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【關鍵詞】液壓長沖程抽油機？天平式重力平衡？換向閥？調(diào)節(jié)閥？減振

抽油機在石油鉆采工藝中的地位毋庸置疑[1]。針對我國油田開采的實際工況，高能耗的常規(guī)抽油機在開采稠油、低滲區(qū)塊時很難滿足生產(chǎn)的要求。因此，迫切需要一種能實現(xiàn)長沖程、低沖次的高效率、大載荷新型節(jié)能采油設備來更經(jīng)濟、更有效的開采我們低滲、特低滲、稠油、高含水油藏。基于這一點，液壓長沖程抽油機應運而生，其研制和應用得到了較大的發(fā)展。

液壓抽油機具有長沖程、低沖次、配用電機功率小、能耗低、性能可靠、安全性好、占地面積小，自重輕等特點。但針對液壓長沖程抽油機的節(jié)能減振設計與效果分析中尚存在著諸多不足。本文中研制的WCYJY改進型液壓長沖程抽油機采用天平式重力平衡、優(yōu)化設計調(diào)節(jié)閥的開啟時間等措施，以期實現(xiàn)系統(tǒng)減少換向沖擊振動的目的。

1 抽油機結構、液壓原理及工作原理

1.1 結構

圖1是WCYJY改進型液壓長沖程抽油機的結構圖。

系統(tǒng)的執(zhí)行器是抽油桿側液壓缸1和配重側液壓缸21。電動機14驅(qū)動油泵15，通過活塞桿伸縮驅(qū)動動滑輪，帶動鋼絲繩連接的抽油桿和配重箱上下往復運動，從而帶動有桿泵往復運動進行采油。

蓄能器20的作用是在液壓缸換向時，利用蓄能器氣囊的壓縮和膨脹來平穩(wěn)液體流量的波動，從而達到減少管路中流量脈動的目的。配重箱12（圖1） 的精確配重，可使左右油缸的工作負荷相等，實現(xiàn)抽油周期過程負荷恒定。三位四通換向閥4用于控制抽油桿側液壓缸1、配重側液壓缸21的運動方向及蓄能器儲存液壓馬達壓力油的雙向釋放控制。

節(jié)流閥3的作用是在抽油機換向前調(diào)節(jié)高壓缸的壓力實現(xiàn)減速運行，有效減少在換向時的振動和噪音。

由于節(jié)流閥的流量不僅取決于節(jié)流口面積的大小，還與節(jié)流口前后的壓差有關，閥的剛度小，故適用于負載變化很小且速度穩(wěn)定性要求不高的場合。而對于抽油機負載變化大及對速度穩(wěn)定性要求高的節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)，必須對節(jié)流閥進行壓力補償來保持節(jié)流閥前后壓差不變，從而達到流量穩(wěn)定。

2 關鍵技術

2.1 天平式重力平衡

通過調(diào)整配重實現(xiàn)精確平衡，平衡掉了抽油桿的重量和部分液柱重量。使做功負荷大大減少，從根本上提高系統(tǒng)效率30%左右。上、下沖程工作非常平穩(wěn)，電流差只是各個環(huán)節(jié)的摩擦力造成的。

2.2 換向減速緩沖設計

本方案中，獨特地調(diào)節(jié)閥設計，實現(xiàn)換向減速緩沖。通過精確控制溢流閥3的動作，來實現(xiàn)活塞動作的加減速緩沖，消除了換向時載荷的劇烈波動。

3 液壓沖擊振動與減振效果分析

對于特定的液壓油和管道材質(zhì)來說，要減小maxrP值，應加大管道的通流截面積以降低v 值。

3.2 由運動部件制動所產(chǎn)生的液壓沖擊

重力平衡可以根據(jù)需要增減配重，當活塞向下運動時，假設懸點載荷與外重力平衡箱相等，活塞桿的端部重力平衡箱和油缸推力同時作用，設總質(zhì)量為m的運動部件在制動時的減速時間為t，速度的減小值為υ，則根據(jù)動量定律可近似地求得系統(tǒng)中的沖擊壓力p。

3.3 示功圖對比分析

利用抽油井測試儀對改進型液壓抽油機進行示功圖對比分析，結果如圖3所示。從圖中可以發(fā)現(xiàn)改進設計后的懸點載荷峰值變化較之原型抽油機變化較大，但變化較為平緩，系統(tǒng)換向沖擊特征明顯減弱。

4 結論

基于抽油機換向減振這一目的，改進了WCYJY型液壓長沖程抽油機，并對其進行改進后的振動分析。測試證明該型抽油機較普通游梁抽油機節(jié)電40%以上，節(jié)能效果保持穩(wěn)定的同時，較目前的液壓抽油機減振效果更好，懸點載荷波動減小，運轉(zhuǎn)更平穩(wěn)，具備較強的工程實用價值。

參考文獻

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論文關鍵詞：稠油出砂冷采,出砂量,質(zhì)量守恒,理論推導

前言

稠油出砂冷采（CHOPS）是被實踐證明了的一種高效開采稠油新技術，其技術的關鍵是出砂增加地層的孔隙度和滲透率，形成蚯蚓洞高滲網(wǎng)絡，從而增大稠油在地層中的流動性。然而大量出砂導致地層堵塞嚴重、井筒摩擦加大、管壁腐蝕加劇、地面的處理成本增加以及環(huán)境污染嚴峻等一系列生產(chǎn)問題。

為此本文調(diào)研前人研究成果[1~5]，基于質(zhì)量守恒定律，通過理論推導出CHOPS過程中的合理出砂量。

1.理論推導

1.1基本理論

以射孔眼處不積累砂子為平衡假設點，則稠油出砂冷采過程可以分為地層內(nèi)的平衡流動和井筒內(nèi)的平衡流動兩大部分。

1.1.1 井筒內(nèi)的平衡流動

基于艾倫（Allen）沉降公式[6]，計算井筒內(nèi)砂粒平衡的條件：

 （1-1）

式中：：固體在流體中的沉降速度，m/s；：固體顆粒的雷諾數(shù)，無因次；：固體顆粒的當量直徑，m； ：重力加速度，取9.81m/s2；：液體密度，kg/m3； ：固體密度，kg/m3。

為了使稠油能順利的攜帶出井筒內(nèi)的砂子，井筒內(nèi)含砂流體的臨界流速必須大于砂子在稠油流體中的沉降速度，即井筒內(nèi)攜砂流體的臨界流量滿足如下公式：

 （1-2）

式中：：井筒攜砂的臨界流量，m3/s；：井筒半徑，m；艾倫公式中的雷諾數(shù)取固體雷諾數(shù)計算公式[7]：

 （1-3）

式中： ：流體粘度，mPa.s。（注：其他參數(shù)同上）

1.1.2 地層內(nèi)的平衡流動

稠油出砂冷采技術是基于放大生產(chǎn)壓差激勵地層內(nèi)出砂，通過出砂形成蚯蚓洞，增大原油的滲流通道，最終增加原油的流動能力實現(xiàn)高產(chǎn)的目的，為此本文從生產(chǎn)壓差和蚯蚓洞滲流兩方面闡述層內(nèi)的平衡情況。

（1）生產(chǎn)壓差的確定

地層壓力是油田開發(fā)過程中的核心問題，而合理的生產(chǎn)壓差是科學開發(fā)油田的關鍵。JI.G.Menk等人在防砂實踐中推導出油井出砂的最低流動壓力，為指導稠油出砂冷采技術中啟動砂粒運移的合理生產(chǎn)壓差提供了依據(jù)，其計算公式如下式[8]：

