以數控測井相關儀器為主的,無論是在數據精度還是數據應用方面,這些儀器都有一定的局限性和缺陷,隨著數字信息的采集設備和成像設備等在石油地質勘探測井中的應用,測井相關儀器可以直接進行成像并且傳輸更多的數據信息。鉆井技術是石油地質勘探中的另一類核心技術,這一技術的實現成本較高,技術難度也比較大,但是這一技術的好壞直接關系到石油地質勘探開發成本的高低,根據這一技術的發展情況來看,鉆進技術的關鍵一直是由國外相關企業主導的。
二、石油地質勘探技術的創新
1.物探技術的創新。物探技術在整個石油地質勘探技術中的地位時分重要,傳統的物探技術也可以稱為地震勘探技術包括三維地震技術、反射地震技術和數字地震技術,隨著我國科技的發展,石油地質勘探技術在不斷的創新。計算機技術被應用到物探技術上,地震勘探技術在數據采集、數據解釋和處理等方面有了很大的進步,為了進一步的提高勘探技術降低生產成本,又研發了地震油藏描述和檢測、三維可視化技術等,在未來將會有更為先進的石油地質勘探技術被研發并投入使用。
2.測井技術的創新。隨著計算機技術的提高,石油地質勘探技術也將逐漸增多,主要是把計算機技術應用到測井工作中,比如數據采集、數據處理等方面,使測井技術由數據轉型變為成像型。利用這一技術會讓測井技術的傳輸速度變得快捷,能夠提高探測深度和采樣率,目前核磁共振技術、套管技術和隨鉆技術等測井創新技術得到了廣泛的應用,其中應用最為廣泛的就是核磁共振技術,這是由于這種技術具有較高的測量精度和速度。
3.鉆井技術的創新。在石油地質勘探技術中,鉆井技術的費用占整個費用的一半以上,那么,降低鉆井費用就成為降低總成本的關鍵。傳統的鉆井技術是欠平衡鉆井技術,有能夠減輕對地層的損壞,提高鉆井的速度,還能夠有效地避免遺漏和卡鉆,但是傳統的鉆井技術應用的設備較多,技術也比較復雜,在防腐和安全做的也并不完善。目前在石油勘探技術中鉆井中較為先進的技術有很多,比如深井鉆井技術、多分支鉆井技術和三維鉆井技術等,其中多分支鉆井技術應用比較廣泛,他的優越性主要顯示在開發油氣藏和建設油氣藏的過程中。這些新技術的應用不但提高了鉆井效率,還大大的降低了鉆井成本,更好的推動了我國石油產業的健康發展。
三、創新性石油地質勘探技術發展的意義
近年來全球的石油資源日益枯竭,但是能源又影響著全球經濟的發展,那么創新性石油地質勘探技術發展的研究具有重大意義。創新性研究重要的就是科技的引入,這對于石油地質勘探技術的質量以及水平的提高和國家能源安全的保護以及經濟社會健康的發展有重要意義。并且隨著社會經濟的不斷發展,傳統的石油地質勘探技術的弊端已經逐漸的顯露,并且傳統的石油地質勘探技術在投資經費方面,最大限度的開采石油等方面都有一定的缺陷,對于石油地質勘探技術的創新也就成為時展所必須的,但是需要注意的是,創新性的石油地質勘探技術應該要建立在可持續發展觀的基礎上,這樣才能夠有效地將不可再生能源石油進行可持續的開采使用,所以創新性石油地質勘探技術發展是石油開采所必須的。
四、結語
關鍵詞:石油勘探開發;技術;展望;未來發展
Pick to:
As the lack of the world's energy, about oil war also more and more serious, in a country's strategic blueprint, oil is related to national economic and social security of important strategic material. In terms of oil demand in China, for a long time dependence on foreign imports. And the world price of oil rising, also brought serious challenges to China's oil supply. This series of reasons, are demanding we face up to the oil exploration and development, to the best of the maximum improve its oil exploration technology, improve the oil output, for the growing consumer demand. , on the other hand, with the rise and development of high and new technology, oil exploration technology is also in constant updates and creation, this article is to through the introduction in the future China petroleum exploration and development technology, and carries on the analysis to a certain extent, makes China's petroleum technology into the new step of petroleum exploration and development in the future.
