研发动态简报12_07(终稿)

国国 外外 油油 气气 技技 术术 研研 发发 动动 态态 供领导参考 供领导参考 中国石油集团科技管理部中国石油集团科技管理部20122012 年第年第 7 7 期 总第期 总第 9999 期 期 中国石油经济技术研究院中国石油经济技术研究院 主主 办办 20122012 年年 7 7 月月 1515 日出版日出版 目目 录录 科研要闻科研要闻 加拿大油砂企业成立环保联盟加拿大油砂企业成立环保联盟 1 1 UGIUGI 能源服务公司将在能源服务公司将在 MarcellusMarcellus 页岩使用页岩使用 LNGLNG 为钻机提供动力为钻机提供动力 2 2 斯伦贝谢公司的休斯敦地学工程实验室开始启用斯伦贝谢公司的休斯敦地学工程实验室开始启用 2 2 研发动态研发动态 强强底底水水稠稠油油油油藏藏冷冷采采新新方方法法 双双分分支支水水平平井井井井下下油油水水分分离离技技术术 3 3 化学法冷采北极重油资源化学法冷采北极重油资源 5 5 TenarisTenaris Wedge500Wedge500TM TM系列楔形丝扣在页岩气水平钻井中效果显著 系列楔形丝扣在页岩气水平钻井中效果显著 6 6 IONION 公司推出公司推出 WiBandWiBand 宽频数据处理技术宽频数据处理技术 7 7 新新型型高高温温地地层层动动态态测测试试与与采采样样系系统统大大幅幅提提高高耐耐温温能能力力 8 8 斯斯伦伦贝贝谢谢公公司司推推出出新新的的高高温温压压力力快快测测系系统统 9 9 专题报道专题报道 无缆地震采集技术无缆地震采集技术 1010 行业视点行业视点 简单技术已成为油气工业的过去简单技术已成为油气工业的过去 1515 主主 编 编 刘刘 嘉嘉 地址 北京市西城区六铺炕街地址 北京市西城区六铺炕街 6 6 号号 邮编 邮编 100724100724 电子信箱 电子信箱 liujia liujia 1 电话 电话 010 62065296010 62065296 6206519962065199 科研要闻科研要闻 加拿大油砂企业成立环保联盟 近日 12 家加拿大油砂开发公司联合成立了 加拿大油砂创新联盟 COSIA 旨在提升加拿大油砂开发过程中的环保意识并促进相关技术的发展 联盟章程的签署 标志着油砂企业在环保方面迈进了重要的一步 同时也是油砂产业的转折点 COSIA 的专家主要来自 12 家成员企业的科学家和工程师 以及政府 学术团体和 其他公立机构的学者 这 12 家企业分别是 BP 加拿大能源分公司 加拿大自然能源 公司 加拿大 Cenovus 能源公司 康菲石油公司加拿大能源分公司 戴文加拿大公司 Devon 加拿大帝国石油公司 尼克森公司 Nexen 壳牌加拿大能源公司 挪威 国家石油公司加拿大分公司 加拿大 Suncor 能源公司 加拿大泰克资源矿业公司 Teck 道达尔勘探开发公司加拿大分公司 在过去的几年中 油砂企业 研究开发机构在环保方面已做了大量的工作 COSIA 将继续扩展相关工作 并通过打破资金 知识产权以及人力资源方面的壁垒 帮助相关企业应对环保方面的挑战 COSIA 的合作方式将会极大地加快环保技术的研 发速度并缩短由创意到应用的时间 COSIA 将建立相关的机构和流程 使油砂企业及其他股东以此为桥梁 共同促进 环保事业的发展 该联盟将围绕与油砂产业紧密相连的一些紧迫的环境问题 特别是 水质 土壤的污染以及温室气体和废渣的排放 开展以解决问题为目标的相关创新 技术的确立 研究和应用 并就应对这些挑战所采取的措施和取得的成果进行及时的 交流 COSIA 选举 Dan Wicklum 出任联盟首席执行官 他声称 COSIA 一定会极大地加 快环保创新 在公众最关注的一些环保敏感区 相对于产量 环保更重要的地区 提 高环保能力 壳牌加拿大公司副主席 John C Abbott 谈到 公众对油砂开采过程中 相关环保问题的关注正日益提升 