從鉆井出口管定量抽取鉆井液，由恒溫定量脫氣裝置將鉆井液在線加熱至75攝氏度，攪拌脫氣后，樣品氣經(jīng)過(guò)保溫管路傳輸至GW-IRGA紅外光譜連續(xù)輕烴分析儀。將采集到的混合氣體樣品光譜信息，由紅外光譜非線性定量分析算法模型按照譜圖特征進(jìn)行逐級(jí)分解和定量分析，獲得甲烷-辛烷的烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴等15種組分濃度信息。最后，通過(guò)預(yù)先建立的解釋模型和圖版，解釋評(píng)價(jià)隨鉆流體性質(zhì)，為油氣發(fā)現(xiàn)和油氣水層解釋評(píng)價(jià)提供支撐。

【資料圖】

截至2月6日，由長(zhǎng)城鉆探錄井公司牽頭組建的“中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司錄井技術(shù)研發(fā)中心”（簡(jiǎn)稱錄井技術(shù)研發(fā)中心）自主研發(fā)的GW-IRGA紅外光譜連續(xù)輕烴錄井儀成功應(yīng)用67口井，大幅提升了復(fù)雜條件下油氣顯示發(fā)現(xiàn)與儲(chǔ)層流體性質(zhì)綜合評(píng)價(jià)能力，創(chuàng)造了業(yè)內(nèi)氣體檢測(cè)技術(shù)分析周期最短、檢測(cè)組分最多的雙重紀(jì)錄，標(biāo)志著錄井技術(shù)研發(fā)中心在核心技術(shù)利器研制與應(yīng)用方面探索出了一條自主創(chuàng)新路。

應(yīng)需而生填補(bǔ)行業(yè)空白

當(dāng)前，氣測(cè)錄井技術(shù)采用色譜分析原理，30秒周期內(nèi)連續(xù)分析鉆井液中7種烴類組分及含量，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)油氣層，并為儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)提供第一手資料。但是，隨著鉆井新工藝的涌現(xiàn)，機(jī)械鉆速不斷提高，薄層、裂縫型等隱蔽性油氣藏的發(fā)現(xiàn)愈發(fā)困難。同時(shí)，油氣勘探開(kāi)發(fā)逐步深入，儲(chǔ)層油水關(guān)系也變得更加復(fù)雜。鉆井工藝的進(jìn)步與儲(chǔ)層的日趨復(fù)雜化，對(duì)氣測(cè)錄井技術(shù)在油氣顯示發(fā)現(xiàn)與儲(chǔ)層流體性質(zhì)評(píng)價(jià)等方面提出了新的要求與挑戰(zhàn)。如何突破現(xiàn)有技術(shù)瓶頸，打造新一代隨鉆氣體分析裝備，成為錄井技術(shù)研發(fā)中心的重要攻關(guān)目標(biāo)。

“氣測(cè)錄井技術(shù)要在分析周期與檢測(cè)范圍方面實(shí)現(xiàn)升級(jí)換代，才能滿足油氣勘探開(kāi)發(fā)日益增長(zhǎng)的需求。”長(zhǎng)城鉆探公司高級(jí)專家王強(qiáng)說(shuō)。面對(duì)一系列技術(shù)難題，錄井技術(shù)研發(fā)中心堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，秉承敢為人先、追求卓越的進(jìn)取精神，自主研制了新型雙重過(guò)濾結(jié)構(gòu)恒流脫氣裝置，首次提出了連續(xù)輕烴全流程恒溫控制方法，突破了組分特征吸收譜定量提取技術(shù)。歷經(jīng)5年潛心研究，研制出業(yè)內(nèi)首臺(tái)15秒分析周期的GW-IRGA紅外光譜連續(xù)輕烴錄井儀。其打破了國(guó)外油服公司長(zhǎng)期的技術(shù)壟斷，引領(lǐng)了氣體檢測(cè)技術(shù)革新，填補(bǔ)了行業(yè)空白。

攻堅(jiān)克難打造技術(shù)利器

萬(wàn)事開(kāi)頭難。GW-IRGA紅外光譜連續(xù)輕烴錄井儀研發(fā)伊始，由于光譜油氣檢測(cè)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外均屬于前沿保密技術(shù)，國(guó)內(nèi)沒(méi)有任何成熟經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，再加上國(guó)際上對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的長(zhǎng)期封鎖，科研人員只能從零開(kāi)始、摸著石頭過(guò)河?！拔覀兺ㄟ^(guò)開(kāi)展檢測(cè)理論與工藝研究，大膽創(chuàng)新，將傅里葉變換紅外光譜技術(shù)引入氣體在線檢測(cè)中?！蓖鯊?qiáng)說(shuō)，科研團(tuán)隊(duì)從提高分析速度和拓展油氣組分檢測(cè)范圍兩個(gè)方面明確了總體研究路線，為項(xiàng)目成功打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