Key words: oil exploration and development; Technology; Look forward to; The future development
中途分類號:F407.22文獻標識碼:A
一、石油的勘探開發
(一)石油勘探開發的含義
顧名思義,石油的勘探開發就是利用一切可能使用的勘探開發技術手段來進行有關的地質調查,通過調查結果,我們可以進行評估選擇,選擇出適合勘探開發的有利地方,最終尋找出適合開采利用的油氣田,作為石油開發的資源基地,以供后期的開發利用。
(二)我國石油能源的產油現狀
石油的勘探開發技術的優劣直接決定了本國的石油產出量。隨著我國的國民經濟的迅速增長,我國的石油需求量也越來越大,國產石油量再也無法滿足日益增長的石油需求,中國漸漸的開始依賴于進口石油。而我國目前的石油產出現狀是中國大陸上的大多數的主力油田已經進入了中后期的開采階段。我國東部地區的油田的產量目前正在面臨遞減的現狀,累計減產量越來越高,照這樣下去,未來的石油產量減幅也將會越來越大,實現東部石油穩定產油的原始目標的實現將會越來越困難。在這種嚴峻的情況下嗎,如果我國未來的石油勘探開發技術繼續落后,勘探開發再無新的發現的話,我國石油的采儲量也不會有更大的增加。這一切的條件,都在要求中國未來的石油勘探開發技術要發展,中國未來有的勘探開發技術將會被重點關注,而國家在這一方面的投資資金也將會越來越多。關于討論中國未來石油的勘探開發技術的發展與展望也是非常有必要的。
二、我國未來石油勘探開發技術的展望
我們都知道科技進步始終是推進技術改革進步的最大動力。當石油產量較高時,資金大量投入用于推進技術的進步創新,而在現在石油產量較低時,我們需要考慮的是如何在最小成本范圍內,創造出最新的石油勘探開發技術,使我國的石油產業能夠保持持續的盈利。而現在,由于國家的大量投入支持和相關的科學技術人才的精心研究,大大的推進了我國的石油勘探開發技術的發展。盡管目前我國的石油勘探開發技術還剛剛起步,有的還只是處于初級的階段,但是這絲毫不影響它們具有重要的發展前景。
微地震監測技術
微地震監測技術出現于上世紀的80年代。無源地震技術能夠對天然或者是生產活動所產生的微弱的地震,一般來說是一到二級的地震或者說是更小的地震進行分析,實現考量監測生產活動的影響及其效果的地球物理技術。微弱地震一般并不會造成什么實質性的破壞,這些地震的信號很難用常規方法記錄下來。無源地震監測能夠在油藏位置記錄這種微地震的地震強度(通常稱為微震活動性),從而識別井筒周圍斷層和裂縫的分布,勘測遠離井位的流體通道。這項技術無需振蕩器或炸藥等震源即可完成監測。無源地震技術通過設置檢波儀來接有地震信號以及地震信息,記錄由于生產活動誘發的微小地震。
無源地震監測技術不會像四維地震一樣發生延時,能夠實時監測油藏,且為分析和監測油藏流體運移引入了一種潛在的新技術,將油藏開發效率推向了一個新臺階。目前,無源地震監測技術主要用于油田開發的油田的動態監測,出游層的斷裂面監測,可以有效的識別出斷層裂縫,識別油田中的潛在的不穩定的區域,確定新的有效開采點。盡管現在無源地震技術在油田勘探開發上還未得到有效的應用,但是它以其較突出的優點,漸漸地引起相關專家的重視,相信未來無源勘探技術在油田勘探開發中的應用的范圍將會越來越廣,監測的結果將會越來越精確。
(二)全自動智能控制技術
隨著勞動者價值和成本的提高,科學技術的進步,以及生產生活的高要求使得未來的石油的勘探開發技術必然會朝著智能化,自動化,無需人工看守與操作。
