盡管世界對(duì)新能源的呼聲越來越高，對(duì)環(huán)保的要求越來越苛刻，但世界對(duì)油氣資源的強(qiáng)大需求仍然勢(shì)不可遏，這就要求石油上游技術(shù)在以下方面進(jìn)行創(chuàng)新：
地質(zhì)勘探
物探采集新系統(tǒng)
法國(guó)地球物理賽賽爾公司４２８ＸＬ采集系統(tǒng)可應(yīng)對(duì)更多地震道數(shù)、更高精度數(shù)字檢波器以及觀測(cè)系統(tǒng)更大靈活性的需求。系統(tǒng)數(shù)字檢波器芯片采用微機(jī)電傳感器系統(tǒng)，傾斜角度可達(dá)±１８０度；電源功耗降低３０％；３個(gè)水平分量可置入地下與大地更好地耦合；實(shí)時(shí)帶道能力達(dá)１０萬道；以太網(wǎng)無線傳輸速度達(dá)１００兆字節(jié)／秒。
菲爾佛爾德公司深水獨(dú)立節(jié)點(diǎn)地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)Ｚ－３０００系統(tǒng)只需常規(guī)拖纜方法１／３的時(shí)間就能完成測(cè)量任務(wù)，以同樣的成本可同時(shí)滿足長(zhǎng)偏移距和寬方位角采集，在各個(gè)方向能解決傾斜一致性問題，是解決復(fù)雜構(gòu)造成像的理想工具。數(shù)據(jù)記錄的環(huán)境噪聲極低，可以實(shí)現(xiàn)多分量采集。
輸入／輸出公司無纜陸上地震采集系統(tǒng)ＦｉｒｅＦｌｙ系統(tǒng)采用微型采集站方式、無纜連接、單站單道、三分量（全波）數(shù)字檢波器采集；內(nèi)置ＧＰＳ可自由擺放以避免復(fù)雜地表的影響；重量輕、易搬運(yùn)；可以相對(duì)自由地開展野外采集，大幅度提高采集道數(shù)。
巖石物理與油藏地質(zhì)分析
美國(guó)TerraSciences公司開發(fā)的油藏地質(zhì)與巖石物理分析系列軟件TerraStation，在微機(jī)和Unix工作站上皆可運(yùn)行，是一個(gè)巖石物理與油藏地質(zhì)分析一體化軟件，適用于油田勘探開發(fā)研究的整個(gè)過程。Ter鄄raStation可利用任意測(cè)井曲線進(jìn)行交互對(duì)比，剖面對(duì)比既可單獨(dú)處理直井、斜井，又可對(duì)兩者同時(shí)進(jìn)行處理；具有先進(jìn)、完整的對(duì)單井和多井測(cè)井資料進(jìn)行處理并進(jìn)行巖石物理解釋的功能，能對(duì)眾多測(cè)井公司采集或處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行井眼校正，具有確定性和隨機(jī)性解釋模型；提供成像測(cè)井處理與解釋兩個(gè)功能模塊；可提供快速合成地震記錄；可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)井系列計(jì)算一系列烴源巖地球化學(xué)參數(shù)；提供了確定斷層是否具有封堵性的分析工具。
三維可視化
三維可視化技術(shù)對(duì)于提高地震勘探、鉆探的精確度和成功率有重要意義。美國(guó)AVS公司的核心產(chǎn)品——AVS/EXPRESS開發(fā)版，包括圖形顯示、數(shù)據(jù)可視化、圖象處理、數(shù)據(jù)庫(kù)管理和用戶接口等5個(gè)軟件包，形成了一個(gè)具有交互式開發(fā)功能的先進(jìn)的可視化軟件系統(tǒng)。地震勘探三維可視化技術(shù)是對(duì)各種復(fù)雜的地質(zhì)模型和三維地震數(shù)據(jù)進(jìn)行描述，并在三維立體空間顯示，可提高地震勘探和鉆探的準(zhǔn)確度和成功率，也是地震成像處理的重要技術(shù)基礎(chǔ)。
遠(yuǎn)探測(cè)聲波反射波測(cè)井儀
遠(yuǎn)探測(cè)聲波反射波測(cè)井儀器可探測(cè)井眼周圍１０米的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，了解井外儲(chǔ)層橫向變化或裂縫向外延伸發(fā)育情況，以適應(yīng)復(fù)雜非均質(zhì)儲(chǔ)層勘探要求。該儀器源距加長(zhǎng)；發(fā)射探頭工作頻率低、功率大，并采用相控陣方式發(fā)射；接收探頭采用寬頻、高靈敏度接收探頭，徑向分辨率和縱向分辨率都大為提高。
