油層定位射孔達(dá)人
時(shí)間：2016-01-22 10:30
來源：
作者:宮柯
開采液態(tài)石油與固態(tài)礦產(chǎn)的最大區(qū)別在于不能直面埋藏地下的儲(chǔ)層，必須通過深達(dá)數(shù)千米的小直徑鉆孔首先將其引入井筒，然后依靠天然的壓力或者人工舉升的機(jī)械能讓油流到地面為人類所用。如何建立儲(chǔ)油層與井筒的滲流通道是開采石油的第一步。
目前世界上最常用的有三種方式：最簡(jiǎn)單的是裸露油層，稱為裸眼完井。其次是在油層部位下入有孔洞或者縫隙的套管，稱為篩管完井。近代應(yīng)用最廣范的是在油層下入套管用水泥封固后再穿孔的方式打開油層，稱為射孔完井。射孔完井類似用步槍瞄準(zhǔn)靶心的激發(fā)過程，但捕捉平面目標(biāo)和垂深目標(biāo)卻完全不同，飛行于空氣中的子彈可以精確計(jì)算拋物線軌跡，命中的概率非常高，而在井筒里射孔槍要對(duì)準(zhǔn)埋藏?cái)?shù)千米深的油層則十分困難，半個(gè)世紀(jì)前人們用細(xì)致丈量懸吊電纜的方法進(jìn)行井下射孔，盡管做到了毫米級(jí)的丈量精度，還是難于把握在重力和浮力的雙重作用下產(chǎn)生的拉伸誤差，如果油層的厚度很大還好說，否則就會(huì)造成誤射。
1960年大慶油田投入開發(fā)的時(shí)候，面對(duì)的是埋藏近千米深的40 多個(gè)油層，部分單層的厚度還不足半米，屢屢誤射孔的問題到了不能再容忍的程度。怎樣瞄準(zhǔn)油層彈無虛發(fā)的射孔完井，當(dāng)時(shí)是一個(gè)尚未攻克的世界級(jí)難題，在美國、蘇聯(lián)、法國等石油開采技術(shù)先進(jìn)的發(fā)達(dá)國家還沒有找到解決辦法的時(shí)候，中國的一位測(cè)井工程師捷足先登，用了不到兩年的時(shí)間讓射孔槍長(zhǎng)出了眼睛，率先發(fā)明了定位射孔的基本方法。他就是賴維民，一個(gè)沒有大學(xué)學(xué)歷，卻有著豐富工作經(jīng)歷的人。1958年6 月他率領(lǐng)一支精干的測(cè)井小分隊(duì)從玉門油田來到松遼盆地投身基準(zhǔn)井鉆探，1959 年7 月在松基三井鉆進(jìn)的過程中通過電測(cè)曲線他首先解釋出了三個(gè)薄油層，為大慶油田的發(fā)現(xiàn)立下頭功。
大慶油田投入開發(fā)后，1961 年4 月19日召開大會(huì)，在總結(jié)會(huì)戰(zhàn)初期各項(xiàng)工作的時(shí)候，誤射孔造成的完井質(zhì)量不合格問題受到石油工業(yè)部領(lǐng)導(dǎo)的嚴(yán)厲批評(píng)。為解決這一棘手的難題鉆井指揮部成立攻關(guān)隊(duì)，賴維民工程師擔(dān)起了研究定位射孔工藝技術(shù)的重任。勤學(xué)敏思的賴維民，在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有規(guī)律的現(xiàn)象，每當(dāng)測(cè)井儀器在井內(nèi)經(jīng)過套管的接箍處都會(huì)感應(yīng)出一個(gè)磁信號(hào)，兩個(gè)信號(hào)波形之間的距離代表一段套管的長(zhǎng)度，由此得到啟發(fā)，他把突破難點(diǎn)的研究方向由掌控電纜拉伸長(zhǎng)度轉(zhuǎn)移到測(cè)準(zhǔn)套管深度上。鋼性的套管一經(jīng)被水泥封固就會(huì)靜止不動(dòng)，只要在臨近油層的位置找到一個(gè)標(biāo)志性的信號(hào)，再以這個(gè)點(diǎn)為參照，射孔槍對(duì)準(zhǔn)油層的幾率就會(huì)大幅度提高。思路決定出路，很快賴維民就設(shè)計(jì)并制作__出了第一臺(tái)井下磁性定位儀，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)和多次改進(jìn)，1962 年的5 月射孔槍沉入了1,000 米深的井眼，在磁性定位儀的引導(dǎo)下準(zhǔn)確射中了半米厚的油層，宣告半自動(dòng)化的定位射孔方法取得了初步成功。主要矛盾解決了，次要矛盾上升為主要矛盾。由于每一盤測(cè)井電纜都存在不同程度的拉伸變形，相對(duì)誤差仍然阻礙測(cè)井精度和射孔命中率的穩(wěn)步提升。
當(dāng)時(shí)大慶油田測(cè)井大隊(duì)有一位叫褚人杰的工程師提出了簡(jiǎn)單易行的解決辦法，按照他的建議，1962 年9 月誕生了我國第一口有刻度的校正測(cè)井電纜標(biāo)準(zhǔn)井，所有在用的測(cè)井電纜開始在同一尺度的度量下進(jìn)行定期標(biāo)定，做上產(chǎn)生相對(duì)誤差的長(zhǎng)度記號(hào)。磁性定位儀的發(fā)明和有刻度標(biāo)準(zhǔn)井的建立引起了測(cè)井工藝的一場(chǎng)革命，大慶石油會(huì)戰(zhàn)副指揮兼鉆井總工程師王炳誠統(tǒng)籌全局，鑒于下井的套管長(zhǎng)度相近似，決定今后每鉆一口新井必須在油層頂界上面的標(biāo)準(zhǔn)層部位下入一節(jié)短套管，使之產(chǎn)生一個(gè)十分明顯的磁信號(hào)，以此為標(biāo)準(zhǔn)避免使用磁性定位儀時(shí)發(fā)生誤判。并且還組織制定了標(biāo)準(zhǔn)化的測(cè)井、射孔操作規(guī)程，推動(dòng)這項(xiàng)新技術(shù)普及到全國各油田。
從此，在地面上人工反復(fù)丈量測(cè)井電纜長(zhǎng)度的繁瑣工序徹底終結(jié)，無論測(cè)井還是射孔作業(yè)，操作人員都可以通過儀表反映的數(shù)值找準(zhǔn)目的層。截止到1963 年底統(tǒng)計(jì)，大慶油田的射孔成功率由80% 提高到99.6%，不僅準(zhǔn)確度躍居世界領(lǐng)先水平，而且作業(yè)時(shí)效還提高了三倍以上。眾人拾柴火焰高，隨著工藝的日臻完善和裝備的系統(tǒng)配套，半自動(dòng)磁性定位很快又發(fā)展到全自動(dòng)磁性定位。1965 年在北京隆重召開建國以來重大技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)，賴維民工程師領(lǐng)銜發(fā)明的“微井徑（或磁性定位儀）定位射孔法”獲得國家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)表彰。這項(xiàng)劃時(shí)代的新技術(shù)為全國各油氣田深入勘探和精細(xì)開發(fā)氣起到了不可估量的促進(jìn)作用，其精度已經(jīng)達(dá)到在埋藏1,000 米深0.2 米厚的油層上射孔百發(fā)百中。
半個(gè)世紀(jì)的大浪淘沙，一代達(dá)人因年齡退出了歷史舞臺(tái)，他們的創(chuàng)造發(fā)明依舊光焰不滅，享譽(yù)石油界。
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