 （1-4）

式中：：地層出砂的最大油井井底流壓，MPa； ：巖石密度，kg/m3；：巖石導壓系數(shù)，1/MPa；：重力加速度（=9.8m/s2）；：產(chǎn)層厚度，m；：地層傾角，（。）；：巖石泊松比，無量綱；：巖石顆粒摩察系數(shù)，無量綱；：巖石顆粒的內(nèi)聚力，MPa。

在實際的生產(chǎn)中保持井底流壓小于，從而保證持續(xù)的出砂來增加地層原油的流動性。

（2）蚯蚓洞滲流簡化

稠油出砂冷采過程中形成大量的蚯蚓洞，本文從滲流和管流的耦合角度出發(fā)，假設蚯蚓洞內(nèi)的流動是管流形式，根據(jù)哈根-泊肅葉定律[9~10]：

單個蚯蚓洞流量公式：

 (1-5)

N個蚯蚓洞流量公式：

 (1-6)

混砂液的粘度計算公式[6]：

 (1-7)

式中：：含砂稠油在蚯蚓洞內(nèi)的流量，m3/s；：生產(chǎn)壓差，MPa；：蚯蚓洞半徑，m；：蚯蚓洞長度，m；：蚯蚓洞個數(shù)，無量綱；：混砂液粘度，Pa.s；：含砂原油與原油的相對粘度，無因次；：原油的粘度，Pa.s；：含砂濃度，百分數(shù)。

1.2 基本原理

基于質(zhì)量守恒原理，炮眼處不發(fā)生砂堵，滿足地層產(chǎn)出砂與井筒攜砂量的平衡，使地層出砂得以順利進行，從而提高原油采收率。假設地層砂的流動過程經(jīng)歷如下環(huán)節(jié)，其流動示意圖如下：

    

地層出砂炮眼處砂堵現(xiàn)象井筒攜砂

圖1 出砂流動過程示意圖

1.3 理論推導

適合稠油出砂冷采技術的疏松砂巖油藏出砂機理十分復雜，影響因素眾多，所以在此作如下假設：

（1）忽略地層復雜的出砂機理，只考慮出砂量；

（2）地層出砂主要是通過蚯蚓洞中的流動帶出地層砂，其流動規(guī)律假設為管流；

（3）以炮眼為求解節(jié)點，且炮眼不發(fā)生砂堵時，則有流進節(jié)點和流出節(jié)點的砂量平衡，其中每個炮眼的臨界流速為，射開層段內(nèi)的攜砂量為；

（4）以井筒為求節(jié)點時，且井筒不會發(fā)生砂粒沉降而堵塞，則設井筒可以提供攜砂液的排量最大為[8]。

 （1-8）

 （1-9）

式中：：炮眼中液體的臨界流速，m/s；：炮眼中液體的臨界流量，m3/s；：流入炮眼的臨界流量，m3/s；：射孔炮眼直徑，m；：射孔總厚度，m；：射孔密度，孔/m。

基于上述出砂平衡原理和基本理論假設，要使得地層、炮眼、井筒三處不發(fā)生堵塞現(xiàn)象，則必須滿足如下條件：

 （1-10）

其臨界條件是：

 （1-11）

由上式（1-11）可以得出兩種解的合理出砂量：

 （1-12）

代人（1-6）式于（1-12）得：

 （1-13）

通過聯(lián)立（1-7）和（1-13）兩式可以得到合理含砂濃度，則合理出砂量為：。

 （1-14）

同理，（1-14）式所得的合理出砂量為：。

2.結論

本文通過對稠油出砂冷采（CHOPS）過程中合理出砂量的分析，基于炮眼和井筒中不發(fā)生砂堵現(xiàn)象之上，理論推導出了地層合理出砂量的確定方法，在一定程度上完善了出砂冷采技術的理論研究，對科學的開發(fā)稠油油藏有一定的指導作用。

參考文獻

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[9]袁恩熙.工程流體力學[M].北京：石油工業(yè)出版社.2005：110-112

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【關鍵詞】頁巖氣 水平井 油基鉆井液

頁巖氣作為一種儲量豐富的、非常規(guī)的重要能源，在現(xiàn)代生產(chǎn)中作用突出，油氣勘探行業(yè)對頁巖氣的開發(fā)使用程度也在不斷增加。從90年代中期頁巖氣被發(fā)現(xiàn)以來，其生產(chǎn)產(chǎn)量增速驚人，將會在未來實現(xiàn)新的突破。頁巖氣在盆地中的儲量最為豐富，根據(jù)不完全統(tǒng)計，世界頁巖氣儲量突破456*1012m3，利用空間巨大。當前在頁巖氣鉆井、完井，特別是水壓裂、連續(xù)油管的射孔以及水平井鉆井技術的研發(fā)下，頁巖氣的應用范圍越來越廣，據(jù)估算最終全球的頁巖氣將突破1000*1012 m3，加強頁巖氣鉆井技術的研究，加強資源開發(fā)，具有重要意義。

1 工程情況說明

某地區(qū)施工完成的頁巖氣―1井位于四川東部地區(qū)自流井組大安寨。水平井鉆至弧形高陡褶皺帶拔山寺向斜地層最終完鉆，從實際鉆井情況分析，施工過程中存在難以處理井斜角、機械鉆井速率低等問題，使得最終周期較之施工計劃周期時間延長，達到145天，全井最大斜度為89.5°，鉆進底部的位移數(shù)據(jù)位1000m。頁巖氣―1井的位置位于四川盆地重要的兩套烴源巖之一位置，總體巖層發(fā)育為100m，為黑色頁巖，產(chǎn)氣潛力較大。在進行水平井鉆井過程中，運用油基鉆井液、雙凝水泥漿、旋轉(zhuǎn)導向鉆井等技術能有效加強水平井鉆井效率，這些水平井技術有著不低的應用成本，多是用作于解決常見的處理難度較大的鉆井技術問題。

2 水平井鉆井過程遇見的問題

其一，水平鉆井過程中摩阻扭矩較大。進行水平井施工時，由于鉆井水平段比較長，摩阻扭矩成為鉆井難題，而1號井位井身質(zhì)量不高，扭矩、摩阻問題更為突出，必須解決這一問題[1]。

其二，該地段的井壁水平段長，加之井身質(zhì)量低，在進行固井步驟時，容易出現(xiàn)套管居中度不理想，難以頂替、水泥漿膠結情況不理想等問題。

其三，水平井井壁容易出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象。該項目技術人員對該地段的巖心進行了分析，得出該區(qū)域主要巖石礦物組成為石英和黏土成分，其中黏土主要由伊蒙混層以及伊利石構成，鉆井過程中井壁會吸收大量水分產(chǎn)生膨脹出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象，另外目的層的向應力存在差異，增加了鉆井施工的難度。

其四，施工地段地表較為疏松容易垮塌。該地段位于四川盆地，溝壑交錯，存在地表沖蝕沉積、風蝕情況，地表的成巖性能不理想，部分地段的頁巖水敏性較強，侵入鉆井液后已形成井壁垮塌現(xiàn)象，為后續(xù)鉆井工程帶來困難；部分地段主要組成部分砂質(zhì)頁巖、頁巖，存在嚴重掉垮、剝蝕情況，尤其在大斜度水平段井眼位置穩(wěn)定性更差，容易出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象[2]。

