新世纪国际石油科技十大进展之2007

1.新石油储量与资源评价体系建立取得重要进展

　　2007年，由美国石油工程师协会（SPE）、世界石油委员会（WPC）、美国石油地质学家协会（AAPG）和石油评价工程师学会(SPEE)共同研发的《2007年石油储量与资源评价体系》（PRMS）获得了SPE董事会的批准。该体系在原有体系的基础上加以发展，适用于重要性日益突出的非常规油气资源的评估，已经获得当前资源评价领域的广泛认可。

　　新的体系具有两大特点：一是归类分级原则可以更好地符合实际商业评估程序；二是适用于勘探开发阶段包括非常规资源在内的各类石油资源的评估，而不需考虑其地下性质以及采用何种技术进行开采和处理。该评价体系的创新点主要体现在：把原来的4个文件归并成了一个PRMS文件，统一了标准，增强了评估结果的一致性；对基础方案所采用的预测参数进行了敏感性分析；适用于非常规资源的评估，充分体现了其日益凸显的重要性；把潜在资源划分为低、中、高三级，分别用1C、2C、3C表示，且潜在资源还可细分为边际经济和次边际经济两种；将已开发的和未开发的储量划分为1P、2P和3P储量；储量、潜在资源和远景资源可根据项目的成熟程度进一步划分，而经济可采储量则细分为探明、概算和可能三类储量。

　　这套评价体系的实施对减少储量与资源评估的主观性、增强评估结果的客观性和一致性具有重要的现实意义。

2.水平井控水防砂技术取得新突破

　　产水和出砂是困扰水平井开发的技术难题。2007年，世界多家石油技术服务公司推出多项控水防砂新技术。其中，哈里伯顿公司推出了3种新型控水防砂装置，包括EquiFlow Oil Selector阀、EquiFlow流入控制装置和Petro Guard高级防砂网；贝克石油工具公司推出了用于油藏完井优化的EQUALIZER系统。

　　EquiFlow Oil Selector阀可以有效防止水气进入生产套管，减少作业时间并降低生产成本；EquiFlow流入控制装置能够通过控制水气锥进优化水平井与油藏的接触，增加产量并提高最终采收率；Petro Guard高级防砂网可以对分选差的稠油砂岩进行有效防砂，避免了使用昂贵复杂的砾石充填完井，降低了完井总成本；EQUALIZER系统可以对水平井、多分支井和大斜度井的完井进行优化，从而降低产水量，延长防砂管寿命，增大油藏的泄油面积，减少油井数量，节约油田开发成本。

　　几项新技术有效提高了复杂条件下水平井的控水防砂能力，将推动水平井技术的应用和发展。

3.智能化开发集成技术应用获得成功

　　智能化开发集成技术是提高油气采收率、延缓产量递减、控制含水上升速度、全面提升油田开发效益的综合开发方法。该技术集成了油藏动态表征技术、储层建模技术、最大储层接触井（MRC）技术、地质导向技术、智能完井技术、智能油田技术和超前注水等多项主体技术，在世界头号大油田加瓦尔油田的应用中取得成功。

　　加瓦尔油田日产量高达450万桶，占全球原油总产量的5.5％，其日产量的增减影响到国际石油市场价格。该油田开发已将近60年，开始面临减产和含水率上升的困扰。为此，沙特阿美石油公司在加瓦尔油田南部Haradh油区三个地质储层条件和产能相同的区块进行了大规模现场对比开发试验：Ⅰ区沿用常规直井，Ⅱ区采用常规水平井，Ⅲ区应用智能化开发集成技术。

　　HaradhⅢ区应用智能化开发集成技术投产21个月后，日产原油仍然保持在原来的30万桶，而且平均单井采油指数达到150桶/天/平方英寸磅，远远超过设计的100桶/天/平方英寸磅。同时，单井产量从HaradhⅠ区的3000桶/天提高到了10000桶/天，而日产桶油的成本下降为Ⅰ区的1/3。加瓦尔油田智能化开发集成技术的成功应用，验证了智能化开发集成技术的可行性、有效性与先进性，为世界其他类似油田开发提供了示范。

4.控源电磁技术成为地球物理勘探新亮点

　　由于可控源电磁（CSEM）技术能够有效提高薄层电阻率油气解释精度，受到各大石油公司的普遍重视，所以近年来石油公司越来越多地投入了海上和部分陆上CSEM技术的研发。埃克森美孚、挪威国家石油公司、意大利埃尼石油公司等各大石油公司相继开展了CSEM技术的研发。2007年，CSEM技术成为地球物理技术推广应用的最大亮点。