我们非常希望能够 并且会在已取得的成绩上深化 合作 以达到公众对环保方面的要求 道达尔勘探开发公司加拿大分公司主席 Jean Michel Gires 告诉大家 COSIA 将会采用新的举措来对环保技术方面的知识产权 研 究机构 技术提供者 管理机构以及其他油砂股东的工作关系进行管理 通过合作实 现创新思想和工作成果的共享 翻译 张纪远 编审 张华珍 国外油气技术研发动态2012 年第 7 期 2 UGI 能源服务公司将在 Marcellus 页岩使用 LNG 为钻机提供动力 新技术杂志 2012 年 7 月 12 日消息称 UGI 能源服务公司宣布将在 Marcellus 页岩地区尝试使用液化天然气 LNG 代替柴油 为钻机提供动力 并为钻井井场提 供电力 LNG 替代柴油具有独特的优势 首先 LNG 比柴油更经济 使用 LNG 作为燃料比 柴油大约节约 40 60 的费用 并减少维护费用 50 以上 其次 LNG 的排放更少 与 重油相比 LNG 燃料的二氧化氮排放减少 80 二氧化碳排放减少 25 二氧化硫及颗 粒物排放减少 100 基于以上原因 UGI 将同 EQT 资源公司一起在 Marcellus 开展 LNG 钻机改造的试点工作 UGI 希望将 LNG 替代柴油的经验在 Marcellus 页岩区全面 推广 并计划将油田用大型拖挂车队也改造为 LNG 或 CNG 燃料 以降低成本和提 高环保水平 作为 UGI 能源的全资子公司 UGI 能源服务公司在宾夕法尼亚拥有 147 亿 ft3地 下天然气存储 在该州运行大型的 LNG 调峰电厂 同时在 Marcellus 页岩区开展了一 系列中游项目 编译 郭晓霞 斯伦贝谢公司的休斯敦地学工程实验室开始启用 2012 年 4 月 5 日 斯伦贝谢公司为其休斯敦的地学工程实验室举行了揭牌仪式 这是一座现代化实验室 占地 3 万 ft2 是该公司全球实验室网络的最新组成部分 用于为油气工业进行各种岩心分析服务 新实验室的特色是常规岩心分析 主要测量孔隙度 饱和度和渗透率 另外 实 验室具有特殊的岩心分析能力 可以进行复杂的分析实验 如进行毛细压力 相对渗 透率 电性 核磁共振 提高采收率评价等 休斯敦实验室还能完成一系列 TerraTek 岩石力学和岩心分析服务 主要是非常规油气藏的地质力学分析 斯伦贝谢公司测试服务部经理 Sameh Hanna 称 随着油气藏复杂程度的提高 需 要改善油藏表征方法 岩心分析需求也大幅增加 新实验室可以进行油气勘探开发的 全程实验 用最新的技术辅助提高油气采收率和使产量最大化 除休斯敦实验室外 斯伦贝谢公司在巴西 加拿大 马来西亚 波兰 委内瑞拉 国外油气技术研发动态2012 年第 7 期 3 美国犹他州盐湖城等国家或地区也设有实验室 编译 朱桂清 研发动态研发动态 强底水稠油油藏冷采新方法 双分支水平井井下油水分离技术 目前 只有极少数含强底水驱的稠油油藏成功进行了开发 严重的水锥现象造成 该类油藏单井产量低 产水量高 采出程度低 热采法可以降低原油粘度 改善流度 比 但产生蒸汽及水处理的费用高昂 制约了该技术的现场应用 此外 热采也不适 合在海上油田使用 重力辅助法可通过重力驱替机理减缓锥进的趋势 但是必须保持 较小的压降才能保证形成重力控制流动 因而采油速度缓慢 在常规油藏 水平井可有效地解决锥进问题 但用水平井开发含强底水驱的稠油 油藏效果不佳 对此 路易斯安那州立大学研发了一项底水稠油水脊控制新方法 称 为双分支水沉技术 Bilateral Water Sink BWS 可以解决上述问题 新方法通 过在底水区域增加一口平行水平井的方式减少开发井中的水侵 并利用数值模拟对该 方法进行了验证及评价 双分支水沉技术通过油水同采来抑制水脊现象 两条水平分支井分别钻穿油层与 水层 常规的水平井生产会造成水的脊进 影响水驱油效果 但双分支水沉技术通过 改变近井地带位势的分布来避免脊进 