3 水平鉆井技術研究

3.1 旋轉(zhuǎn)導向式鉆井技術

作為當前先進的頁巖氣鉆井技術，特殊油藏條件的深井以及鉆井難度較高的水平分支井、水平井、定向井以及大位移井等條件下比較適合運用旋轉(zhuǎn)導向式鉆井技術進行鉆井施工。這一鉆井技術主要是利用遠端計算機進行調(diào)整工具面的數(shù)值，通過脈沖向井底儀器傳送數(shù)據(jù)，調(diào)整工具面角，對井眼的軌跡進行控制[3]。這一技術相對于傳統(tǒng)的螺桿導向更加及時和準確，大幅度提高了控制井眼軌跡的準確程度，而在進行鉆井過程時，鉆柱始終處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，可以有效降低扭矩和摩阻。

3.2 水平鉆井的特色固井技術

將該頁巖氣井的施工難題和固井技術、井眼進行結合，該項目使用了1.90kg/l的防竄氣高膠結彈性水泥漿以及1.40kg/l的緩凝低密度水泥漿混合而成的雙密度雙凝水泥漿，將1.40kg/l的返漿帶至地面，降低水泥漿的液柱壓力，1.90kg/l的尾漿送至深井處，確保下層頁巖氣產(chǎn)層的固定程度，這一方法可以確保較低液柱壓力，避免出現(xiàn)固井過程漏失水泥漿問題，提升防止竄氣和膠結水平，提升固井質(zhì)量，為下一階段壓裂過程提供前提條件。

3.3 油基鉆井液的運用

針對該鉆井施工過程出現(xiàn)的問題，決定利用具有高性能的油基鉆井液，這一技術的突出特色在于：

第一，為了抑制頁巖出現(xiàn)水化膨脹問題，對高壓高溫的失水量進行嚴格監(jiān)控，確保失水量小于7.8ml，從實際施工鉆井遇見頁巖的情況出發(fā)逐步提高鉆井液的密度，利用較大的破乳電壓，確保工程維護時油水比例的平衡穩(wěn)定；

其二，為了保證油基鉆井液的電穩(wěn)定性較高，必須保證擁有超過2000v的破乳電壓，如果地層存在嚴重的水侵現(xiàn)象，必須添加石灰、潤濕劑、乳化劑機械處理，保持電穩(wěn)定和電平衡。[4]

其三，施工遇見較大斜度的井段以及水平段時，保持高水平的動切力以及黏度，強化油基鉆井液的懸浮攜砂力，利用有機土、白油、潤濕劑、增粘劑以及結構劑調(diào)控流變性能，與短程下鉆等階段制定的措施，最大程度將巖屑床進行消除，以便保持井眼的順暢通透。

其四，利用脂肪酸和其共聚物作為重要材料，取代傳統(tǒng)的有機膨脹土，能明顯改善泥餅固相含量和質(zhì)量，降低井壁黏度。[5]務必保持油基鉆井液的膠凝切力，以便最大程度降低井漏的可能性。

4 結語

在川東地區(qū)水平井鉆井過程中，利用油基鉆井液、旋轉(zhuǎn)導向鉆井技術以及優(yōu)選鉆頭等方式方法，有效降低了扭矩和摩阻，在確保井壁穩(wěn)定性的基礎上提高了機械鉆的工作效率，加之用雙密度雙凝水泥漿確保了套管居中程度，獲得了很好的固井質(zhì)量，值得推廣和應用。值得注意的是，油基鉆井液以及旋轉(zhuǎn)導向技術付出成本較高，在地層裂縫發(fā)育地段，由于堵漏技術還需完善，傳統(tǒng)堵漏采氣技術無法發(fā)揮應有作用，這些都是頁巖氣水平井鉆井技術應用還需要強化研究的問題。

參考文獻

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關鍵詞：LabVIEW；EON Studio；遠距離穿針；虛擬現(xiàn)實

中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A文章編號：1007-9599 (2010) 13-0000-02

Drlling Remote Intersection Visual System Based on LabVIEW

Li Baiqi1，He Yongling1，Li Jiangcheng2

(1.School of Transportation Science and Engineering BUAA,Beijing100191,China;2.School of Aerospace,Tsinghua University,Beijing100084,China)

Abstract:By analyzing the function and character of the Remote Intersection technology in CBM exploitation,the paper put forwards an idea of using Script node to realize the date exchange and man-machine interaction with exterior frame in the virtual reality tool-Eon Studio.Using the LabVIEW as the platform,developing drilling remote intersection three-dimensional visual system with the character of interaction.The system has a good compatibility,high fidelity etc.The paper described the structure, working flow,distance needle modeling and three-dimensional visual actualizing ways of the system detailedly.

Keywords:LabVIEW;EON Studio;Remote intersection;Virtual reality

我國煤層氣普遍具有煤層滲透率低、煤層地應力梯度分布不均、煤儲層欠壓的特性[1]，因此開采中采用水平井、多分支水平井是最佳開發(fā)模式。此模式下的水平井遠距離穿針屬于精確導向作業(yè)，采用以MWD+RMRS為主要工具的工藝能提升中靶率，如文獻[2]中提及的對26對U形井組實施中靶導航作業(yè)，取得了100%的中靶率等。然而，該工藝存在缺乏可視化及臨場感，不易判斷鉆頭軌跡及中靶等缺點。為此，開發(fā)出基于LabVIEW的鉆井遠距離穿針三維可視化的系統(tǒng)，利用虛擬現(xiàn)實技術對遠距離穿針作業(yè)進行模擬與三維可視化，增強地面操作人員作業(yè)的沉浸感、交互性及構想性，提高遠距離穿針的中靶率。

（一）系統(tǒng)結構

系統(tǒng)由四部分構成：MWD、磁性短節(jié)、探管及上位機，如下圖1所示。MWD井下部分安裝在下部鉆具組合的非磁鉆鋌內(nèi)，測量當前井眼參數(shù)；磁性短節(jié)本體安裝在鉆頭上，由無磁材料加工制成，用于提供一個人工磁場[3]；探管懸掛在直井洞穴附近，測量磁性短節(jié)磁場數(shù)據(jù)并發(fā)回到地面；上位機中采用以LabVIEW為平臺開發(fā)的軟件，首先載入水平井和直井的井身數(shù)據(jù)；然后軟件讀取發(fā)回的磁場數(shù)據(jù)及MWD數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)通過由旋轉(zhuǎn)磁場導航算法[4,5,6]、最小曲率法開發(fā)的程序，計算出當前水平井井眼的各種參數(shù)，該參數(shù)結合歷史參數(shù)輸入到EON虛擬現(xiàn)實平臺，完成遠距離穿針作業(yè)的虛擬現(xiàn)實顯示。

（二）虛擬現(xiàn)實設計

虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality)是一種高度逼真地模擬在現(xiàn)實世界中視、聽、動等行為的人機界面技術，以其高度的沉浸感、全方位的交互性及構想性，已在航天、軍事等領域得到快速發(fā)展和應用[7]。因此，運用虛擬現(xiàn)實技術顯示整個遠距離穿針過程，可增強操作手的臨場感，提高操作精度。虛擬現(xiàn)實模型的開發(fā)軟件EON Studio具有渲染能力強等特點，其EonX控件能嵌入到高級編程語言中，該控件提供的方法可實現(xiàn)與EON Studio中Script交互[8]。

1.創(chuàng)建虛擬現(xiàn)實仿真模型

首先，利用EON Studio提供的Import功能將鉆桿（含鉆頭）、地層、直井、鉆探平臺的3D模型導入系統(tǒng)環(huán)境，根據(jù)仿真需要設置部件的位置、縮放比例和材質(zhì)、顏色、燈光、音效等。