海底測(cè)井
海底測(cè)井技術(shù)仍處在發(fā)展的初期階段。英國(guó)電磁地質(zhì)服務(wù)公司(EMGS)正在研究?jī)?yōu)化稀疏海底測(cè)井幾何學(xué)，該方法的成功將使后續(xù)地震采集投資鎖定于油氣發(fā)現(xiàn)概率更高的地區(qū)。
根據(jù)已進(jìn)行的三維數(shù)據(jù)測(cè)量結(jié)果可以更好地優(yōu)選和確定井位，并可能在鉆井之前提供儲(chǔ)量估算值。對(duì)于更深的探測(cè)目標(biāo)，已經(jīng)開發(fā)了室內(nèi)軟件包，可以模擬任何水深的三維測(cè)量網(wǎng)格，以評(píng)價(jià)特定目標(biāo)是否可以探測(cè)。對(duì)于淺水目標(biāo)，目前已在60米淺水區(qū)進(jìn)行了成功測(cè)試。
由于海底測(cè)井能直接測(cè)量流體飽和度值，隨著分辨率的提高，海底測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)在油藏監(jiān)測(cè)中將發(fā)揮重大作用，該技術(shù)對(duì)氣體監(jiān)測(cè)尤其有用，因?yàn)楹５诇y(cè)井?dāng)?shù)據(jù)對(duì)高氣體飽和度敏感。將海底測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)與其他地球物理數(shù)據(jù)進(jìn)一步綜合，可改善碳酸鹽巖、火成巖和鹽巖體周圍復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境的解釋。高分辨率三維測(cè)量需要使數(shù)據(jù)密度在現(xiàn)有水平上提高100～1000倍，利用測(cè)量船或自動(dòng)水下船只拖拽的接收器拖船取代大量的海底接收器節(jié)點(diǎn)，是今后10年的努力方向。
鉆井工程
水平井技術(shù)
水平井鉆井技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)是向自動(dòng)化、智能化、輕便化和經(jīng)濟(jì)化方向發(fā)展。在多學(xué)科交叉的影響下，大位移鉆井技術(shù)、側(cè)鉆水平井鉆井技術(shù)、分支井技術(shù)、徑向水平井技術(shù)、欠平衡鉆井技術(shù)、連續(xù)油管技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。當(dāng)前的導(dǎo)向鉆具、測(cè)試工具和作業(yè)控制都日趨智能化，系統(tǒng)中單一工具的智能化正促進(jìn)全系統(tǒng)的智能化，并向著微型化發(fā)展。鉆井信息日益數(shù)字化，鉆進(jìn)過程逐步變成一個(gè)可用數(shù)字描述的確定性過程。
全旋轉(zhuǎn)指向鉆頭的導(dǎo)向系統(tǒng)
全旋轉(zhuǎn)指向鉆頭的導(dǎo)向系統(tǒng)能夠更好地控制井斜和方位，壽命更長(zhǎng)，與鉆頭選擇無關(guān)，可降低卡鉆和失效等風(fēng)險(xiǎn)。系統(tǒng)由導(dǎo)向部分、電子和傳感器部分和動(dòng)力模塊組成。這是第一套利用井底鉆具組合全部都可以旋轉(zhuǎn)的指向鉆頭的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)，具有防止巖屑在井底鉆具組合周圍積聚、減少壓差卡鉆和倒劃眼等優(yōu)點(diǎn)。
固井技術(shù)
殼牌公司新型“鉆井”固井液技術(shù)提高了
鉆井液和固井液的相溶性，實(shí)現(xiàn)了第一、二界面的良好分隔和膠結(jié)強(qiáng)度。
新型泡沫固井技術(shù)美國(guó)哈里伯頓公司研制的泡沫水泥漿由凈漿、氮?dú)狻⒎�(wěn)泡劑及水泥漿處理劑組成，密度最低可達(dá)到0.72克/立方厘米，有利于提高泥漿頂替效率，在高溫高壓條件下具有更好的韌性，滲透率較低，作業(yè)成本低廉。
“短候凝”固井水泥漿體系是一種短候凝、短過渡、高早強(qiáng)、低失水、微膨脹的水泥漿體系。由BJ公司開發(fā)的“短候凝”固井水泥漿體系已成功運(yùn)用于泰國(guó)灣油田。
