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上期內(nèi)容介紹了世界先進(jìn)地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)的井下體系和地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)體系的全貌，本期將著重介紹世界地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)的最新進(jìn)展，以及展望一下我國(guó)地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)的發(fā)展前景。
世界地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)最新進(jìn)展
具體而言，近幾年的最新進(jìn)展主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
一、中子測(cè)量以往都延續(xù)電纜測(cè)井使用的鎂鈹放射性中子源，現(xiàn)在已經(jīng)通過提高的電子技術(shù)，用發(fā)射脈沖中子代替鎂鈹中子源的天然放射性進(jìn)行地層孔隙度測(cè)量。這一技術(shù)進(jìn)展極大地提高了鉆井作業(yè)的安全性和井上操作工程師的職業(yè)健康水平，省卻很多放射源儲(chǔ)藏管理和運(yùn)輸管理的繁瑣登記管理等等，極大提高了使用的方便性和安全性。
二、在井下與地面的雙向通信方面，泥漿波傳輸方面在負(fù)脈沖、正脈沖鉆井液壓力波傳輸技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用連續(xù)波技術(shù)，目前貝克休斯井下脈沖器每秒數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)40比特。地面向井下傳輸指令時(shí)完全計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，無需人工干預(yù)鉆井液壓力，且不影響鉆井進(jìn)程。目前井下數(shù)據(jù)傳輸與接受模塊的傳輸速度，基本能滿足全套地質(zhì)導(dǎo)向儀器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸需求，可根據(jù)鉆井速度選擇數(shù)據(jù)采集和傳輸頻率，儀器自身的耗電量不斷降低，井下環(huán)境的適應(yīng)性不斷提高。
井下數(shù)據(jù)編碼與載波技術(shù)以連續(xù)波、復(fù)合式編碼/解碼技術(shù)為目前最為領(lǐng)先。目前的解碼技術(shù)已完全解決了常規(guī)和規(guī)律性的噪音規(guī)避、算法優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了地面的全自動(dòng)連續(xù)解碼。
電磁波數(shù)據(jù)遙傳技術(shù)目前也得到較大發(fā)展，特別是空氣鉆井和無導(dǎo)電層條件下，傳輸距離可深入井下3000米。
三、隨鉆陀螺解決了套管中側(cè)鉆定向及強(qiáng)磁性地層的幾何導(dǎo)向難題。
四、井下測(cè)量硬件精確度的提高和地面測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)處理軟件技術(shù)的提高，再配合井下工具面角、井斜和方位的參考，使得各類電阻率、自然伽瑪、密度伽瑪和中子孔隙度的成像能力大幅提高，對(duì)井下微觀地質(zhì)構(gòu)造，如斷層、地層傾角，井間對(duì)比、沉積環(huán)境分析、水流環(huán)境分析和區(qū)域地質(zhì)模型的修正等透徹了解和精確量化掌握起到關(guān)鍵作用。
五、隨鉆電阻率根據(jù)實(shí)現(xiàn)了系列化。既有淺探測(cè)的近鉆頭方位電阻率（電極型）儀器，如RAB和GST，也有中深探測(cè)深度的電磁波傳播型電阻率，如貝克休斯的2MHz和400KHz的OnTrak和AziTrak平均與方位電阻率工具。
六、動(dòng)態(tài)偏移間距加權(quán)方法成功解決了隨鉆密度儀器井壁推靠器的問題。這主要是通過設(shè)置3個(gè)環(huán)鉆鋌對(duì)稱分布的超聲波傳感器來高頻快速測(cè)量各自對(duì)應(yīng)點(diǎn)鉆鋌離井壁的距離來對(duì)所采集的中子密度數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制和取舍，同時(shí)也可計(jì)算出精確的三維井徑數(shù)據(jù)和光電因子，不同的公司在具體儀器的傳感器設(shè)計(jì)安排上略有不同，但原理相似。由于隨鉆密度儀器鉆井時(shí)離井壁距離近于電纜測(cè)井工作時(shí)，所以所用放射源強(qiáng)度低于對(duì)應(yīng)的電纜測(cè)井，減少了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作工程師的傷害。