雖然現在的石油勘探開發技術,在一定程度上 也可以說是已經達到了智能化的水平,但現在的智能化程度遠遠是不夠的,現在的智能化僅僅能做到對相關信息進行綜合分析,或者是根據實際信息對油田進行相關的管理,實現油田的整體監控。
而未來的全自動化智能控制技術將會變得更加復雜,是自動化更加全面化和綜合化。新型的全自動化不僅能夠將地下油田信息進行監控,還可以通過有關軟件對油田的油藏進行模擬演練,通過預演,可以得到最佳的注采比,然后根據最佳注采比,通過控制裝置,對每個油井發送有關,實現油井的自動化生產。自動化的智能控制技術,不僅可以降低人工成本,降低人工風險,還可以石油開發更趨精準化。
(三)可以深入到儲藏層的納米偵探測量技術
該技術的實現主要是通過微型納米機器人來實現的,該種機器人十分微小,總體積估計只有人體發絲的百分之一,肉眼很難看到。在實際的油田勘探開發過程中,每次將會有大量的機器人注入地下,進入油田儲存層,實施偵探開發。在下行的過程中,他們可以感應到油田的流體壓力,油田溫度,油田形態等,他們可以將信息儲存在安裝在在他們身上的芯片中,在它們完成整個的勘探測量過程之后,經過對芯片進行分析,篩選,得到有關油田的相關重要信息,科技工作人員還可以根據信息畫出整個的油藏圖。
納米機器人可以取代現在的地質導向一,在實施鉆井前,經納米機器人放在鉆頭中,在鉆頭下行的過程中,這些機器人可以被送入油井中,通過地面的遠程信息連接裝置,來了解鉆井的下行位置以及下行的具體情形,可以以此來確定油井的邊界和油井的油水分隔層。
納米機器人以及納米傳感技術現在正在快速的發展,將納米機器人實現工業化生產,已經被很多的國家的技術人員所重視,相關的實驗和開發工作也在實施。在世界石油儲量大國沙特,這項技術已經有了相對成熟的理論和構想,相關的設計構想工作也已經開始著手辦理,相信不久的將來,微型機器人技術將會越來越成熟,中國在這一塊領域上也能占據一席之位。
(四)數字化油田勘探開發技術
這種概念的提出是根據數字地球而來的。數字勘探開發技術所要求的科學信息眾多,越來越被人們所重視,由于數字化技術比較的困難,而且概念的提出非常新穎,現階段很難將數字化技術完全實現。而這種假象目前也僅處于理論階段。
結語:
石油工業的未來勘探開發技術的發展具有很大的潛力,也有很多構想來充分的實現技術上的更大變革。本文所介紹的幾種技術僅僅占眾多技術構想或者說還不成熟的但已經進入了實驗階段的技術中的一小部分,每一項技術都在起步,而且都被工作人員所關注,但是現階段的技術開發工作最困難的是很多技術問題在現階段都是無法實現的,我相信,隨著未來科學技術和其他學科的發展完善,中國的石油勘探開發技術也將會發展的越來越好,現在的很多假象也都將會變成事實,因為我們始終相信未來石油勘探開發技術必定是高科技信息的滲透為前提的,沒有技術信息的帶動,根本無法得到發展。
參考文獻:
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張武輦1965年畢業于北京石油學院開發工程系,至今一直戰斗在石油勘探開發領域。他參加過四川油氣大會戰;參加過為赤天化供氣的貴州赤水氣田的開發;組織八十年代在滇黔桂包括后勤全建制配套的鉆井大隊參加中原油田會戰;1983年被石油部抽調到南海,他結束了18年熟悉的陸地油氣開發工作,從此扎根在中國海洋石油南海東部公司,轉入新興而陌生的海洋油氣勘探開發工作,至今已有三十年。在這充滿艱辛而又無限壯麗的事業上,張武輦真正做出了俯仰無愧的不凡偉績。
憶當年:懸著生命戰油氣
采訪中,張武輦總工首先向記者講述了早年的學習和工作。當久遠的陳年往事再次被提起,所呈現的依然是一幕幕驚心動魄的情景。