防竄固井技術(shù)美國(guó)塔拉巴尼等人通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)證明，通過磁鐵礦可消除發(fā)生在套管和水泥之間的氣竄；通過添加一種特殊的材料能在一定程度上消除井壁上濾餅對(duì)水泥膠結(jié)的不利影響，防止井眼與水泥之間的氣竄；添加合適的彈性材料，可消除水泥凝固期間的壓力變化。
高強(qiáng)度鉆桿
復(fù)合材料鉆桿通過在卷筒上纏繞碳纖維然后應(yīng)用一種環(huán)氧基復(fù)合材料覆蓋并密封而成，重量輕，具有高強(qiáng)度重量比、超高的抗腐蝕能力以及增強(qiáng)的抗疲勞能力。
鋁合金鉆桿鋁合金鉆桿與復(fù)合鉆桿的優(yōu)點(diǎn)基本相同，可以用于某些大位移井和水平井中，不足之處是屈服強(qiáng)度相對(duì)較低。
鈦合金鉆桿在大位移井和深水鉆井應(yīng)用中優(yōu)勢(shì)明顯勢(shì)，具有高度抗腐蝕、沖蝕和良好的耐疲勞特性，但對(duì)疲勞缺口相當(dāng)敏感，成本高昂。
超高強(qiáng)度鋼是較好的解決方案。165級(jí)鋼使其產(chǎn)品的強(qiáng)度重量比相對(duì)S-135鉆桿提高了22%，僅比鈦鉆桿低15%。但其應(yīng)用障礙是鋼的延展性和剛性之比降低。
陸上鉆機(jī)技術(shù)
由Veristic技術(shù)公司設(shè)計(jì)的具有快速安裝和拆卸特點(diǎn)的火箭鉆機(jī)，井架部分可以壓縮，無需拆卸即可運(yùn)輸；通過井架底座上面的專有起升裝置，井架和整個(gè)鉆臺(tái)可以一次升到工作高度，在運(yùn)輸過程中保持不動(dòng)；在鉆機(jī)運(yùn)輸過程中，游動(dòng)滑車和頂部驅(qū)動(dòng)裝置在井架上部不動(dòng)。
Nabors公司的254型鉆機(jī)是現(xiàn)代化的可控硅整流器電動(dòng)鉆機(jī)，擁有高容量的泥漿和氣體處理能力，可選泥漿處理，具有在墊塊鉆井井位短距離滑動(dòng)的能力，配備遠(yuǎn)程遙控井控和井下鉆柱組合。
套管鉆井和尾管鉆井
套管鉆井和尾管鉆井可以應(yīng)用于衰竭砂巖、孔隙壓力變化快的問題區(qū)域的鉆井中，已逐漸進(jìn)入主流鉆井市場(chǎng)。套管鉆井技術(shù)是指用套管代替鉆桿向鉆頭傳遞水力和機(jī)械能量，對(duì)鉆頭施加扭矩和鉆壓，在鉆井同時(shí)下套管的鉆井技術(shù)。尾管鉆井是指用常規(guī)鉆井工藝鉆到一定井深后，用鉆桿柱與尾管鉆井系統(tǒng)連接，并通過該系統(tǒng)實(shí)施鉆井，鉆進(jìn)和下尾管在同一個(gè)作業(yè)過程中完成的鉆井技術(shù)。套管/尾管鉆井的井底鉆具組合(BHA)有多種選擇，包括帶有傳統(tǒng)測(cè)量和測(cè)井儀器的可回收式BHA，和鉆達(dá)設(shè)計(jì)深度后固入井中的不可回收式BHA。
油氣開采
采油設(shè)備進(jìn)展
有桿采油設(shè)備低矮型、前置式、緊湊型無游梁長(zhǎng)沖程等抽油機(jī)能夠適應(yīng)各種自然地理?xiàng)l件的需要；液壓缸式、增大沖程游梁式等抽油機(jī)能夠適應(yīng)高含水、含砂、含石膏、含石蠟等石油抽汲和稠油低滲透油層的開采；斜井抽油機(jī)、叢式井抽油機(jī)、雙驢頭抽油機(jī)、雙井平衡抽油機(jī)、緊湊型抽油機(jī)等能夠適應(yīng)垂下井、斜井、
定向井、叢式井、水平井抽汲的需要；適應(yīng)深井抽汲的大型抽油機(jī)最大載荷達(dá)到2130千牛，最大下泵深度達(dá)到4420米；美國(guó)研制出沖程長(zhǎng)度為30.48米的超長(zhǎng)沖程抽油機(jī)以適應(yīng)長(zhǎng)沖程抽油的需要；為節(jié)約動(dòng)力消耗，還研制出異相型、前置式、大圈式、輪式、玻璃鋼桿、六連桿等新型節(jié)能抽油機(jī)。
電動(dòng)潛油泵ESP公司研制的大排量高效電潛泵可提高機(jī)組在磨蝕條件下的工作特性和延長(zhǎng)運(yùn)行壽命；俄羅斯制造的隔膜泵克服了一般電動(dòng)潛油離心泵在低排量時(shí)效率低的缺點(diǎn)；Unico公司的變頻控制器功率達(dá)到22.4千瓦，可完全進(jìn)行電機(jī)保護(hù)和診斷；Gentrilift公司研制的旋流分離器，通過使含氣液流“旋流”轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行氣液分離。
