复杂系统智能控制与管理国家重点实验室(筹)项目荣获北京市科学技术奖二等奖

2011-05-11

  2011年4月28日, 北京市委、市政府在北京会议中心隆重召开北京市科学技术奖励大会。由自动化所谭民研究员等人完成的“油气井井下压力实时采集装置与井口安全监控系统及应用”项目荣获北京市科学技术奖二等奖。

  石油对于我们国家国民经济的持续稳定发展和国防安全来说是非常重要的。我国石油资源相对缺乏,国内众多油田受油气资源储量限制产能逐渐萎缩,国内油井采收率低,原油长期大量依赖进口,因此提升油井生产的测试技术水平、提高油井开采寿命和采收率成为国家能源长远战略中刻不容缓的关键问题。油井井下压力是石油勘探和开发过程中最为重要的参数,只有检测出井下油层的压力情况,油藏专家才能对油藏储能进行分析,并确定总体开发方案;只有实时掌握井下压力的动态变化,采油工程师才能有针对性地调整生产计划,优化油井产能,并保障安全生产。

  常规的井下压力检测装置有存储式和永久式两种,其中存储式电子压力计将压力传感器随钻杆一起放入井下,一定时间后将油井停产再将装置从井中取出读取其存储数据,这种方式无法实时了解井压动态变化,且影响油井的连续生产;永久式电子压力计是将传感器永久置于井下,用电缆信号线将电信号传输到地面进行采集与解释,可以做到实时测井,但由于传感器长期置于井下高温高压环境,存在漂移、老化等问题,无法进行及时校准和标定,数据可靠性差。毛细钢管测压是近年发展的新型测压工艺,其基本原理是通过毛细管中的气体将井下压力传递到井口,通过测量地面端气体的压力值,并利用修正算法得到井下压力准确值。该方法的主要难点包括:突破适用于井下应用的毛细钢管安装工艺;‚研制能在恶劣环境下稳定可靠工作的油井压力采集系统;ƒ给出有效的方法来利用井口测量的压力参数推算出井下的压力参数;④实现油井压力参数的远程实时监控。

  本项目结合信息、控制与通讯技术,提出了油井压力实时采集与处理、石油生产过程实时远程监控等关键技术和系统集成解决方案,开发完成相应设备和系统。突破了基于毛细钢管测压技术的井下传压筒设计与测试方法、毛细钢管对接与穿越方式、毛细钢管吹扫控制方法等关键工艺,开发出具有自主知识产权的毛细钢管测压装置。提出了基于毛细钢管间接测压的新的井下压力实时计算方法,解决了由井口压力推算井下压力的难题,满足了生产中实时性和准确性要求。自主研制了井下压力实时数据采集系统,提出了面向恶劣环境的具有环境适应性的综合设计方法,保证了在大温差、高湿度、强盐雾等恶劣环境下油井压力的连续可靠采集。开发了管理监测数据的油气田分布式网络化监控系统,提出了油气井监控设备的远程调整、控制方法和基于复合认证、多重校验的通讯协议,保证了数据传输安全,为油井突发状况的预警和处理提供了重要的技术手段。

通过本项目的研究工作,突破了一系列关键技术和现场应用难题,研究成果在胜利油田、中海油天津分公司、克拉玛依油田、塔里木油田、越南JVPC公司、HVJOC公司、印尼MCL公司、Chevron公司等单位的219口油井推广应用,长期稳定运行,2005年10月至今创造直接经济效益22975万元,创收外汇483万美元,其中近三年带来经济效益16480万元,创汇408万美元。授权发明专利4项,软件著作权2项,授权实用新型专利5项,取得了良好的经济效益和社会效益。

(科技处供稿)

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