出生于廈門海邊農家的張武輦,從小就勤奮好學,夢想著長大以后可以用知識和智慧改變命運,跳出“農”門,報效國家。1960年,他果然如愿以償地以428分的高分(總分500分)考上了北京石油學院(即后來的中國石油大學)。大學五年,他勤奮刻苦,成績優異,各門功課5分為多,是連續多年的五好學生。本科期間外出實習他都擔任學生隊長,總是得到師生和工人師傅們的贊揚。1965年畢業后,他主動要求到正在熱火朝天會戰的四川石油管理局東方紅氣礦參加會戰,后又隨著井隊調到貴州赤水為赤天化大化肥廠鉆氣井供應天然氣。
六七十年代我國石油工業雖然生產上具有相當規模,但基礎薄弱,很多設備如大鉆機、防噴器等都靠蘇聯進口,技術性能差。這種情況下,張武輦他們不得不拿只能承壓8MP a的防噴器來鉆甚至大于40MPa的天然氣井,井口的泄壓放噴管線安裝五、六條,只能更多從工藝技術上去對付兇狂的氣老虎,除此還要對付H2S中毒的威脅。“我們靠什么?就靠石油工人的自我犧牲精神。鉆臺上的人員常常是H2S中毒昏倒了,抬到井場休息一下,醒過來后立即又上鉆臺繼續工作。一遇井涌井噴,人們不顧一切頂著呼嘯而來的鹵水和氣流,爭分奪秒,控制井口,更是一場殊死的前赴后繼。”張武輦告訴記者,這都是當年中國石油工人實實在在的經歷。
1976年除夕,對張武輦來說是今生難忘的日子。身為駐井工程師的他成功指揮制服了日產量超過600萬方的高壓氣井嚴重井噴事故。在四條管線放噴泄壓、井口壓力還超過10MPa的情況下,張武輦以鎮靜的頭腦和高超的技術指揮工人們,用生命保住了這岌岌可危的井口。在后續連續幾個月的搶險保井、搶險保氣田的戰斗中,井口高壓區哪里最危險哪里就是張武輦的崗位。“當年氣井搶險突擊隊員為了犧牲后好辨認,每人褲腰帶上都系著一塊打著鋼號的鐵牌。為了制服氣老虎,我們是把生命懸在褲腰帶上去拼啊!”張武輦說,然而,他換另一種語氣說:“看著一口口井打成投產,看著以天然氣為原料生產出來白花花的化肥,心里感到無限自豪和榮光。所以,我們從來沒有后悔選擇石油勘探開發這個工作。”張武輦對石油工業的熱愛也是這樣實在、這樣真摯。
艱苦扎實的一線工作經歷讓張武輦快速成長起來,他不僅首批由技術員提升為工程師,而且很快擔任赤水氣礦副礦長、中原油田滇黔桂鉆井大隊副大隊長,全面負責生產組織調度和工程技術工作,更好為國家貢獻自己的聰明才智。1978年,張武輦被石油化學工業部,貴州省委授予“學鐵人標兵”先進工作者。
挽巨瀾:憑著膽魄去拓新
1983年,張武輦被石油部指調到中國海洋石油南海東部公司(現中國海洋石油深圳分公司),成了我國較早的海洋石油人。早期的海洋石油人大多是由“旱鴨子”轉過來的,對勘探開發上百米水深的海上油氣田技術是一片空白。當時南海東部公司還肩負著開發海上油田的對外合作重擔,即以資源國的身份與國外有實力有經驗的石油公司合作,按區塊由中外專家對等組成聯合管理委員會,執行海上石油勘探開發工作。
當時,世界著名的海洋石油七姐妹大公司及其他石油公司同時在南海展開聲勢浩大的海上石油勘探開發活動,南海東部13萬平方公里海域成為海洋石油的主戰場,更是海洋石油技術引進的窗口。一大批中國工程技術人員通過“引進-學習-消化-提高”迅速掌握了海洋石油勘探開發的新技術,張武輦就是其中的佼佼者。他一方面擔任公司的領導工作,同時先后兼任了HN28/14,ACT16/08.16/04.PHILLlPS15/11.15/22,JHN16/06,STATOlL17/22等區塊的中方首席代表。從南海第一個超百米水深的HZ21―1油田開發起,張武輦直到退休時先后主持和參與了HZ26-1,HZ32-2,XJ24-3,XJ30-2,XJ24-1,LF13-1,LH11-1,LF22-1,HZ32-5,HZ19-1,HZ19-2,HZ19-3,PY4-2,PY5-1等十幾個水深達330米海上油田的開發工作,熟練掌握了從可行性研究、油田總體開發方案的編制、工程設計與設備建造、FPSO與終端技術,直致全工程項目的采辦招標技術、油田開發經濟評價技術等各種新技術……隨著海洋石油勘探開發事業的發展,一批中方技術人員自身的技術水平也得到了從無到有,從有到精的大踏步進展,可這一切都是從零開始的。