使得上部分支井产油不出水 水驱动油从单井 控制泄油面积的边缘流向井底 提高了采出程度 通过利用底水驱的天然能量 双分 支水沉技术不仅在经济 技术上可行 在环保方面也颇具吸引力 特别是在海上油田 因为海上油田只能进行冷采且油水分离是个难题 确定原油与水的最佳流量是成功运用双分支水平井的关键 这可以通过数模的方 法解决 但是需要反复运用试算法 工作量很大 除了试算法 可以采用解析模型 当满足一定的假设条件时 解析模型又快又准 更重要的是 解析模型可以反映出驱 替过程的主要机理 并能定量计算采出程度增幅 推导用于设计双分支水平井油水流 量的解析模型 可以定量描述双分支水平井避免脊进 提高采出程度的效果 通过数 值模拟对解析模型进行验证 并用油田实际生产数据进行理论证明 结果表明 采用 双分支水平井可以将采出程度由常规方法的不足 15 提高到 40 以上 国外油气技术研发动态2012 年第 7 期 4 1 1 水侵机理水侵机理 用数模分别模拟双分支水平井与单一水平井 结果表明 采用单一水平井 开始 生产后底水几乎立刻突破 含水率在较短的时间内上升到 90 采出程度极低 相反 采用双分支水平井 可以取得 30 年以上的无水采油期 采出程度与时间成线性关系 大大提高了采出程度 图 1 图 1 单水平井和双分支水平井不同生产时间的吸水剖面对比 这可以用不同时刻含水饱和度分布来解释 对于单一水平井 水的脊进瞬间发生 由于水的粘度远小于油的粘度 相同压力降时 水的流量远大于油的流量 因此只要 水一突破 水驱油就会失效 由于双分支水平井可以抑制水的脊进 水从驱替边缘进 入油层 驱动原油流向生产井 将水突破情形转变为水驱情形 提高了采出程度 2 2 现场实例现场实例 本文采用中国渤海一个油藏为例 该油藏是一个含强底水驱的稠油油藏 为了控 制底水突破 采用水平井以最小压降生产 一些井注入水过早突破 含水迅速上升 以该油田的一口生产井为例 该井开始生产后立即发生了注入水突破 在采油速度较 小的情况下 两年后含水达到了 90 因此 采用四组对照模型对该井进行模拟 模 型 1 采用目前的生产参数 模型 2 采油速度加倍 模型 3 4 采用双分支水平井技术 模型 3 4 的产量分别与模型 1 2 一致 其他参数保持相同 图 2 国外油气技术研发动态2012 年第 7 期 5 图 2 四种模型下的含水率和原油采收率的模拟变化曲线 模拟结果表明 模型 1 在三年后注入水突破 含水率很快上升到 50 30 年的采 出程度仅为 15 模型 2 脊进现象更严重 不到一年注入水即发生突破 30 年的采出 程度只有 16 模型 3 4 无水采油期长达 15 年 采出程度达 40 虽然 BWS 技术总的产水量大 但是产出的水大多不含油 避免了油水分离的过程 降低了生产成本 翻译 王世朝 编审 张华珍 化学法冷采北极重油资源 美国重油储量约为 1000 亿 bbl 其中位于北极圈内的阿拉斯加北坡油田重油储量 约为 200 亿 bbl 储层胶结疏松 孔隙度与渗透率较高 原油粘度数量级为 10000cp 埋存位置接近永久冻土层 热采法有可能融化永久冻土层 导致胶结疏松 的砂层发生沉降 因而需要采用其他方法进行开采 为了开采阿拉斯加北坡油田的重油 得克萨斯大学奥斯汀分校研究了一种重油冷 采新方法 盐水 碱 表面活性剂溶液驱替 碱 表面活性剂配方组成为 0 1 的 TDA 30EO 和 0 5 的 Na2CO3 TDA 30EO 是一种非离子表面活性剂 加入少量 Na2CO3后 可 生成水包油型乳状液 为了研究新方法的开发效果 在平面填砂模型中首先进行 2 5PV 的盐水驱替 采出程度为 33 35 之后进行不同矿化度下的碱 表面活性剂驱 采出程度增加了 18 24 相对而言 高矿化度下碱 表面活性剂驱含油率较高 采油 速度较大 在平面填砂模型驱替实验中共使用了 2 种平面填砂模型 透明模型与非透明模型 前者肉眼可直接进行观察 尺寸为 