第二步，首先建立四個右手坐標系及相互之間的轉(zhuǎn)換關系，四個坐標系分別為：水平井井口坐標系，直井井口坐標系，固連于直井的靶點坐標系及鉆頭坐標系，其中水平井井口坐標系為絕對坐標系。坐標系定義：背離地心為X方向，正東為Y方向，正北為Z方向；坐標系的位置用垂深、東坐標、北坐標描述，姿態(tài)用井斜角、方位角描述；坐標系的轉(zhuǎn)換通過空間的位移及轉(zhuǎn)動實現(xiàn)。其次為鉆桿、直井設置三個位置節(jié)點和三個姿態(tài)節(jié)點，這些功能節(jié)點通過事件接收端接收外部的坐標及姿態(tài)值完成遠距離穿針作業(yè)的顯示。再次設置交互動作，如縮放、移動、跟蹤及局部定位等。

第三步，.edz格式文件供LabVIEW調(diào)用。設計完畢的發(fā)虛擬現(xiàn)實模型如下圖2所示：

圖3中懸浮于空中的細桿表示鉆桿，其可繞自身旋轉(zhuǎn)；畫有網(wǎng)格的部分表示地面；左邊的井架表示水平井井架，右邊的井架表示直井井架；直井井架下方的長桿表示直井井身，井身的后面呈層狀分布部分表示地層剖面，井身下方的圓柱體表示靶點；靶點以下云團狀部分表示煤層氣。

2.加載虛擬現(xiàn)實模型

在LabVIEW中加載虛擬現(xiàn)實模型文件的設計包括兩個部分，前面板設計：首先在LabVIEW前面板上新建一個ActiveX容器，調(diào)整容器的位置及大小后加載EonX控件；后面板設計：通過操作該控件的相關方法和屬性完成模型的加載、啟動及與LabVIEW通信。

3.遠距離穿針作業(yè)可視化顯示

虛擬現(xiàn)實模型被LabVIEW中嵌入的EonX控件調(diào)用后，通過與LabVIEW的交互即可描繪底層環(huán)境、井眼軌跡及當前鉆頭姿態(tài)。首先從數(shù)據(jù)庫中取出目標井眼數(shù)據(jù)，通過事件觸發(fā)機制將數(shù)據(jù)傳給直井及鉆桿模型，完成直井及水平井的載入；循環(huán)讀取計算出的鉆頭位置及姿態(tài)數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)通過EonX控件的“SendEvent”方法輸入進模型。值得注意的是循環(huán)間隔時間不能太短，否則鉆頭將發(fā)生不規(guī)則跳動。虛擬現(xiàn)實顯示及數(shù)據(jù)庫查詢流程如上圖3所示。

三、結語

本系統(tǒng)采用虛擬現(xiàn)實軟件設計出整個作業(yè)過程的發(fā)虛擬現(xiàn)實模型，利用LabVIEW中的ActiveX功能，將該模型文件通過EonX控件的調(diào)用實現(xiàn)與LabVIEW的交互，從而逼真再現(xiàn)遠距離穿針作業(yè)過程。該系統(tǒng)具有兼容性好、逼真度高等優(yōu)點，以其優(yōu)異的逼真性和交互性，深受客戶好評，為遠距離穿針工藝的設計提供參考，但仍存在一些缺點和不足，如直井以一圓柱體代替等，需要在下一步的研究中予以解決。

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篇(5)

Abstract： By investigating the condition of down-hole operation project management in Dagang oilfield， we found that there are many problems existing in down-hole operation project management in Dagang oilfield in various aspects. In order to improve the quality of down-hole operation and decrease the cost of project， and fulfill the long-term development goal of oilfield， this paper will start with the practical situation of Dagang oilfield， then discuss the way to optimize project management of oilfield down-hole operation in aspects of human resource， market development， technology and management procedure of down-hole operation， thus to ensure the successful project management of down-hole operation in Dagang oilfield.

關鍵詞： 大港油田；井下作業(yè)；項目管理

Key words： Dagang oilfield；down-hole operation；project management

中圖分類號：TE3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）23-0090-03

0 引言

井下作業(yè)是對油、水井的投產(chǎn)、生產(chǎn)維護、井內(nèi)故障處理、增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)等進行的各類施工工序的統(tǒng)稱，是油、氣、水井長周期、高效運行的重要保障[1]。大港油田井下作業(yè)項目主要有石油天然氣勘探開發(fā)中試油測試、壓裂酸化、淺（側）鉆大修、加工制造和油田綜合服務等綜合性措施專業(yè)技術服務。井下作業(yè)的實施是一個極其復雜的綜合性系統(tǒng)過程，涉及面廣，工作關系復雜，其主要特點是：各類措施的目的不一、施工方法不一、井下狀況復雜、突發(fā)性強、施工周期不確定、涉及井下工具種類繁多等[2]。

如何科學有效地進行井下作業(yè)管理，最大限度的提高井下作業(yè)的質(zhì)量和效益，縮短作業(yè)周期，一直是各油田井下作業(yè)部門的追求目標。為了強化井下作業(yè)管理，提高井下作業(yè)效果，大港油田按區(qū)域組建了不同的井下作業(yè)項目部對井下作業(yè)進行管理，取得了一定的效果。但是，制約井下作業(yè)項目實施效果的問題仍然不同程度的存在于各項目部。

因此，對大港油田井下作業(yè)項目管理進行探討，針對大港油田井下作業(yè)項目管理現(xiàn)狀存在的問題提出相應的優(yōu)化措施，對大港油田井下作業(yè)乃至整個大港油田的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。

1 大港油田井下作業(yè)項目管理發(fā)展現(xiàn)狀

作為國內(nèi)的重要老油田，大港油田自1964年發(fā)現(xiàn)至1968年投入運營，已經(jīng)過四十多年的勘探開發(fā)，目前油田整體進入開發(fā)中后期，剩余油分布零散，含水率高、可采儲量采出程度高、剩余可采儲量采油速度高、自然遞減率高，開發(fā)成本高，調(diào)整挖潛難度越來越大，穩(wěn)產(chǎn)基礎脆弱[3]。而石油行業(yè)又是技術密集，專業(yè)眾多的高投入、高風險行業(yè)，每一生產(chǎn)環(huán)節(jié)無不是充滿分工、協(xié)作的系統(tǒng)工程。大港油田井下作業(yè)項目管理既有現(xiàn)代項目管理的新內(nèi)容、新形式，又深受自身文化的影響，下面從井下作業(yè)項目人力資源、市場開發(fā)、井下作業(yè)技術研發(fā)與推廣等方面來分析其現(xiàn)狀。

1.1 井下作業(yè)項目人力資源問題 截止目前，井下技術服務公司在冊職工中管理和專業(yè)技術崗占職工總數(shù)的30%，其中管理崗占職工總數(shù)的21.6%，專業(yè)技術崗占職工總數(shù)的8.5%；操作崗占職工總數(shù)的70%。大學文化以上占職工總數(shù)的30.1%，中專、高中占職工總數(shù)的44.8%，初中及以下占職工總數(shù)的25.1%。人力資源問題突出表現(xiàn)在：一是高素質(zhì)人才總量不足。井下技術服務公司一直致力于高素質(zhì)人才的開發(fā)、引進、培養(yǎng)工作，但是由于公司市場規(guī)模的擴大，人才的引進速度已滿足不了市場對人才需求的增長。二是高級操作人員缺乏。由于老職工相繼離退、分流，年輕的崗位工人尚未成長起來，造成公司熟練操作工人嚴重不足，尤其是行業(yè)市場、國際市場的關鍵操作崗位機械師、電氣師、司鉆等極其匱乏。