七、自97年開始實(shí)現(xiàn)聲波測(cè)井的隨鉆化，2006年始逐漸實(shí)現(xiàn)的核磁共振測(cè)量、地層壓力測(cè)量和地層取樣的隨鉆化，攻克了電纜測(cè)井向?qū)崟r(shí)地質(zhì)導(dǎo)向隨鉆測(cè)井成功轉(zhuǎn)化的最后難題，至今已基本實(shí)現(xiàn)了所有電纜測(cè)井項(xiàng)目的隨鉆化。
國(guó)外隨鉆聲波儀器或采用類似電纜測(cè)井來鏤空聲波儀器鉆鋌表面來達(dá)到阻隔或消除隨鉆聲波儀器直達(dá)波的干擾；或采用不同材料呈環(huán)狀的不同距離的排列組合消除隨鉆聲波儀器直達(dá)波的干擾，由于沒有鏤空又增加了儀器的機(jī)械強(qiáng)壯性，保證聲波的隨鉆化。隨鉆聲波儀器的另一關(guān)鍵技術(shù)是規(guī)避鉆井時(shí)的井下噪音，目前的隨鉆聲波儀器工作頻率為2KHz、3KHz、4KHz、11KHz、12Khz或13 KHz。
由于測(cè)量地層壓力及從地層取樣都需要較強(qiáng)動(dòng)力將推靠器貼近地層，目前采用的技術(shù)與井眼軌跡控制用的可變徑扶正器動(dòng)力相似，為從歐洲法拉利賽車用的類似縮微的井下微型發(fā)動(dòng)機(jī)來為隨鉆測(cè)量地層壓力和取樣提供動(dòng)力。
八、井下機(jī)械參數(shù)的測(cè)量，如鉆具震動(dòng)/振動(dòng)、鉆頭鉆壓、井下鉆具扭矩等的實(shí)時(shí)測(cè)量為鉆井工程參數(shù)的優(yōu)化提供依據(jù)。
九、由于電子技術(shù)和信息技術(shù)的快速發(fā)展，整個(gè)井下儀器中的總線設(shè)計(jì)水平不斷得到提高，功能持續(xù)增強(qiáng)，耗電量持續(xù)降低、體積不斷縮小、能在井下工作時(shí)忍受更大的機(jī)械震動(dòng)、更高溫度（275攝氏度）、耐泥漿沖蝕和腐蝕。井下數(shù)據(jù)采集頻率提高，即使鉆速超過600米/小時(shí)仍能獲得足夠高的數(shù)據(jù)密度。
十、前導(dǎo)模擬技術(shù)通過鉆前地質(zhì)建模，鉆進(jìn)時(shí)實(shí)時(shí)獲取的各種豐富的隨鉆測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)來對(duì)比和修正地質(zhì)模型并指導(dǎo)鉆頭走向，保證現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)決策完成地質(zhì)導(dǎo)向，保證整個(gè)鉆進(jìn)過程以最安全、高效、經(jīng)濟(jì)、高回報(bào)率的方式完成，使整體油氣藏開發(fā)發(fā)生革命性變化。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了隨鉆測(cè)井實(shí)時(shí)解釋與油藏描述和地質(zhì)建模的有機(jī)結(jié)合，從更完全的意義上實(shí)現(xiàn)了幾何導(dǎo)向向地質(zhì)導(dǎo)向的關(guān)鍵技術(shù)跨越，成為地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)的靈魂所在。
我國(guó)地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)發(fā)展前景展望
一、戰(zhàn)略層面的考量
創(chuàng)建創(chuàng)新型國(guó)家和石油公司要求我們首先要從戰(zhàn)略層面上搞清并超越對(duì)方才能算上主動(dòng)模仿和積極超越。要從根本上超越西方，需要徹底了解他們最初是如何想到地質(zhì)導(dǎo)向并實(shí)現(xiàn)的。機(jī)械地跟蹤和模仿只能固守二流。以下就戰(zhàn)略層面進(jìn)行初步探討，以拋磚引玉。
競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略考量：如Thomas Carlyle所指出：人類是一種使用工具的動(dòng)物，沒有工具將一無所有，有了工具將擁有一切。（Man is a tool-using animal. Without tools he is nothing, with tools he is everything.）因此石油裝備的發(fā)展是石油行業(yè)整體發(fā)展戰(zhàn)略的關(guān)鍵。特別是目前世界范圍內(nèi)油氣資源的占有程度成為新興/成熟工業(yè)國(guó)家未來持續(xù)發(fā)展的重要砝碼，除了政治經(jīng)濟(jì)影響因素成為各國(guó)、各超大型跨國(guó)油公司海外油氣區(qū)塊投標(biāo)成敗的關(guān)鍵因素外，各自的勘探開發(fā)技術(shù)水平是能否拿到區(qū)塊的主要關(guān)鍵。受我們裝備技術(shù)的制約，我國(guó)的海外區(qū)塊還主要是陸地常規(guī)油氣田。而深水和非常規(guī)氣等，我們暫時(shí)處于絕對(duì)競(jìng)爭(zhēng)劣勢(shì)。由于石油已經(jīng)成為戰(zhàn)略資源，關(guān)鍵的勘探開發(fā)技術(shù)必須納入我國(guó)石油公司公司層面甚至國(guó)家層面的核心競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略考量范圍內(nèi)。比如超高密度地震采集技術(shù)、深水海油工程、地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)、膨脹管技術(shù)等成為我們能否走向深水的關(guān)鍵。伴隨我國(guó)政治經(jīng)濟(jì)影響力的快速提升，亟需以上述技術(shù)為利器拓展國(guó)內(nèi)外深水、非常規(guī)油氣的市場(chǎng)份額。