從一片空白開始
當談到所負責的第一個海上油田開發項目的窘況時,張武輦無不感慨。當時平臺、鉆井模塊等大設備都在國外建造,中期他帶隊到印尼巴塔姆檢查平臺建造情況,在聽了建造方的匯報后,中方人員竟然提不出一個像樣些或有份量的問題來,這樣因無知帶來的尷尬局面讓他一輩子也忘不掉。這也激發了張武輦更加刻苦忘我的學習精神,很快他們制訂了“引進-學習-吸收-創新”的技術路線,“我們不但要做海洋石油的學習者,更要做海洋石油的建設者和創造者,海洋石油開發項目是龐大而復雜的系統工程,小到每一項技術,大到一整套作業流程,我們都必須學習掌握。”張武輦說,“我們不僅要研究掌握海洋石油勘探開發技術,同時要迅速掌握建成年產超千萬噸原油生產基地的綜合技術,并且要使油田保持五年十年或更長時間年產超千萬噸。這不僅需要一套科學采油技術支持,更需要通過掌握滾動勘探、滾動評價、滾動開發的綜合創新技術,確保一個個新油田順利投產,以彌補老油田產量的自然遞減……”總之,張武輦和他的團隊集世界海洋石油先進而適用的技術,為我所用,為填補我國海洋石油的技術空白以及海洋石油工業的發展做出了應有的貢獻。
對外合作結碩果,南海海上油田勘探開發進展如火如荼,伴隨著新一代海洋石油人的成長,南海原油產量也飛速增長,從1990年11月南海第一個油田(HZ21―1)投產算起,到1996年10月,僅僅用了近六年時間,南海東部海域就完成了建成年產超千萬方原油生產基地的任務,張武輦也鍛煉成長為一位名符其實的海洋石油勘探開發專家。南海東部至今保持了連續十六年原油年產量超千萬方的好成績,為國家創造了豐碩的經濟效益和社會效益。“這就是我們海洋石油人為國家做出的實實在在的貢獻。”張武輦高興地告訴記者。
有改革開放對外合作的政策保證,有正確技術路線的支持,他們一個個項目的實施是成功的:中國海洋石油人技術水平的提高更是讓世人矚目。在海上油田勘探開發中他們研究應用了五十多項高新技術,不僅填補了國內技術空白,并且創造了多項世界第一,其成果論文多次在SPE國際年會上發表。公司獲得國家科技進步獎、省部級科技獎項等有幾百項,張武輦獲得國家科技進步二等獎一項、省部級獎項6項、發明專利3項,并有多項實用新型專利。
到填補空白的驕傲
經過多年的摸爬滾打,經過不恥下問的學習與實踐,張武輦團隊海上勘探鉆井水深能力提高到五百多米,海上油田開發水深也躍到330米以上。多種世界上先進而適用的油田開發技術在南海得以成功應用。導管架綜合平臺配合海底管線和FPSO終端的開發方案在多個油田應用,以此拓展開的油田工程裝備互為共用的油田群開發技術,直至衛星油田開發技術,邊際油田開發技術以及全ROV操作的水下生產系統深水油田開發技術都在南海東部海域成功實施。伴隨著油田開發的先進開發鉆井技術如叢式大斜度井與三維繞障技術、底水油藏薄油層水平井技術一項接一項……張武輦對新技術有一種特殊的切望,他當首席代表的西江油田應用先進技術最多,除下面專述的大位移井技術外,如樁入導管分段集束鉆井技術、HOCT鉸鏈活動拼接底盤鉆井技術、膨脹管防砂技術、一趟多層礫石填充防砂技術、井下油水分離同井回注采油新技術等都是他們最先使用。墨西哥灣,北海油田等世界上著名海上油田開發技術在南海開花結果了。