1.2 井下作業(yè)項目市場開發(fā)問題 目前，大港油田井下作業(yè)項目能夠提供工程服務的市場可分為三大區(qū)域市場：一是大港油區(qū)市場，二是國內(nèi)行業(yè)市場，三是國際及反承包市場。

隨著大港油田井下作業(yè)項目的不斷發(fā)展，必須在激勵的國際市場競爭、良好的發(fā)展良機以及中石油集團公司提供的政策機遇中擴大市場份額，做大做強大港油田的井下作業(yè)這塊蛋糕，但是在發(fā)展的進程中，市場開發(fā)問題不斷凸顯，表現(xiàn)在：一是大港油區(qū)市場執(zhí)行關聯(lián)交易協(xié)議不到位，造成收入預算與結算存在較大差距，同時由于結算不及時導致公司資金回籠困難。二是核心、關鍵設備不足，導致現(xiàn)有設備資源常常處于長途奔波狀態(tài)，嚴重影響了市場開發(fā)，也不利于生產(chǎn)協(xié)調(diào)和設備的正常維護使用。

1.3 井下作業(yè)項目技術研發(fā)與推廣問題 隨著油田深度開發(fā)，生產(chǎn)井數(shù)增多，地下情況更加復雜，適應不同地區(qū)、不同地下情況的井下作業(yè)技術有待完善和突破，同時也有待技術的推廣。

井下作業(yè)技術研發(fā)與推廣問題主要表現(xiàn)為：一是隨著油氣勘探開發(fā)難度逐步加大，市場化的技術需求越來越高，對技術更新和技術發(fā)展的要求日益迫切。油田的發(fā)展主要依靠老區(qū)穩(wěn)產(chǎn)和新區(qū)的發(fā)現(xiàn)，油田勘探開發(fā)規(guī)模不斷擴大，新區(qū)塊、新類型、新情況、新變化層出不窮。油井的分布范圍廣，不同區(qū)塊、不同油藏類型、不同井別、不同開發(fā)階段，情況千差萬別，只有針對不同的地下情況實施與之相適應的配套工藝技術才能取得理想的作業(yè)效果。同時，老油田經(jīng)過多年開發(fā)，地下情況也在不斷發(fā)生新變化，工藝技術也需要創(chuàng)新和改進。所有這些，通過技術上的創(chuàng)新，提高作業(yè)質(zhì)量，改善增油效果，延長油井生產(chǎn)周期，降低作業(yè)成本，實現(xiàn)油田長期穩(wěn)產(chǎn)，一直是公司多年來攻關的重點。二是由于缺少油田公司的技術推廣平臺支持，公司的一些新技術、新產(chǎn)品無法得到深度推廣和應用。

1.4 井下作業(yè)項目管理流程問題 大港油田現(xiàn)在已進入高含水、高采油速度、高采出程度的困難開發(fā)時期，老油田自然遞減加快，開發(fā)難度越來越大，投入產(chǎn)出矛盾突出，生產(chǎn)成本逐年上升。井下作業(yè)管理作為保障老油田穩(wěn)產(chǎn)上產(chǎn)的重要手段，隨著老油田開發(fā)管理難度加大，也面臨許多新問題、新矛盾。

一是井下故障增多，上修作業(yè)頻繁，作業(yè)成本上升。經(jīng)過持續(xù)多年的開發(fā)，油水井生產(chǎn)周期的延長，采油設施（油管、抽油桿、泵）的老化，以及地下情況的變化造成井下故障增多，油水井作業(yè)工作量呈現(xiàn)逐年上升趨勢。

二是作業(yè)措施難度加大，增油量下降，效益變差。油田在多年持續(xù)高速、高效開采的情況下，地下剩余可采儲量減少，能量降低，措施難度加大，措施效果越來越差。要保持油田穩(wěn)產(chǎn)，勢必增加更多的措施工作量，增加作業(yè)投入，降低作業(yè)效益，造成作業(yè)成本逐年上升。要解決這些難題，就必須從優(yōu)化作業(yè)管理流程入手，在成本控制、作業(yè)設計、方案優(yōu)化、管材質(zhì)量、措施優(yōu)化等方面，強化管理，優(yōu)化運行，不斷創(chuàng)新。

2 大港油田井下作業(yè)項目管理優(yōu)化措施

2.1 井下作業(yè)項目人力資源優(yōu)化 項目管理能否順利實施，人力資源的配置是非常重要的因素[4]。在人力資源上要解決好兩個問題。

2.1.1 技術干部 公司是技術密集型企業(yè)，企業(yè)的發(fā)展與競爭優(yōu)勢體現(xiàn)在技術干部上。這就要做好人力資源規(guī)劃工作，為項目管理提供高素質(zhì)的技術人員。首先是提供合格項目經(jīng)理，主要措施是：“請進來”、“送出去”、“多實踐”。其次是做好核心技術干部管理工作。任何項目的順利實施需要一批高素質(zhì)的核心技術人才，因此穩(wěn)定好核心技術員工隊伍是保證公司項目管理實現(xiàn)的關鍵。這就要，在收入上我們要向核心技術人員傾斜，在干部培養(yǎng)上向核心技術干部傾斜，在人才使用上向核心技術干部傾斜。在具體實踐中，以公司技術體系為基礎，構建出三級核心技術人才體系。第一級為公司級首席專家，第二級為公司級技術專家，第三級為學術帶頭人。這三級評選出的人數(shù)不超過公司技術干部人數(shù)30%。對這30%的核心技術干部在薪酬上實行傾斜，每月發(fā)放不同的津貼，以穩(wěn)定核心技術人才隊伍。

2.1.2 管理干部 再好的業(yè)務、制度、管理方式與理念最終要由人來實現(xiàn)，再好的技術干部也需要管理干部對他們進行“結構重整”和“排列組合”，因此管理干部對實現(xiàn)戰(zhàn)略起著很重要的作用，如果把技術干部看作反應物質(zhì)，那么領導干部就是催化劑。所以，在選擇干部上要向管理變革，敢于接受新事物的干部傾斜，在管理干部教育上，要多宣傳，多溝通，爭取既有干部的理解和支持。在實際中，由于國有企業(yè)是黨管干部，因此這項工作需要根據(jù)公司黨建實際與公司黨委進行充分溝通和緊密結合，以便選拔出德才兼?zhèn)?、具有?chuàng)新精神、年輕有為的管理干部。

2.2 井下作業(yè)項目市場開發(fā)優(yōu)化

2.2.1 大港油區(qū)市場 隨著陸上老油區(qū)勘探開發(fā)程度的提高，今后應該向深層和灘海地區(qū)發(fā)展，隨著建設大油田的目標確立，自營區(qū)原油產(chǎn)量將保持在每年400萬噸以上，油氣產(chǎn)量將保持每年20萬噸的增長，整體工作量逐年上升。今后要增加用于試油和修井作業(yè)的修井機、壓裂設備、三相分離器，以及其他相應配套設施，全力確保大港油田建設大油田的需要。

2.2.2 國內(nèi)行業(yè)市場 隨著各大油氣田加大對灘海的勘探開發(fā)力度，特別是中海油市場上產(chǎn)趨勢明顯，無疑為公司提供了更廣闊的海上試油、修井、措施市場平臺，公司應該充分利用2000型撬裝壓裂車組、三相分離器等裝備優(yōu)勢以及海上試油措施一體化的技術優(yōu)勢，擇機盡早進入海上市場。

另外，隨著國家對煤層氣的勘探開發(fā)給予了高度重視，對外合作步伐不斷加快，該市場開發(fā)前景廣闊。隨著工程技術業(yè)務的重組，井下作業(yè)項目設備優(yōu)勢更為突出，業(yè)務范圍更廣，將充分發(fā)揮鉆采一體化的優(yōu)勢，努力開拓煤層氣鉆井、修井、壓裂、完井、排采市場。

