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影响高温高压测井仪器开发的因素 |
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| http://cn.newmaker.com
9/28/2005 8:12:00 PM
佳工机电网
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当今世界对石油、天然气的强大需求、低投资高回报率及有限的油气资源，使得石油天然气勘探业趋向于在恶劣环境条件下寻找油气藏。根据美国国家石油委员会预测，到2010年，占全国总产量12%的天然气将产自深度超过15000ft的地层。深度小于10000ft的天然气井数量将下降。深层气藏表现为高温高压（HPHT）特征。对于电缆测井，温度和压力分别超过350℉和20000psi，即定义为HPHT。
当前及预期的HPHT钻井活动是投资开发HPHT测井仪器计划的重要参考因素。市场分析包括：（1）预期的钻井井眼尺寸及各种井眼尺寸所占的比率；（2）温度在350～400℉的HPHT钻井数量；（3）温度在400～450℉或450～500℉的HPHT钻井数量；（4）由于降低仪器尺寸、解决特殊类型泥浆带来的问题与提高仪器温度和压力指标而增加的仪器开发成本；（5）作业者急需的能够确定油藏性质的测井数据类型。
最近几年，一些公司将HPHT优势资源组合在一起，建立起合作开发关系。一个成功的例子是由美国能源部（DOE）化石能源办公室于2002年发起、由联邦政府与私人企业合作开发的Deep Trek项目，该项目旨在帮助作业者开发深度超过15000ft、储量约1250亿ft3的天然气藏。该项目主要开发应用于深层油气藏、适用于HPHT腐蚀性环境条件、经济有效的“智能”钻井系统。参与该项目的一些私人公司同时也研究适用于电缆测井的电子器件。例如，Honeywell公司计划开发用于深层天然气钻井系统的系列高温电子元器件。该公司计划利用并改善现有的电子元件制造技术，使之适用于严酷的深井环境条件。该公司将其技术优势应用于常规测井技术。E-Spectrum技术有限公司与德州大学空间研究中心合作开发无线电磁遥测系统，该系统用于深层天然气开发及其它深度超过20000ft、温度超过392℉的高温钻井作业。可靠的井下数据通讯系统能获取MWD、LWD和随钻地震测量数据。这些研究工作具有极大的应用潜能，将来也可用于电缆测井系统。
在HPHT测井仪器开发过程中，必须考虑的因素包括：（1）能承受高压的加厚承压外壳材料；（2）仪器的抗张力和抗压缩强度，能适应在目的深度及特殊井眼尺寸下打捞作业对机械强度的要求；（3）更严格的机械加工公差要求；（4）设计一定数量承受深井高压的自动保险装置；（5）由于HPHT测井仪器工作于严酷的高温高压环境条件下，因此多数元器件的使用寿命都不长，测井仪器预防性维修范围和频率都很高，因此，仪器必须具备维修简便的特点。
在恶劣环境条件下进行“科学试验”的机会极少。因此，为超高温高压环境条件设计的测井仪器只能在模拟环境条件的“振动-加温”试验井的受控环境下进行。HPHT仪器承压外壳使用的不同合金材料对仪器响应的影响也不同，因此必须重新对HPHT仪器性能进行表征，才能保证在HPHT环境条件下获得准确的测量结果。
市场需求推动HPHT测井仪器的开发。当确定市场需要后，将开发理念深入到仪器研发的各个方面。开发出的恶劣环境条件下的测井仪器样机在实际环境条件下的试验机会极少，因此多数实验只能在受控实验环境下完成。测前计划和准备工作是成功完成HPHT测井任务的关键。从仪器传送模拟到测后仪器维护，都是HPHT测井作业不可或缺的重要组成部分。对恶劣环境地区的测井人员提供培训，并充分利用他们的作业经验，将能够解决HPHT测井作业困难。
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