90年代大位移井鉆井技術是當時國際鉆井工程領域的高新技術,它集中了大斜度井、水平井、超深井等全部鉆井技術的綜合,至今其技術仍是不多國家可以掌握的高新技術。1996年,為從XJ24-3平臺開發八公里外的XJ24-1油田擬實施大位移井開發方案,中海油王彥總經理對此十分重視并給與全力支持,集全總公司鉆井精英成立了以張武輦為組長的西江大位移井專家組,在實踐中跟蹤學習并掌握大位移井先進技術。王總要求專家組在完成XJ24-3-A14井大位移井鉆完井作業后,必須掌握全套大位移井技術,做到中方專家們有能力自己組織指揮鉆大位移井,他們辦到了。
為鉆好亞洲第一口大位移井,1996年9月在深圳蛇口,張武輦主持召開了中國第一次有十幾家外國公司到會、中外專家共100多人參加的“大斜度延伸鉆井技術國際研討會”,學習交流世界大位移井鉆井技術和經驗,并對XJ24-3-A14井可行性研究報告和地質工程設計進行修正、補充和完善,為該井施工做好扎實的準備工作,在中外專家共同努力下,他們成功在平臺受限的條件下,鉆成了創當時世界紀錄的水平位移達8063米、鉆深達9238米的亞洲第一口大位移井。期間中方人員邊干邊學,邊干邊總結,在大位移井順利完井投產后,張武輦帶領專家們總結編寫了《中國南海西江創世界紀錄大位移井鉆井技術》一書,從方案確定、可行性研究和技術準備、設備配套、鉆完井設計、作業實施、后勤支持和應急計劃到費用預算、主要技術難點及新工具使用等各方面進行全面總結。該書在以沈忠厚、蘇義腦。羅平亞等院士為主的全國鉆井界泰斗們審查中獲得好評。可以說專家組扎扎實實、不打折扣地完成了總公司領導的指令。
為在全國更好的推廣大位移井鉆井技術,大位移井許多專項技術如旋轉導向系統、隨鉆測量系統等都被列入國家863計劃攻關項目。2000年張武輦代表863海洋領域920專家組,第二次在深圳蛇口主持召開有86名各路專家參加的“國際大位移鉆井技術研討會”,他以西江井的經驗向國人宣告:只要破除迷信,虛心學習,扎扎實實用好先進工具,認認真真做好技術準備并很好加以實施,外國人發明的大位移井技術中國人也一定可以掌握。
前后兩次會議的召開對中國大位移井鉆井技術的推廣起到了很好的作用。今天,該技術已在全國開花結果,特別是南海海域,通過關鍵技術的再創新與集成再研究,已形成了一套具有中海油特色的國際先進的大位移井鉆井技術,在流花油田新區開發中,鉆成了一批高水垂比的大位移井,使沉默多年的地質資源得以開發利用,并將該技術拓展到井深超8000米外的大位移井側鉆技術,更好開發了死油區新油層,從而以最小的投入獲得最好的產能。該項目獲得國家科技進步二等獎。
展未來:推動裝備國產化
當前,已經年近七旬的張武輦仍然在為我國石油工業的發展而不懈地奮斗著,他深知目前我國油氣勘探開發技術還存在許多挑戰,譬如新疆復雜地層超深井的鉆探問題、海洋深水鉆井問題等,很多問題都出在裝備落后上,特別是海洋石油水下裝備,至今仍然絕大部分靠進口。作為國家863專家組成員,他心急如焚,幾十年如一日積極推動國產化裝備的自主研發。特別是為了研制樣機做現場試驗,他不辭辛苦,四處呼號,尋找試驗場所。他還親自承擔863、國資委重大專項水下裝備研制課題,親臨試驗現場主持試驗工作,為了裝備國產化,他嘔心瀝血,讓人動容。
為了對付復雜地層鉆井,對付超深水鉆井需要,張武輦又帶領遠東一個研發小組,短短一年就研制出改變閥道系統的連續循環鉆井裝置,得到了蘇義腦院士為首的頂尖級鉆井專家的高度好評,并得到中石油川慶鉆采院孫海芳院長等的重視。他還積極合作將該技術應用于空氣鉆井中,欠平衡鉆井中,更為解決新疆復雜地層鉆井技術問題做了積極準備,這一2006年國際IADC會議上獲得“世界石油工程技術創新特別貢獻獎”的新技術,在我國得以成功應用,張武輦功不可沒。