2.2.3 國際及反承包市場 依托渤海鉆探公司在海外實現(xiàn)鉆采一條龍服務模式，進入目前鉆探公司現(xiàn)有國際市場。加強國際市場調(diào)研，努力開拓委內(nèi)瑞拉、伊拉克、印尼及伊朗等國家的修井、大修、試油、連續(xù)油管作業(yè)、液氮排液、鋼絲作業(yè)、壓裂酸化和測試市場。

隨著境外跨國公司介入中國石油天然氣合作勘探的不斷深入，國內(nèi)反承包市場日益增多。另外，緊緊地跟蹤在華投資的其他外國石油公司如：遠東能源公司等反承包市場，擇機進入。

2.3 井下作業(yè)項目技術優(yōu)化

2.3.1 加大科研經(jīng)費投入力度 對列入公司計劃內(nèi)的科技項目，要基本做到了人員、資金、條件三落實。認真學習科技開發(fā)處下發(fā)的科技經(jīng)費管理辦法，領悟文件精神，做好每個項目的經(jīng)費管理臺帳。制定詳實可行的經(jīng)費預算，從資金上切實保障科技項目的順利運行。

2.3.2 積極開展技術論文和技術交流活動 為提高廣大工程技術人員的技術水平，促進新工藝新技術的開發(fā)和應用，可以組織開展技術論文評選活動，經(jīng)過專家評審，將獲獎論文編輯成冊，激發(fā)廣大技術人員學技術、鉆業(yè)務的積極性。

為了給公司廣大技術人員提供一個良好的技術交流機會，及時了解國內(nèi)外技術發(fā)展動態(tài)，掌握目標市場的技術需求，要積極組織公司技術人員參加相關的技術交流和技術培訓活動，同知名院校和研究院開展技術交流。一方面可以向國內(nèi)外宣傳、推廣公司的優(yōu)、特技術，提高公司在石油行業(yè)的知名度；另一方面，能夠拓寬公司技術人員的視野，及時了解和掌握先進的生產(chǎn)技術和工藝，不斷增強公司的科學技術水平，以特色服務立足國內(nèi)外市場。

2.3.3 建立科技創(chuàng)新激勵機制 制定優(yōu)秀人才獎勵辦法，對在科技工作中做出突出貢獻的科技工作者進行獎勵。每季度評選出部分優(yōu)秀技術人員，每年度進行優(yōu)秀技術論文評比活動并給予獎勵，通過這些激勵措施，激發(fā)廣大基層技術人員學技術、愛科學的熱情。同時，對科技項目參加人員實施網(wǎng)上公開招聘，擴大參加公司級科技項目研究的人員范圍，尤其是鼓勵基層技術人員及一線小隊技術員參與報名，為基層技術人員創(chuàng)造條件搞科研，讓他們參加到科技項目的研究中，使更多的新人涌現(xiàn)，為公司儲備更多的科技人才。

2.4 井下作業(yè)項目管理流程優(yōu)化 為了規(guī)范井下作業(yè)項目管理，使井下作業(yè)項目得到控制，對公司的井下作業(yè)項目管理流程進行優(yōu)化，采取更完善的項目管理流程，希望取得更好的管理效果。

2.4.1 編制施工方案 技術管理部門組織編寫施工方案并按已經(jīng)規(guī)范進行審核、審批；地質(zhì)和工程設計具體執(zhí)行要參照《采油（氣）工程設計編制管理辦法》。

2.4.2 確定井下作業(yè)過程中的關鍵工序 井下作業(yè)過程的關鍵工序分別是：試油/測試作業(yè)過程中的打開油氣層作業(yè)；酸化、壓裂作業(yè)過程中的最高施工壓力超過80MPa或施工液量超過800m3的施工作業(yè)；油、氣井的帶壓起下管柱作業(yè)；高壓油氣井（地層流體充滿井筒時，井口關井壓力達到或超過35MPa的井）的放噴、壓井、起下管柱作業(yè)；高含硫油氣井（地層流體中硫化氫含量高于100ppm）的放噴、壓井、起下管柱作業(yè)；大修作業(yè)過程中的取套、換套。

2.4.3 生產(chǎn)準備 生產(chǎn)協(xié)調(diào)部門按照施工方案下達作業(yè)指令（通知單），并協(xié)調(diào)組織相關部門及單位進行道路、井場勘察及現(xiàn)場交接，在施工井場滿足施工條件后，填寫“油氣井交接單（作業(yè)前）”，雙方代表簽字確認。需要整改時，由基層單位告知建設方整改，待整改完畢后，再進行交接。作業(yè)部或項目部根據(jù)施工方案確定施工隊伍及設備。作業(yè)部或項目部根據(jù)施工裝備需要組織平整井場、打基礎。作業(yè)隊根據(jù)施工方案準備好施工用設備、工具及材料。作業(yè)隊根據(jù)現(xiàn)場情況及施工方案進行風險識別，編制HSE作業(yè)計劃書。

2.4.4 搬遷、安裝 作業(yè)部或項目部辦理相關作業(yè)許可票據(jù)后組織、協(xié)調(diào)作業(yè)隊進行搬遷，具體執(zhí)行BT.14.3《作業(yè)許可管理辦法》。設備安裝擺放具體執(zhí)行SY/T 5791《液壓修井機立放井架作業(yè)規(guī)程》、BZ.2.22《井下施工作業(yè)現(xiàn)場設備設施、器具管理辦法》和BZ.2.24《井下作業(yè)現(xiàn)場管理辦法》。設備安裝完成后，作業(yè)隊進行自驗收，合格后上報作業(yè)部或項目部驗收。技術交底，重點井由技術管理部門進行技術交底；其它井由作業(yè)部或項目部技術部門進行交底；外部市場由項目部組織交底。填寫“設計交底記錄”。

2.4.5 質(zhì)量控制 作業(yè)過程中，一般井的關鍵工序由施工隊技術人員負責現(xiàn)場把關或作業(yè)部（項目部）委派專人駐井指導；重點井的關鍵工序由處級責任人負責，具體執(zhí)行BT.13.1《重點井關鍵工序處級責任人管理辦法》。作業(yè)過程中對施工材料、計量器具、作業(yè)工序等進行監(jiān)測與測量，作業(yè)結束后對施工質(zhì)量、顧客測評等進行監(jiān)測與測量[5]。作業(yè)過程中發(fā)生不合格時，具體執(zhí)行BZ.2.25《井下作業(yè)不合格管理辦法》。

2.4.6 交付 技術管理部門對資料進行收集、審核和驗收，合格后交至顧客。作業(yè)結束后，由作業(yè)隊恢復井場，井口設備完整齊全，由作業(yè)部或項目部交予顧客，填寫“油氣井交接單”（作業(yè)后）（BZ.2-03），雙方代表簽字確認。

2.4.7 監(jiān)督檢查 工程技術處每年對本辦法運行情況進行1次的抽查。井下作業(yè)單位技術主管部門每半年對本辦法的執(zhí)行情況進行監(jiān)督檢查。

3 結語

井下作業(yè)項目管理工作的好壞，關系到油田穩(wěn)產(chǎn)基礎的鞏固和經(jīng)濟效益的高低，關系到油田長期持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。針對大港油田井下作業(yè)項目管理中存在的問題，從井下作業(yè)項目人力資源優(yōu)化、市場開發(fā)優(yōu)化、技術優(yōu)化以及項目管理流程四個方面實施優(yōu)化措施，達到完善大港油田井下作業(yè)項目管理的目的。

