2019年湖北省科学技术奖提名公示--井下核磁共振成像测井系列装备、数据处理软件及工业化应用

作者: 时间:2019-04-16 点击数:

项目名称:井下核磁共振成像测井系列装备、数据处理软件及工业化应用

提名意见:

该项目针对地下复杂地质储层评价需求,通过12年持续自主研发,突破了一系列设计、工艺、数据处理系统软件与地质应用难题,研制完成国内首套核磁共振测井装备,在此基础上进一步研发了二维核磁共振测井和超高温高压核磁共振测井仪,同时研制了相匹配的数据处理系统,形成了系列化的、完整的核磁共振测井装备体系。

该项目立足产学研相结合的攻关模式,主要研究成果包括三种类型核磁共振测井装备(核磁共振测井仪、二维核磁共振测井仪和高温高压核磁共振测井仪),具备完全自主知识产权,其性能指标达到国际先进水平。该技术在中国内陆、海上、中东、远东、东南亚乃至北美油气勘探作业区进行了200余口的作业服务,对常规测井资料难以识别和评价的油气藏提供了一种新的精细评价手段,对复杂油气藏勘探及精细储层评价有着重大意义。研发的成套装备填补了国内外空白,打破了国外公司的长期垄断,建成了成套装备生产线,并培养出仪器研发制造、作业服务、软件开发、数据处理与地质应用等各方面的青年领军人才。

该成果的推广应用取得了显著的经济效益和社会效益,各项关键技术均申请了发明专利及软件著作权,部分成果曾获得中海油科技进步奖及国家行业协会技术发明奖。

提名该项目为湖北省科技进步奖一等奖。

项目简介:

核磁共振测井技术作为目前国际上最先进的高端测井技术之一,可以提供精细准确的油气井储层孔隙度、渗透率信息,开展孔隙结构、流体性质分析,在复杂储层中具有明显的应用效果,也是具有代表性的非常规油气资源识别手段和产能预测方法,但受限于核磁共振测井技术的开发难度与技术封锁,该项技术被国外公司垄断长达三十年之久,一定程度上制约了我国石油测井应用水平的进一步提高。

长江大学与中海油服联合开展核磁共振测井技术的攻关,通过12年持续自主研发,首次试制出了高温低损耗软磁材料,并在此基础上设计了一种新型核磁共振测井探头;研制出了基于纳伏级微弱信号采集技术、高精低噪超强电压隔离技术和双路高压泄放技术的核磁信号采集电路系统;同时设计了面向各种储层流体类型的测井模式以及实时的基于快速T2 反演算法的数据处理与地质评价软件。拥有发明专利6件,实用新型专利8件以及软件著作权6项。在以上关键技术的基础上,研制完成国内首套核磁共振测井装备,并进一步研发了二维核磁共振测井和超高温高压核磁共振测井仪,同时研制了相匹配的数据处理系统,形成了系列化的、完整的核磁共振测井装备体系,打破了国外对核磁共振测井技术的垄断。

该项目立足产学研相结合的攻关模式,主要研究成果包括三种类型核磁共振测井装备(核磁共振测井仪、二维核磁共振测井仪和高温高压核磁共振测井仪),具备完全自主知识产权,其性能指标达到国际先进水平。该技术在中国内陆、海上、中东、远东、东南亚乃至北美油气勘探作业区进行了200余口的作业服务,创造数千万的直接作业收入。该技术在中海油核磁共振测井服务市场中,作业份额从2011 年的3.85%提升至2018年的83.3%;在山西非常规油气评价中,产能预测符合率高达85%,节约油气测试成本近亿元,成为用户必备评价手段;在南海西部油田的应用中,通过精确的核磁共振测井储层物性参数评价,有效识别了低阻油气层和有利储层,推动了甜点储层的寻找,发现了一批常规测井资料难以识别和评价的油气藏,创造了巨大的经济效益。

该项目的成功是我国高端测井技术自主攻关中的一项里程碑,填补了国内空白,建成了成套装备生产线,并培养出仪器研发制造、作业服务、软件开发、数据处理与地质应用等各方面的青年领军人才。

客观评价:

科技成果鉴定与项目验收意见

中国海洋石油总公司技术发展项目“核磁共振测井技术研究”验收意见“完成核磁共振测井仪工程样机的研究制作、仪器在ELIS 系统的挂接、核磁共振测井数据处理方法及应用研究、仪器的综合测试及现场作业”。

天津市科学技术评价中心对“核磁共振测井技术研究与应用”成果评价“该项研究工作采用理论分析和试验相结合的综合研究方法,全面掌握了核磁共振测井仪器的关键技术,自主研制出核磁共振测井仪、配套的辅助设备及数据处理软件,并投入生产应用”,“仪器在作业过程中工作稳定、采集资料质量良好、数据处理解释结果符合区域地质特征,具有显著的经济和社会效益”,综合鉴定为“国际先进”水平。

20154月委托湖北省科技信息研究院查新检索中心的查新报告中显示:国内外所检索的文献中,未见有与委托课题“核磁共振测井数据处理成套技术与应用”查新要点相一致的研究报道。

国内外同行评价与认可

2013 年的中国石油学会测井专业委员会第十八届测井年会上,《核磁共振测井仪EMRT 的设计与应用分析》一文被评为一等奖,该技术成果被誉为近年来中国测井界最有影响力的学术成果之一。

UT Austin 大学Carlos Torres-Verdin 教授评价“这是一项了不起的成就。期待在此基础上与中国开展核磁共振测井前沿解释应用研究工作”。

中国石油勘探开发研究院李宁教授说:“何博士发展的核磁共振数据处理方法可叫‘何宗斌方法’。”