　　CSEM技术优势主要体现在：可以避免气候变化引起的影响和天然源信号微弱与随机性的弱点；激发频率可控，探测深度可以根据探测目标体的需要而定；海底CSEM技术直接把场源放到海底，与大地电磁测深相比探测深度较浅，从几十米到几公里的深度正是油气分布的主要靶区；从综合解释可提高勘探精度和准确性的角度看，CSEM技术已经成为地震勘探的最好补充。

　　目前应用的CSEM技术是在海底利用电磁震源和检波器排列，用大功率的水平电偶极子发射频率为1－10赫兹的低频电磁信号，通过海底设置的阵列多分量接收器获取电磁信号，检测海底以下数公里的薄油气层。在包括巴西海域、北海、西非海域、远东地区、南北美及墨西哥湾等地的世界范围内已经实施了250多项CSEM勘探，利用CSEM技术配合地震处理结果成功地实现了复杂构造油气藏的识别和深海布井。美国KMS技术公司研发的长偏移距瞬时可控源电磁方法，在陆上成功实现了对印度玄武岩下岩层的成像。

5.控压钻井技术应用取得重要进展

　　控制压力钻井（Managed Pressure Drilling，MPD）是一项通过闭环系统精确控制整个井眼环空压力分布的自适应钻井工艺，其关键是将循环流体系统作为一个压力容器进行控制，完成相关钻井作业，可解决钻井中的复杂压力控制问题，通过降低非生产时间和减少钻井风险来优化钻井工艺。

　　近年来MPD技术及其应用取得了重要进展：巴西国家石油公司应用以微流控制系统为基础的新型控压钻井技术，在4口井中进行试验，有效地控制了井涌和漏失，提高了钻井速度和安全性；挪威国家石油公司在KvitebjΦrn项目中，应用了Varco公司的连续循环系统，有效地解决了钻井窗口狭窄问题，降低了钻井风险；MPD技术在墨西哥湾Mars张力腿平台的应用中，有效控制了井漏、井涌和井眼不稳定等事故，减少了59%的非生产时间；壳牌公司在墨西哥湾的AugerTLP油田实施MPD作业，应用动态环空压力控制技术，井底压力控制在±0.3磅/加仑之间，实现无漏失、无安全事故的良好效果。

　　自2004年至今，全世界已有大约50个海上MPD项目，在所有类型海洋钻机应用上都取得了成功。MPD技术在北海、墨西哥湾和巴西海上已经开始应用，在亚太地区也具有一定的技术优势，并在安全快速钻井中发挥着越来越重要的作用。

6.单一井径膨胀管建井技术投入应用

　　单一直径井是在井眼内下入多级同一尺寸膨胀管并固井，从表层套管鞋到目的层形成单一直径井眼的建井技术。单一直径井技术不仅能够解决由于渐缩式井身结构导致的尾管尺寸小、影响产油能力的问题，也可以在不牺牲井眼直径尺寸的情况下封隔复杂地层，减少限制井眼水平位移的摩阻力，从而提高钻井速度，大幅度减少钻完井时间。单一直径井眼建井技术成为膨胀管技术的发展方向。

　　2007年是单一直径井技术发展具有里程碑意义的一年。1月23日，贝克石油工具公司在南俄克拉何马州的一口生产井中顺利完成世界首个投入商业应用的单一直径井膨胀系统——linEXX的安装。该系统通过从顶部到底部的一次性扩管实现95/8英寸套管的“延伸”。7月26日，Enventure公司使用其最新单一直径井技术，在俄克拉何马一口现场评价井中成功地将3节尾管膨胀至10.4英寸同一内径，膨胀总长度达1750英尺,使“单一直径井”从概念变为现实。

　　在对单一直径井和大位移井钻井技术相结合的建模研究中发现，单一直径井有潜力将大位移井的水平位移增加25%－100%，减少钻井成本30%－50%，充分显示了该技术在延长水平位移、减少油井数量、增加单井产量、提高成本效率、提升开发效益等方面的优势。

7.高导流聚能射孔技术研发成功

　　尽管聚能射孔技术具有穿透深度大的特点，但其射孔爆炸的冲击力使得钢、水泥、岩石等颗粒和井眼流体等进入孔道周围地层和新形成的孔道中，造成了地层损害，严重影响井的产能和注入能力。