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篇(6)

油田堵水包括在生產(chǎn)井堵水和在注水井調(diào)整吸水剖面兩種措施。堵水劑一般是指用于生產(chǎn)井堵水的處理劑, 調(diào)剖劑則是用于注水井調(diào)整吸水剖面的處理劑, 兩種劑有共性, 也有特性,但以共性為主, 多數(shù)情況兩劑可以互相通用。為方便起見, 有時把兩種劑統(tǒng)稱為堵劑?？梢酝ㄓ玫亩聞? 在使用時性能上需作適當調(diào)整。一般情況下, 用于堵水時用量較少, 相應的可泵時間較短, 要求強度較高。用于調(diào)剖時用量較大, 可泵時間則要求較長, 有些劑需用延遲凝膠技術或雙液法注入工藝才能滿足大劑量注入的要求。當然也有一些劑不能或不宜通用。

堵水調(diào)剖技術要在油田應用中獲得成功、產(chǎn)生效益，除有好的堵劑外，還必須深入研究油藏及處理工藝，三者互相配合，不可偏廢。

二、油田化學堵水調(diào)剖開發(fā)研究

1.堵水調(diào)剖物理模擬

由于油田在開采過程中，無法預知地底的實際情況，僅能夠依據(jù)地面影像、超聲波、附近區(qū)域地質(zhì)等情況預測地層下實際的油層情況，因此通過微觀模擬技術和核磁共振成像技術研究了聚合物凍膠在多孔介質(zhì)中的充填、運移和堵塞規(guī)律，從而初步模擬化學堵水調(diào)剖劑在深入地層之后的具體情況，例如：聚合物凍膠提高注入水的波及體積、調(diào)整吸水剖面、改善水驅(qū)采收率的微觀機理。從整個研究表面，凍膠類的調(diào)剖劑能夠?qū)Ω邼B透的大孔道實現(xiàn)堵塞，強迫注入水向低滲透層進行擠壓，這擴大了注入水的波和體積，從而提高了注入水的利用率。

注入水進入低滲透層后使原來未驅(qū)動到的原油被驅(qū)替出來，提高了產(chǎn)油量和階段采出程度。同時，試驗對層內(nèi)堵水調(diào)剖時的堵劑用量、調(diào)剖時機、段塞個數(shù)等因素對堵水調(diào)剖效果的影響進行了研究，結果表明：多段塞效果好于單段塞；調(diào)剖時機越早越好；堵劑用量越大越好，但從經(jīng)濟效益考慮，認為0.2PV較為合適。

影響凍膠類堵荊封堵效果因素分析

從凍膠類堵水效果進行分析表明了，凍膠類堵劑隨著堵后注水速度的增加封堵率下降，且兩者具有較好的雙對數(shù)直線關系；弱凍膠隨著滲透率的增加封堵率下降，強凍膠可使不同滲透率的巖心的滲透率減少到近似同一個值，同時對凍膠類堵劑堵水不堵油的機理進行了探討。

2.堵水調(diào)剖優(yōu)化設計和決策技術研究

2.1堵水調(diào)剖數(shù)值模擬技術研究

進行堵水研究之前，必須對堵水的調(diào)剖數(shù)值進行了解，通過堵水模擬軟件則可以以及影響堵水調(diào)剖效果的有關參數(shù)及基本規(guī)律進行了研究，并對現(xiàn)場以堵水調(diào)剖為主的進行整體綜合治理的區(qū)塊進行了歷史擬合、優(yōu)化設計，效果較好，符合率較高。

2.2壓力指數(shù)(PI)法的決策技術

石油大學和勝利油田合作研究的PI決策技術在油田應用中取得良好效果。PI值由注水井井口測得，是與地層系數(shù)(滲透率與油層厚度的乘積)有關的壓力平均值。PI決策可解決6個方面的問題：判斷區(qū)塊調(diào)剖的必要性；決定區(qū)塊需調(diào)剖的注水井；選擇適當?shù)恼{(diào)剖劑；計算調(diào)剖劑用量 評價調(diào)剖井的調(diào)剖效果；判斷調(diào)剖井下一次施工時間。PI決策方法已在勝利、大港、中原等油田十幾個區(qū)塊中得到應用．效果較好

三、我國化學堵水調(diào)剖劑的應用現(xiàn)狀

我國的化學堵水調(diào)剖劑發(fā)展非常快，而且品種非常多，根據(jù)統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，已經(jīng)在油田中應用過的堵水調(diào)剖劑已經(jīng)約達70多種，以下將分別作介紹：

1.水泥類堵水劑

水泥類堵水劑是大部分是通過水泥顆粒較大，使用水泥堵水可以適用于各種溫度和環(huán)境，由于其存在著價格便宜、強度大的特點，水泥堵水劑在當前還配合其他堵水劑一起使用，以便達到最佳的使用效果。水泥堵水劑由于水泥的顆粒大，不容易滲透，所造成的封堵區(qū)域則是永久性的，一旦形成著產(chǎn)生水泥隔離直接隔離區(qū)域。其主要的產(chǎn)品是微粒水泥和新型水泥添加劑。

2.樹脂類堵水劑

能夠作為堵水劑的樹脂主要包括酚醛樹脂、脈醛樹脂、糠醛樹脂、環(huán)氧樹脂等。這些樹脂包含著較強的韌性，他們在催化劑的使用下，能夠在形成堅硬的固體堵塞孔和裂縫修補，其主要的用途在于油井堵水、堵竄、堵裂縫, 堵夾層水。其優(yōu)點在于強度高，有效期長，缺點是成本高、沒有選擇性、誤堵油層后解除困難。近年來純樹脂類堵水劑的應用已較少。

3.無機鹽沉淀類調(diào)剖堵水劑

主要以水玻璃場為主。水玻璃由和組成。按二者含量分為原硅酸鈉?、正硅酸鈉? 住、二硅酸鈉?。與的摩爾比稱為模數(shù), 是水玻璃的一個主要特征指標。模數(shù)小生成的凝膠強度小, 模數(shù)大則生成的凝膠強度大。國內(nèi)產(chǎn)品一般在一。硅酸鈉溶液中加入酸性物質(zhì)后先生成單硅酸, 后縮合成多硅

酸。多硅酸具有長鏈結構, 可形成空間網(wǎng)狀結構, 呈現(xiàn)凝膠狀, 稱為硅酸凝膠, 在地層中起堵塞作用。為適應高溫應用的需要, 可加入醛、醇或氧化物等, 以延遲凝膠時間。

4.粒類堵水調(diào)剖劑

顆粒類堵水調(diào)剖劑品種較多, 油田使用的品種可分為以下幾個小類非體膨比顆粒果殼粉、青石粉、蚌殼粉、石灰乳等。體膨性聚合物顆粒輕度交聯(lián)的聚丙烯酸胺顆粒、聚乙烯醇顆粒等。土類包括膨潤土、粘土、黃河土、安丘鈉土、夏子街鈉土以及溶液一土類, 鉻凍膠一夏子街鈉土等。

顆粒堵劑是一種經(jīng)濟有效的堵劑, 尤其是高滲透、特高滲透地層, 需要進行深部處理的大孔道地層用顆粒類堵劑處理可獲得明顯的效果。在顆粒堵劑中近年來使用較多的是土類和體膨性顆粒, 土類與聚丙烯酞胺溶液或其凝膠配合使用效果更好, 既可增強堵塞作用, 又可防止或減少顆粒運移。使用顆粒堵劑時顆粒的粒徑必須與地層的喉道半徑配伍, 顆粒粒徑為喉道半徑的一時, 堵塞效果最好。大于這個粒徑范圍時不易進人, 小于這個范圍則易于運移。土類堵劑價格便宜, 原料易得, 近年來在勝利、中原、大港等高滲透油田大面積推廣使用, 已獲得良好的經(jīng)濟效益。