研發(fā)戰(zhàn)略考量：（1）基于產(chǎn)業(yè)鏈、整個(gè)業(yè)務(wù)流程來確定研發(fā)戰(zhàn)略。由于現(xiàn)代社會(huì)分工的不斷細(xì)化，使我們的技術(shù)研發(fā)很容易僅僅局限于自己研究的某一狹隘領(lǐng)域而見樹不見林。目前西方領(lǐng)先公司則站在整個(gè)油氣勘探開發(fā)行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈高度，研究如何優(yōu)化革新整個(gè)業(yè)務(wù)流程的角度來規(guī)劃研發(fā)，比如地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)研發(fā)的結(jié)果就是將鉆井、測(cè)井、定向井、部分油藏描述和地質(zhì)建模業(yè)務(wù)流程整合為一，從本質(zhì)上講并沒有增加全新的測(cè)井或其他新地質(zhì)或工程測(cè)繪項(xiàng)目，因此地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)的本質(zhì)就是勘探開發(fā)流程的重塑和優(yōu)化，主要是生產(chǎn)鉆井流程的高效化，地質(zhì)導(dǎo)向就是這一流程高效化目前所知的最佳手段。但整體性思維雖然歷來是的東方思維的特點(diǎn)和長(zhǎng)處，我們應(yīng)從整體勘探開發(fā)的視角重新審視自己的研發(fā)戰(zhàn)略，力爭(zhēng)從起點(diǎn)領(lǐng)先。（2）油公司與服務(wù)公司。看起來國(guó)際一流服務(wù)公司掌握了大多數(shù)的上游技術(shù)裝備制造和服務(wù)能力與資源，貌似不需要油公司的組織也能獨(dú)立拿區(qū)塊自己開發(fā)，但事實(shí)表明，油公司在拿區(qū)塊方面明顯優(yōu)于服務(wù)公司，一流國(guó)際油公司明顯站在油氣行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈頂端，領(lǐng)導(dǎo)著世界油氣行業(yè)的發(fā)展，規(guī)劃著關(guān)鍵的前端技術(shù)研發(fā)，明顯是贏在起點(diǎn)，贏在對(duì)上游業(yè)務(wù)的整體把握上。我國(guó)目前特別是中石油已經(jīng)將油公司、服務(wù)公司、裝備制造公司在集成為一體，十分有利于整體性研發(fā)戰(zhàn)略布局與執(zhí)行，前景光明。（3）職務(wù)發(fā)明與非職務(wù)發(fā)明。職務(wù)發(fā)明是根植于精深的本行業(yè)技術(shù)與商務(wù)的深度把握之上；而非職務(wù)發(fā)明往往根植于偶然的發(fā)明者靈感，發(fā)明后往往不知有何用途與商業(yè)價(jià)值而將成果束之高閣。與美國(guó)相比，我國(guó)的發(fā)明明顯非職務(wù)發(fā)明比率高，而職務(wù)發(fā)明比率低。要想提高職務(wù)發(fā)明比例，我們的研發(fā)戰(zhàn)略必須深深植根于整個(gè)石油勘探開發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈并同時(shí)兼顧商務(wù)與技術(shù)。
二、投入力量、科研管理、技術(shù)體系的集成化
科研投入力量的集中化、體系化。目前國(guó)內(nèi)的問題是研究不成體系，中海油服、中石油、中石化及若干石油院校、私人企業(yè)都投入精力開展地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)的某一方面的研究，沒有單位能夠全面集成國(guó)內(nèi)全部或大多數(shù)先進(jìn)研究成果，大大減緩了我國(guó)地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)的前進(jìn)速度。目前國(guó)外以貝克休斯等為首的一流公司在地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)領(lǐng)域所投入人力物力的集中度和系統(tǒng)性遠(yuǎn)超過我國(guó)任何一個(gè)個(gè)分散著的單個(gè)研發(fā)實(shí)體。他們?cè)诘刭|(zhì)導(dǎo)向技術(shù)研究領(lǐng)域?qū)I(yè)化和集成度均遠(yuǎn)高于國(guó)內(nèi)水平，而投入力量的分散導(dǎo)致目前我們還在中低端的地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)層次徘徊。