中海油勘探开发部经理徐立强表示,这一技术对我们的生产具有很大的帮助。

应用单位评价

中海石油有限公司湛江分公司勘探部评价“EMRT 是国产高端测井仪器的典型代表,打破了多年来国外公司在核磁共振测井技术领域的垄断地位,是测井技术发展的里程碑式成果,为解决南海西部海域低复杂储层评价提供了核磁共振测井解决的方案。

中海石油有限公司天津分公司评价“仪器在复杂井况、高温高压等环境下性能稳定,采集资料质量良好,通过与国外同类仪器测量资料对比表明,EMRT效果达到国际同行业先进水平,为地下储层、流体评价提供了丰富、直观的信息,有利支持了海上油气勘探开发工作”。

中海油伊拉克有限公司地质油藏部评价“EMRT 效果达到了国际同行业先进水平,有利支持了海油总国际化发展战略”。

中联煤层气有限责任公司太原分公司评价“在非常规复杂岩性、低孔渗储层的地质油藏评价工作发挥了重要作用”。

社会评价

2010年,新华网以“中国学者成功发展核磁共振数据处理新方法”为标题,报道了本项目第一完成人何宗斌自主研发的具有自主知识产权的核磁共振测井数据处理和解释软件系统,打破了国外公司长期以来在油井探测中只提供服务而不卖处理软件的技术封锁。

2011年,荆州新闻网以“荆州长大博士成功开发核磁共振数据处理技术”为标题,报道了本项目第一完成人何宗斌独立开发出了具有自主知识产权的核磁共振测井数据处理和解释软件系统,打破了国外公司对核磁共振数据处理和解释方法实施技术封锁。

2013 6 19 日的《中国海洋石油报》在头版头条的位置刊登“创新轨迹标刻海油‘核磁现象’”一文,系统报道了该项目成果从研发到产业化应用的全过程。报道称,“在中国海油,以核磁共振为代表的一批前沿技术迅速从科研转化为生产力,被业界誉为‘核磁现象’”。

 

应用情况:

1)核磁共振成像测井系列装备的应用情况

该项目主要成果之一的核磁共振测井装备,于2011 11 月在山西致密气井进行首次商业应用。截至目前,已为国内外公司提供了200余井的商业服务。作业过程中仪器工作稳定,采集资料质量良好,计算结果响应合理,符合区域地质特征,逐步获得了市场的广泛认可。目前设备已分布中国内陆、海上、中东、远东、东南亚乃至北美油气勘探作业区。

该装备在中海油核磁共振测井服务市场中,作业份额从2011 年的3.85%提升至2018年的83.3%;在山西非常规油气评价中,产能预测符合率高达85%,节约油气测试成本近亿元,成为用户必备评价手段;在南海西部油田的应用中,通过精确的核磁共振测井储层物性参数评价,有效识别了低阻油气层和有利储层,推动了甜点储层的寻找。

通过该技术成果的大量应用,为中国海域的第四系、新近系高束缚水低对比度油气藏、古近系低孔渗油气藏、东海南海深水高温高压油气藏、海外碳酸盐复杂岩性油气藏、鄂尔多斯盆地非常规油气藏的发现与评价提供了极大帮助,在储层参数精确计算、储层有效性评价、地层流体识别及产能预测方面发挥了重要作用,发现了一批常规测井资料难以识别和评价的油气藏,创造了巨大的经济效益。

2)核磁共振成像测井数据处理解释系统应用情况

该项目主要成果之一的核磁共振测井数据处理软件系统,于2009年在中石化河南油田测井公司实现首次规模应用。

针对不同勘探区块、不同核磁测井仪器、不同测井数据处理平台,对核磁共振测井数据处理软件系统进行属地化。先后移植到中石油、中石化、中海油各种主流测井数据处理平台上,并开展了岩石核磁共振弛豫机理实验研究与核磁共振测井应用研究,处理解释了中东、中亚、中非、新疆、青海、辽河、河南、湛江、长庆等国内外20多个油田的核磁共振测井数据,对国内外多种疑难井资料处理与应用提供了指导。

在中石油大庆油田,开展了新立—新北地区黑帝庙油层稠油层识别方法研究,大大提高了测井解释符合率。

在中石化河南油田安棚地区开展了低孔低渗储层的核磁共振应用研究,总结了低孔低渗储层油气层T2分布特征,提高了测井解释符合率。

在中石油长庆油田开展了低孔低渗储层的核磁共振孔隙结构研究,利用核磁共振测井建立了储层分类标准,预测了产能情况。

主要知识产权和标准规范等目录:

发明专利:一种用于核磁共振测井仪的信号处理装置ZL201210298981.3

发明专利:一种地层回波信号提取方法及装置ZL201210292343.0

发明专利:一种用于核磁共振测井仪的信号处理系统ZL201510009321.2

发明专利:随钻核磁探测仪的探头敏感区标定检测装置 ZL201510038956.5

发明专利:一种套管消磁仪及其消磁方法 ZL201210348373.9

软件著作权:核磁共振测井数据处理系统V1.0  2017SR335956

软件著作权:核磁共振测井观测模式设计软件V1.0 2018SR901651

软件著作权:一维核磁共振测井正反演模拟软件V1.0    2017SR336057

软件著作权:二维核磁共振测井正反演模拟软件V1.0    2018SR909269

软件著作权:岩心核磁共振实验数据处理与分析软件V1.0 2018SR901650

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