5.泡沫類

泡沫分為二相泡沫和三相泡沫, 前者包括起泡劑和水溶性添加劑, 后者還含有固相如膨潤土、白粉等。三相泡沫比二相泡沫穩(wěn)定得多, 故現(xiàn)場多使用三相泡沫。三相泡沫的調(diào)剖機理是依靠穩(wěn)定的泡沫流體在注水層中迭加的氣液阻效應―賈敏效應, 改變吸水層內(nèi)的滲流方向和吸水剖面, 減緩主要水流方向的水線推進速度和吸水量擴大注入水的掃油面積、波及體積和驅(qū)油效率。

四、對堵水調(diào)剖研究和應用工作的幾點建議

1.加強堵劑系列化研究，研制適合高溫深井和特殊油田使用的耐溫、耐鹽堵劑；加強適臺層內(nèi)水和無法卡封作業(yè)井封堵用的選擇性堵劑的研究和應用推廣工作

2.加強堵水調(diào)剖施工工藝技術研究，針對高含水期后期大厚層層內(nèi)出水、套管變形無法卡封作業(yè)井出水和底水錐進出水研究配套的選擇I生注入工藝，減少調(diào)堵剌對非目的產(chǎn)油層的傷害；做好堵水調(diào)剖施工動態(tài)監(jiān)f51lf技術研究，扶而為堵水調(diào)剖的效果評價提供科學指導

3.加強探部調(diào)剖劑及其配套工藝技術研究，研究深部堵水調(diào)剖劑的放置技術、效果預測方法和施工動態(tài)監(jiān)刪技術

4.加強水平井堵水技術研究，研究適合堵水平井底水的技術，解決水平井底水脊進問題。

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篇(7)

張武輦1965年畢業(yè)于北京石油學院開發(fā)工程系，至今一直戰(zhàn)斗在石油勘探開發(fā)領域。他參加過四川油氣大會戰(zhàn)；參加過為赤天化供氣的貴州赤水氣田的開發(fā)；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(zhàn)；1983年被石油部抽調(diào)到南海，他結束了18年熟悉的陸地油氣開發(fā)工作，從此扎根在中國海洋石油南海東部公司，轉(zhuǎn)入新興而陌生的海洋油氣勘探開發(fā)工作，至今已有三十年。在這充滿艱辛而又無限壯麗的事業(yè)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(zhàn)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(xiàn)的依然是一幕幕驚心動魄的情景。

出生于廈門海邊農(nóng)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(nóng)”門，報效國家。1960年，他果然如愿以償?shù)匾?28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(yōu)異，各門功課5分為多，是連續(xù)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(yè)后，他主動要求到正在熱火朝天會戰(zhàn)的四川石油管理局東方紅氣礦參加會戰(zhàn)，后又隨著井隊調(diào)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(yè)雖然生產(chǎn)上具有相當規(guī)模，但基礎薄弱，很多設備如大鉆機、防噴器等都靠蘇聯(lián)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?！拔覀兛渴裁?？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(xù)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(jīng)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(chǎn)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(zhèn)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(xù)連續(xù)幾個月的搶險保井、搶險保氣田的戰(zhàn)斗中，井口高壓區(qū)哪里最危險哪里就是張武輦的崗位?！爱斈隁饩畵岆U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??！”張武輦說，然而，他換另一種語氣說：“看著一口口井打成投產(chǎn)，看著以天然氣為原料生產(chǎn)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(fā)這個工作?！睆埼漭倢κ凸I(yè)的熱愛也是這樣實在、這樣真摯。

艱苦扎實的一線工作經(jīng)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(chǎn)組織調(diào)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(yè)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(diào)到中國海洋石油南海東部公司（現(xiàn)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(zhuǎn)過來的，對勘探開發(fā)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(fā)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(jīng)驗的石油公司合作，按區(qū)塊由中外專家對等組成聯(lián)合管理委員會，執(zhí)行海上石油勘探開發(fā)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(fā)活動，南海東部13萬平方公里海域成為海洋石油的主戰(zhàn)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(fā)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(qū)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(fā)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(fā)工作，熟練掌握了從可行性研究、油田總體開發(fā)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(fā)經(jīng)濟評價技術等各種新技術……隨著海洋石油勘探開發(fā)事業(yè)的發(fā)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(fā)項目的窘?jīng)r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(fā)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(chuàng)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(chuàng)造者，海洋石油開發(fā)項目是龐大而復雜的系統(tǒng)工程，小到每一項技術，大到一整套作業(yè)流程，我們都必須學習掌握?！睆埼漭傉f，“我們不僅要研究掌握海洋石油勘探開發(fā)技術，同時要迅速掌握建成年產(chǎn)超千萬噸原油生產(chǎn)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(chǎn)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(fā)的綜合創(chuàng)新技術，確保一個個新油田順利投產(chǎn)，以彌補老油田產(chǎn)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(yè)的發(fā)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(fā)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(chǎn)量也飛速增長，從1990年11月南海第一個油田（HZ21―1）投產(chǎn)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(chǎn)超千萬方原油生產(chǎn)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(fā)專家。南海東部至今保持了連續(xù)十六年原油年產(chǎn)量超千萬方的好成績，為國家創(chuàng)造了豐碩的經(jīng)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?！睆埼漭偢吲d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(fā)中他們研究應用了五十多項高新技術，不僅填補了國內(nèi)技術空白，并且創(chuàng)造了多項世界第一，其成果論文多次在SPE國際年會上發(fā)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(fā)明專利3項，并有多項實用新型專利。

到填補空白的驕傲

經(jīng)過多年的摸爬滾打，經(jīng)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(fā)水深也躍到330米以上。多種世界上先進而適用的油田開發(fā)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(fā)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(fā)技術，直至衛(wèi)星油田開發(fā)技術，邊際油田開發(fā)技術以及全ROV操作的水下生產(chǎn)系統(tǒng)深水油田開發(fā)技術都在南海東部海域成功實施。伴隨著油田開發(fā)的先進開發(fā)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(fā)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(fā)八公里外的XJ24-1油田擬實施大位移井開發(fā)方案，中海油王彥總經(jīng)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(yè)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(jīng)驗，并對XJ24-3-A14井可行性研究報告和地質(zhì)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(chuàng)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(chǎn)后，張武輦帶領專家們總結編寫了《中國南海西江創(chuàng)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(yè)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?？梢哉f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(zhuǎn)導向系統(tǒng)、隨鉆測量系統(tǒng)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(jīng)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(fā)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(chuàng)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(qū)開發(fā)中，鉆成了一批高水垂比的大位移井，使沉默多年的地質(zhì)資源得以開發(fā)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(fā)了死油區(qū)新油層，從而以最小的投入獲得最好的產(chǎn)能。該項目獲得國家科技進步二等獎。

展未來：推動裝備國產(chǎn)化

當前，已經(jīng)年近七旬的張武輦仍然在為我國石油工業(yè)的發(fā)展而不懈地奮斗著，他深知目前我國油氣勘探開發(fā)技術還存在許多挑戰(zhàn)，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(chǎn)化裝備的自主研發(fā)。特別是為了研制樣機做現(xiàn)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(xiàn)場主持試驗工作，為了裝備國產(chǎn)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(fā)小組，短短一年就研制出改變閥道系統(tǒng)的連續(xù)循環(huán)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(chuàng)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。