研發(fā)管理體系系統(tǒng)化、制度化。我國(guó)歷來重視知識(shí)的內(nèi)化，即個(gè)人通過教育、培訓(xùn)、工作經(jīng)驗(yàn)、專業(yè)知識(shí)的積累，將自己打造成自成一體的“大師級(jí)”人物，但系統(tǒng)化的外化不夠。而西方人創(chuàng)造的股份制公司管理形式則非常重視的是將專家層次的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的外化，即將取得的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)、抽象出的規(guī)則等外化成軟件或硬件，最終成為方便使用的可持續(xù)提高的系列化工具、儀器等擴(kuò)大人類的征服自然界的能力，供公司競(jìng)爭(zhēng)和生存用。在這點(diǎn)上，我們還要繼續(xù)向西方人學(xué)習(xí)并超過之。
技術(shù)體系的集成化。由于地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)屬綜合性自動(dòng)化技術(shù)，因此技術(shù)體系集成要求的內(nèi)在性要求錄井、測(cè)井、定向井、油藏管理等技術(shù)裝備和服務(wù)的集成一體化。未來我們還要將地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)集成到膨脹鉆頭、一次性完鉆的連續(xù)膨脹管鉆井系統(tǒng)，革新整個(gè)鉆完井產(chǎn)業(yè)鏈，提高陸地和海上鉆井作業(yè)績(jī)效，重塑勘探開發(fā)專業(yè)。我們要做到既在各個(gè)專業(yè)化領(lǐng)域不斷深化，又在全面解決地質(zhì)和鉆井工程問題上完全的一體化集成。
三、行動(dòng)層面的重點(diǎn)推進(jìn)
無核化。在中子源無核化后將密度源無核化。
電阻率的繼續(xù)深化研究。目前國(guó)內(nèi)研發(fā)的近鉆頭電極型電阻率、1MHz、2 MHz電磁波傳播型電阻率還停留在對(duì)地層的定性解釋層次，需要向定量化、精確化方向發(fā)展。同時(shí)加快國(guó)內(nèi)聲電放、地層測(cè)試等測(cè)井儀器的隨鉆化進(jìn)度。
提高井下儀器控制總線的布局水平，使井下信息流動(dòng)線路最優(yōu)最快，達(dá)到能高效管理所有井下各數(shù)據(jù)采集模塊的能力，具有開放性。
進(jìn)一步重視基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室和井場(chǎng)基礎(chǔ)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的積累。國(guó)外一流公司特別注重實(shí)際經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集和分析，為研發(fā)提供有力的一手?jǐn)?shù)據(jù)做參考，使得自己的研發(fā)能穩(wěn)扎穩(wěn)打，快速發(fā)展。國(guó)內(nèi)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集體系化、制度化不足，影響跨越式發(fā)展步履，應(yīng)充分做好實(shí)證工作才能獲得亮眼技術(shù)進(jìn)步。
完善地面和井下全面的閉環(huán)控制能力，提升地質(zhì)導(dǎo)向自動(dòng)化水平?，F(xiàn)已實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)地質(zhì)和幾何數(shù)據(jù)采集與處理的全自動(dòng)化、井下可變徑扶正器根據(jù)地表指令能對(duì)井身軌跡控制的全自動(dòng)化，而分析和解釋的全自動(dòng)化水平還需提高，才能達(dá)到井下井眼軌跡控制的全自動(dòng)化。這需要將先進(jìn)的電子技術(shù)、IT技術(shù)、井下發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)、測(cè)井軟硬件技術(shù)和導(dǎo)航技術(shù)的全面集成融會(huì)貫通，形成井下和地面一體化的無縫全面閉環(huán)控制的地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)和裝備體系。這點(diǎn)對(duì)于解決海上勘探開發(fā)的效率和精準(zhǔn)度、化解國(guó)外越來越嚴(yán)格的本土化政策對(duì)我們?cè)斐傻膰?guó)際市場(chǎng)擴(kuò)張障礙價(jià)值極大。
特別是以前導(dǎo)模擬技術(shù)為核心的自動(dòng)化測(cè)井解釋、地質(zhì)建模和井下井眼軌跡控制指令的自動(dòng)生成是地面系統(tǒng)中智能閉環(huán)控制的核心。主要包括井下巖石物理學(xué)分析的自動(dòng)化，如孔隙度、滲透率、飽和度分析的自動(dòng)化；油氣藏構(gòu)造、產(chǎn)量、能量的綜合分析全自動(dòng)化。我國(guó)的前導(dǎo)模擬技術(shù)研發(fā)處于起步階段，關(guān)鍵在于電纜測(cè)井的解釋力量要盡早與定向井、隨鉆測(cè)井的研發(fā)力量會(huì)合，形成合力，加大向世界前列前進(jìn)的步伐。
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