長(zhǎng)城鉆探一級(jí)工程師關(guān)玉新介紹，突破技術(shù)瓶頸的關(guān)鍵在于對(duì)烴類氣體混合物吸收光譜的解析和定量。針對(duì)甲烷-正辛烷種類繁多的同分異構(gòu)烴類氣體組分在紅外光譜中譜線交叉重疊嚴(yán)重、不易分離的技術(shù)難題，科研團(tuán)隊(duì)在多譜圖聯(lián)合基線校正、光譜定性定量分析區(qū)間選取、異常光譜信息識(shí)別修正、混合光譜分解、紅外光譜非線性定量計(jì)算五個(gè)方面開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)，研發(fā)了基于標(biāo)定曲線的混合氣體定量分析方法，首次提出凈譜提取和非線性光譜重建技術(shù)，解決了烴類氣體吸收光譜交叉干擾和吸光度非線性兩大世界性難題，成功實(shí)現(xiàn)重疊峰分解和準(zhǔn)確定量。

在經(jīng)過(guò)上萬(wàn)次烴類氣體組分分析計(jì)算與反復(fù)驗(yàn)證后，GW-IRGA紅外光譜連續(xù)輕烴錄井儀成功問(wèn)世，實(shí)現(xiàn)15秒周期內(nèi)連續(xù)分析鉆井液中甲烷-正辛烷的正構(gòu)烷烴、異構(gòu)烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴等15種主要烴類氣體組分及含量，并且能夠同步檢測(cè)一氧化碳、二氧化碳等非烴成分，真正做到了分析速度和檢測(cè)范圍雙提升。與國(guó)內(nèi)外業(yè)內(nèi)同類產(chǎn)品相比，其技術(shù)指標(biāo)遙遙領(lǐng)先，開(kāi)創(chuàng)了錄井烴類氣體實(shí)時(shí)檢測(cè)裝備的代際領(lǐng)先局面，形成了10余項(xiàng)專利技術(shù)，把創(chuàng)新主動(dòng)權(quán)、發(fā)展主動(dòng)權(quán)牢牢掌握在了自己手中。

碩果盈枝解決實(shí)際問(wèn)題

“用戶的需求就是我們研發(fā)的動(dòng)力。我們研發(fā)的技術(shù)能夠?yàn)榧追角袑?shí)解決實(shí)際問(wèn)題，非常有成就感。”關(guān)玉新說(shuō)。然而，GW-IRGA紅外光譜連續(xù)輕烴錄井儀從試驗(yàn)到應(yīng)用的過(guò)程并不是一帆風(fēng)順?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)之初，儀器水土不服的特點(diǎn)愈發(fā)明顯?？蒲袌F(tuán)隊(duì)通過(guò)采用智能溫度控制及電子壓力控制的背壓穩(wěn)定技術(shù)，消除了溫度和環(huán)境壓力對(duì)紅外檢測(cè)的影響，拓寬了應(yīng)用范圍，確保了紅外光譜測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，打通了成果轉(zhuǎn)化的“最后一公里”。GW-IRGA紅外光譜連續(xù)輕烴錄井技術(shù)憑借分析周期短、數(shù)據(jù)密度高、檢測(cè)組分多等特點(diǎn)，在及時(shí)發(fā)現(xiàn)油氣層的同時(shí)，充分發(fā)揮儲(chǔ)層含水性準(zhǔn)確辨識(shí)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜油水關(guān)系下儲(chǔ)層流體性質(zhì)的精確評(píng)價(jià)，先后在遼河、冀東、長(zhǎng)慶、塔里木等油區(qū)成功應(yīng)用，油氣層解釋準(zhǔn)確率達(dá)85%以上，儲(chǔ)層含水性識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)92%以上，在隨鉆方案調(diào)整及完井試油層段選取方面發(fā)揮了重要作用；通過(guò)優(yōu)化試油方案節(jié)約投資成本500余萬(wàn)元，為低滲透、低品位、隱蔽性等油氣藏的發(fā)現(xiàn)與評(píng)價(jià)提供了技術(shù)利器。

與傳統(tǒng)氣測(cè)錄井儀相比，GW-IRGA紅外光譜連續(xù)輕烴錄井儀不需要配套氫氣發(fā)生器和空氣壓縮機(jī)等附屬設(shè)備，采用RTU模塊結(jié)合無(wú)線通信物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，開(kāi)發(fā)了多任務(wù)、多線程并行控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)氣體分析指令雙向同步采集和控制，能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)、手機(jī)等終端對(duì)井場(chǎng)儀器工作狀態(tài)進(jìn)行感知和操控，實(shí)現(xiàn)了錄井氣體檢測(cè)遠(yuǎn)程控制與分析。

錄井技術(shù)研發(fā)中心將在GW-IRGA紅外光譜連續(xù)輕烴錄井儀基礎(chǔ)上，開(kāi)展隨鉆井下錄井油氣檢測(cè)裝備研制攻關(guān)，將“地質(zhì)家的眼睛”由地面分析向井下檢測(cè)延伸，繼續(xù)在錄井關(guān)鍵核心技術(shù)研究中爭(zhēng)當(dāng)排頭兵、領(lǐng)頭雁。

關(guān)鍵詞：