10 10 0 8in3 后者承压等级较高 可模拟上覆 岩层压力 尺寸为 10 10 1 in3 首先注入 2 5PV 盐水 之后注入 2 4PV 碱 表面活 性剂溶液 注入速度为 0 1ml min 温度为 25 矿化度为 2000 20000ppm NaCl 通过在透明模型注入 2000ppm 盐水及相同矿化度的碱 表面活性剂溶液 在不透 明模型中注入 2000ppm 盐水及相同矿化度的碱 表面活性剂溶液 在不透明模型中注 入 20000ppm 的盐水及不含盐水的碱 表面活性剂溶液 以研究矿化度梯度对驱替效果 的影响 对比以上实验结果 发现盐水驱采出程度与矿化度无关 而碱 表面活性剂驱采 国外油气技术研发动态2012 年第 7 期 6 出程度受矿化度影响很大 高矿化度下 碱 表面活性剂驱含油率短时间内迅速增大 之后缓慢减小 维持在较低水平 由于矿化度对乳化性质的影响 随矿化度降低 碱 表面活性剂驱采出程度上升速度变缓 高矿化度下 产出的乳状液粘度较高 低矿 化度下 乳状液粘度较小 因而含油率与压降较小 翻译 王世朝 编审 张华珍 Tenaris Wedge500TM系列楔形丝扣在页岩气水平钻井中效果显著 为了经济有效开发得克萨斯 Eagle Ford 盆地的低孔隙度页岩 作业公司广泛采 用水平井钻井技术 为增大油藏接触面积 迅速钻遇产层 一些水平井采用短曲率半 径设计 但由于井身结构决定 水平井 尤其是短曲率半径水平井 对管串和接箍的 抗弯能力具有极高的要求 图 1 在管串下入至水平段的过程中 逐渐增大的井斜角 会产生很高的弯曲载荷 在管串的外曲面产生拉力 在管串的内曲面产生压力 在管 串弯曲的同时 为将管串下到位 还可能对其旋转 从而产生更大的扭矩 如此复杂 的井下受力情况 要求使用可靠耐用的丝扣 不同于常规标准扣 Tenaris 公司 Wedge500TM系列丝扣采用楔形设计 图 2 可 承受高扭矩强度 具有超高的抗压强度和抗弯强度 且抗扭强度是同类产品的数倍 同时避免了脱扣和粘扣的发生 因此适用于常规扣无法胜任的特殊环境 Wedge500TM 系列丝扣连接有直连式 齐平式 近齐平式 管端加厚式和接箍式 还可使用金属对 金属密封形式 从而增强了密封性能 图 1 短半径水平井要求套管具有高抗弯性能图 2 Tenaris 公司 Wedge500 楔形丝扣 国外油气技术研发动态2012 年第 7 期 7 在 Eagle Ford 页岩盆地 Seidel 2H 井中 作业公司 Escondido 资源采用小曲率 半径水平井设计 井眼从 5550ft 处开始造斜 测深达到 9229ft 时 井斜角已达 90 整个造斜段的造斜率从 8 100ft 到 13 100ft 全部管串总下入长度为 13183ft 整个管串采用 Wedge 513TM和 Wedge 563TM丝扣 两种扣型采用独特的牙型设计 入扣 面与承载面均为负角度 使公扣和母扣产生互锁机制 确保丝扣连接处在多重载荷情 况下不发生相对移动 Wedge 563TM丝扣为接箍式丝扣 其抗弯效率达 100 即等同 于管体本身 Wedge 513TM为整体齐平式丝扣 其抗弯效率超过 60 采用 Wedge500TM 系列丝扣后 管串的连接和下入工作均顺利进行 没有发生任何脱扣粘扣现象 保证 了大狗腿 大扭矩 复杂应力条件下管串的安全下入 在完井后 其金属对金属密封 能力在多级压裂作业高达 10000 12000psi 的管内压力下确保完整性 编译 郭晓霞 ION 公司推出 WiBand 宽频数据处理技术 在海上地震勘探中 由鬼波引起的频谱陷频一直制约着成像的分辨率 近年来如 何消除鬼波陷频的技术引起业内的关注 但是至今没有技术能成功解决常规海上拖缆 采集数据的鬼波陷频问题 2012 年 5 月 ION 公司宣布推出 WiBand 宽频数据处理技术 该技术结合了专有 的方法与流程 能够拓宽常规拖缆采集数据的频谱 改进成像质量 