螺桿泵采油美國(guó)泵系統(tǒng)服務(wù)有限公司設(shè)計(jì)出排量高達(dá)1272立方米／日的多葉片螺桿泵；BWM泵公司生產(chǎn)的液潛和電潛馬達(dá)驅(qū)動(dòng)螺桿泵，依靠動(dòng)力液和井下電機(jī)以及齒輪減速裝置在井下實(shí)現(xiàn)對(duì)螺桿泵的傳動(dòng)；高地公司生產(chǎn)的螺桿泵專用變頻驅(qū)動(dòng)裝置易于調(diào)整泵速，無需水力驅(qū)動(dòng)和變換傳動(dòng)帶及滑輪槽輪就可使其與實(shí)際生產(chǎn)吻合；巴赫自動(dòng)泵控制器能根據(jù)給定程序和油井狀態(tài)使螺桿泵以最佳速度工作。
氣舉采油技術(shù)美國(guó)圖爾薩大學(xué)研制的氣舉優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件，綜合應(yīng)用多相流理論研究、井筒內(nèi)溫度分布研究、套管壓力不穩(wěn)定性研究等多項(xiàng)新成果，使得模型更精確、界面更友好。在氣舉方式上，國(guó)外出現(xiàn)了一種噴射氣舉，借助射流泵注入高壓高速氣體，實(shí)現(xiàn)對(duì)油管內(nèi)液體的舉升。
智能油田技術(shù)
殼牌公司開發(fā)的新一代無線遠(yuǎn)程終端設(shè)備，可以發(fā)射高強(qiáng)度輸出信號(hào)，還可對(duì)井間信號(hào)智能處理和多次反射。安裝在每口井上的這種設(shè)備都可作為一個(gè)自轉(zhuǎn)發(fā)器，信號(hào)經(jīng)幾次跳轉(zhuǎn)可最終到達(dá)主接收站。
新型微生物采油
美國(guó)泰坦采油公司利用油田現(xiàn)有的微生物，注入一種無葡萄糖的配方營(yíng)養(yǎng)素，通過改變微生物的表皮特性，促使它們?cè)谟筒刂凶兊没钴S，主動(dòng)尋找并包圍砂巖和碳酸鹽巖地層中的油滴，驅(qū)替并分裂油滴，顯著增加原油
采收率。該技術(shù)只使用當(dāng)?shù)卦械奈⑸�，并可以使用喜氧和厭氧�?xì)菌。該技術(shù)培養(yǎng)微生物的頻率為3～6個(gè)月，簡(jiǎn)單、高效、廉價(jià)、對(duì)環(huán)境完全無害。
碳捕集和封存技術(shù)
碳捕集和封存每年可減少1.91億噸溫室氣體排放量。據(jù)此可以假設(shè)，到2030年碳捕集和封存能夠?qū)⒂蜌夤I(yè)的排放量減少30%，2050年減少60%。
常規(guī)鉆井只能采收大約40%的原油，通過將二氧化碳泵入地層，不僅可減少排放，而且可以提高采收率，同時(shí)大大節(jié)約用水。該技術(shù)對(duì)于開采煤層甲烷氣、致密地層天然氣和其他非常規(guī)資源也很重要。
重油開采
重油降黏比較突出的有兩個(gè)新裝置：精確燃燒公司（PCI）的催化燃燒蒸汽發(fā)生器和EDSG系統(tǒng)公司的電熱井下蒸汽發(fā)生器，兩種新裝置都將有源元件放置在井底接近稠油油層的位置。PCI公司的催化燃燒蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)需要的進(jìn)料是空氣、甲烷和水，蒸汽和燃燒產(chǎn)物在原油中溶解，降低原油黏度，同時(shí)加壓的氣流驅(qū)使降黏的重油進(jìn)入生產(chǎn)井。EDSG公司的電熱井下蒸汽發(fā)生器需要的進(jìn)料只有水和電流，使用碳電極生產(chǎn)等離子控制電弧，使水蒸發(fā)成為蒸汽，水膨脹產(chǎn)生的壓力迫使高溫蒸汽進(jìn)入地層，降黏增產(chǎn)。
水平井火燒油層英國(guó)巴斯大學(xué)研發(fā)的水平段注空氣技術(shù)(THAI)系統(tǒng)使用一種將空氣通過一口垂直深井噴射到油層的系統(tǒng)，然后再點(diǎn)燃。礦床內(nèi)升高的熱度能夠減少重油黏性，使其排入一口水平井，然后再升到地面，采收率高達(dá)70%～80%。
重油穩(wěn)定性快速分析儀由法國(guó)與英國(guó)合作研制，能在15分鐘內(nèi)完成重油中所含瀝青質(zhì)的穩(wěn)定性測(cè)定，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確、重復(fù)性高。
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