　　为了清洁孔道、提高产能和注入能力，GEODynamics等公司联合研发了新的高导流聚能射孔技术——ConneX射孔系统。该系统的独特之处在于它采用了在一定条件下压制而成的双金属药型罩材料。当射孔器被引爆后，药型罩各金属组分间产生Hume-Rothery放热反应，在孔道内形成二次反应并产生较高的侧向压力，迫使碎屑离开孔道进入井眼，最终实现清洁孔道、提高导流能力的目的。

　　研究证实，新的射孔系统能够提高孔道导流能力和油井产量。在中等应力地层中，常规射孔的穿透深度为13英寸，并在孔道中残留有碎屑，新射孔系统的射孔深度为14英寸，孔道清洁率达100%，产量提高了30%；在高应力地层中，两者的穿透深度均为9英寸，但采用新射孔系统使流动能力提高了20%－40%，且不需要负压来清洁孔道中碎屑。在Berea砂岩的试验中进一步验证了ConneX系统的优势，与常规射孔系统相比，新系统的射孔深度提高了44%，孔道表面增加164%，孔道体积增加355%，流动性能提高35%。

8.随钻低频四极横波测井技术取得突破

　　在实际的随钻声波测井环境中，声波传播会受到多种因素的影响，其中最主要的就是钻井和泥浆循环产生的噪音。为了克服随钻声波测井面临的重大技术挑战，贝克休斯公司近几年开始研发随钻四极横波测井技术，以便能够随钻测量地层横波速度。最初开发的仪器测量频率主要为4000赫兹和8000赫兹，为了降低频散、改进四极横波测量质量，新近开发成功了2000－3000赫兹或更低频范围的随钻四极横波测井仪器。新仪器的现场测试获得了良好结果，证实通过提高低频段信噪比，可以直接从四极声波中测量地层横波速度，并验证了低频随钻四极横波测井技术的可行性。

　　随钻四极横波测井仪器的突出特点是既可以作为单极声波仪器，又可以作为偶极和四极声波仪器使用。而且，仪器的信噪比较高。利用四极横波测井技术进行数据采集的主要优势体现在：在1万赫兹以下的低频因不存在仪器四极波，所以无需声波隔离装置；低频时，低速地层的四极波以地层横波速度传播，可以测量低速地层中的横波速度。

9.利用玉米棒芯成功研制成纳米孔天然气储存装置

　　美国工程专家以玉米棒芯为初始原料，制成一种“碳砖”，其内部布满复杂的形状不规则的纳米孔，极大地提高了天然气存储的密度，其天然气的存储量相当于纳米孔自身总体积的180倍，而内部存储压力却只有普通天然气存储罐的1／7，刷新了目前存储密度和压力两项指标的纪录。

　　碳砖纳米孔技术是目前世界首个达到天然气储存装置“180∶1”标准的存储技术。这一存储手段的新突破，将大大推动天然气的应用。“碳砖”装置内部的纳米孔网络在较低压力下存储更多天然气的特点，增大了天然气储存装置的外形设计余地，实用性也得到有效增强。该技术一旦得到推广，可以将玉米粒用于加工生产乙醇，棒芯用于制造天然气储罐，还将大大推动生物质燃料的开发与应用。

10.单套规模最大65万吨/年聚乙烯生产工艺投入工业化应用

　　埃克森美孚公司采用Univation技术公司的UNIPOL聚乙烯工艺技术在新加坡新建两套65万吨/年的聚乙烯装置，这两套装置成为迄今为止全球在建的最大单系列聚乙烯生产线。

　　UNIPOLPE工艺主要由4部分组成：单体净化、聚合反应、树脂脱气和树脂造粒。进入聚合反应器的包括乙烯和共聚单体都必须脱除氧、一氧化碳、二氧化碳、水、硫化物、甲醇、炔烃等对催化剂有毒的杂质，然后在流化床反应器中进行反应。树脂从反应器出来经过特殊的卸料系统脱除未反应单体，回收的单体树脂循环到反应器，进入脱气仓，在仓内进一步脱去树脂中吸附的烃类；脱气后的树脂经过振动筛等设备除去大块，在进入造粒系统前，先与固、液态添加剂混合。Unipol的造粒系统是由混炼器、熔融泵和造粒机紧密组合成三位一体，与其他工艺的相同系统相比，大约可节省能耗1/3。

　　UNIPOL工艺流程简单，无论采用哪种催化剂，都可采用相同的工艺流程。装置建设投资少、能耗低。可以在较宽范围内调节产品品种，推出后得到了快速发展。目前，采用UNIPOL工艺生产聚乙烯能力约占全球聚乙烯总产能的25%。