WiBand 技术消除 了常规海上拖缆采集数据的大部分鬼波 解决鬼波陷频问题 恢复整个频谱范围内的 信息 处理后的宽频图像效果更佳 大大提高了成像分辨率 并且利用增加的低频信 息可提供改进的构造和地层细节 使解释结果更加准确 有助于制定更加精确 可靠 的勘探开发方案 ION 公司采用该技术从深水拖缆数据中获得了宽频信号 在 62Hz 处产生的陷频得 到恢复 4 150Hz 之间获得了平谱响应 图 1 将其与低于 11Hz 的近零相位子波的 浅水拖缆采集结果对比 结果显示恢复的宽频数据相位与浅水拖缆数据相匹配 国外油气技术研发动态2012 年第 7 期 8 图 1 数据频谱对比 WiBand 技术在不引起相位失真的前提下恢复和扩展带宽 成像效果得到改善 目 前 WiBand 已经在全球 15 个盆地 20 多个 2D 和 3D 项目中进行了应用 大部分项目位 于油田开发地区 油气公司希望借此获得更高分辨率的图像 图 2 常规处理与 WiBand 技术处理结果对比 上图为海上拖缆深度为 15m 时在一个盐丘区域上采集的数据 图左为常规方法 处理后的成像结果 图右为使用 WiBand 技术处理后的成像结果 分辨率明显改进 翻译 杨滨名 编审 李晓光 新型高温地层动态测试与采样系统大幅提高耐温能力 随着油气勘探环境的变化 特别是高温高压储层的增多 各大服务公司纷纷开发 适于高温高压环境的测井仪器 以便最大限度的满足油气勘探开发的需要 斯伦贝谢 公司最近对其模块式地层采样与测试系统进行了全新改进 推出高温型地层采样与测 试仪器 MDT Forte HT 系统 提高了模块式动态地层测试器的可靠性 效率和实 用性 同时降低了作业风险 MDT Forte HT 系统在模块式地层动态测试器的基础上进行了重新设计 全面提升 了高温条件下的地层采样和测试性能 额定温度达到 204 新系统的核心在于其电 子线路的重新设计 元件安装在加固的底板上 克服了常规电子线路易碎的缺点 有 助于保持电子线路在恶劣的强振动和高温条件下的灵敏性 图 1 MDT Forte HT 系 国外油气技术研发动态2012 年第 7 期 9 统拥有新一代高温高压石英压力计 高性能的双封隔器模块和先进的密闭技术 可以 完成井下流体分析 流体采样和瞬态测试 含有 Quicksilver Probe 高温流体采样器 能提供几乎不受污染的流体样品 特别有利于高温环境下凝析气藏的评价 图 1 MDT Forte HT 系统 对 MDT 元器件 仪器设计和整个系统进行的大量测试表明 该系统能够承受各种 振动 从移动过程中的低频晃动到极端温度下的超强震动 特别适用于挑战性环境 诸如深水 钻杆传送及高温高压等作业环境 翻译 曹文杰 编审 朱桂清 斯伦贝谢公司推出新的高温压力快测系统 成功的完井设计 生产优化和油田管理需要可靠的储层压力数据 压力随深度变 化的数据可以提供储层连通性 压差衰竭和压力梯度等信息 用于预测流体密度 气 油 水界面以及井眼附近流体的流度 并辅助优选取样位置 斯伦贝谢公司新推出的 高温压力快测系统 PressureXpress HT 专门设计用来测量地层压力和流体流度 PressureXpress HT 能提供准确的压力剖面和流度数据 数据的整体质量是常规 高温地层测试器无法达到的 图 1 仪器的额定温度达 232 可连续工作 14h 独 特的动态控制压力预测试系统能够在较大的流度范围内实时 精确控制预测试体积和 降压速度 使得仪器可以在致密地层及高温高压环境下完成压力和流度测试 8000 国外油气技术研发动态2012 年第 7 期 10 psi 的压差以及超小的预测试体积和尽可能小的流线贮存能力 使得新仪器在常规液 压作业无法进行时 仍能完成地层压力测试 特别是致密地层测试 保温瓶设计消除 了对温度稳定的需求 明显提高了作业效率 高精度的地层压力和流度测量通常可在 不到 1 分钟的时间内完成 明显降低了多功能测试作业的时间和风险 图 1 常规测量 绿色 受温度变化的影响 PressureXpress HT 测量 红色 基本不受影响 在泰国和北海对高温快测压力系统进行了现场测试 预测试模块功能的增强确保 在多个深度上成功地进行压力测量 并得到准确的油藏压力梯度 地层压力和流度信 息与岩石物理 地震及常规测井数据结合 使得油藏模型更加完整 有助于更加全面 的了解油藏分隔情况 垂直与水平流动障碍等影响油气开采的因素 优化完井和油藏 管理 翻译 曹文杰 编审 朱桂清 专题报道专题报道 无缆地震采集技术 无缆地震采集无需电缆连接 突破了常规电缆采集系统在生产中的约束 可以提 高工作效率 降低环境影响 是当前地震采集的一个重要发展方向 无缆地震采集系 统受地形影响较小 更加适合在人员无法进入 人口密集或环境敏感及电缆易于毁损 国外油气技术研发动态2012 年第 7 期 11 的区域作业 与常规电缆采集装备相比 无缆地震采集系统具有以下优势 1 减少系统重量 降低勘探成本 无缆系统去除了电缆的负担 能最大限度 地减少电缆重量 与普通的陆上地震勘探相比 操作费用能降低 20 以上 2 提高操作效率 无缆地震采集系统无需进行常规采集系统的电缆铺设 故 障查找和维护等高强度人力劳动 能有效提高人力劳动和后勤工作的效率 3 降低 HSE 风险 由于减少了繁重的电缆以及人力劳动 无缆地震采集给地 震队所带来的健康及安全风险就相应地减少 同时也降低了电缆对自然环境造成影响 的可能性 4 改善系统的可用性 电缆系统的结构方式令数据在传输过程中一定要具有 延续性 如果一个接收站不能传输数据 就会导致整条测线都无法接收到数据 而无 缆系统采用远程采集单元 RAU 进行探测 各个单元能够独立接收信号 不存在这 种延续性问题 此外 无缆地震系统克服了常规电缆系统故障检测 试错等缺陷 同时随着站数 的增加 生产性能也得到提高 目前国际上多家公司推出了无缆数据采集系统 其中 应用较广泛的当属 Sercel 公司的 UNITE 系统 INOVA 公司的 Firefly 系统等 SercelSercel 公司公司 UNITEUNITE DigitalDigital 无缆采集技术无缆采集技术 Sercel 公司的 UNITE 无缆采集系统是业内的领先产品 由独立的野外采集站 RAU 图 1 和节点控制器 CAN 组成 采集站内置锂电池 也可以外接电池 通过先进的 WLAN 技术 将中央单元和各个 RAU 站点及 CAN 进行无线连接 UNITE 无缆采集系统能 够兼容模拟和全数字两种检波器 具有两种遥测记录模式 实时数据记录模式和自动 数据存储模式 实时数据记录模式可以实时将数据传送到服务器 采用自动数据存储 模式 数据被存储在存储器内 然后通过无线数据回收器回收数据 UNITE 系统可配合 Sercel 公司的 428XL 电缆采集系统进行数据采集 其 中央记录单元操作系统及界面与 428XL 采集系统相同 并与 428XL 系统具有同 样的数据采集 震源管理质量监控等功 图 1 UNITE 系统 RAU 站 国外油气技术研发动态2012 年第 7 期 12 能 将 UNITE 系统填充到 428XL 系统中可实现地震数据的无缝采集 确保复杂地表条 件下数据采集的完整性 最新的 UNITE Digital 方案充分发挥了 UNITE 无缆系统与 Sercel 三分量 MEMS 数 字检波器的优势 这项高端技术方案由于采用了宽频数据采集技术 能够勘探更深的 目标层 并获得更清晰的 3C 图像 2012 年 5 月 UNITE 无缆系统在美国的一项多客 户勘探项目中 其采集能力最大已达到 20000 道 INOVAINOVA 公司新一代公司新一代 FireFlyFireFly 系统与系统与 HawkHawk 系统系统 2005 年 ION 公司推出 FireFly 无缆采集系统 并于 2006 年进行了首次商业化 应用 FireFly 系统采用了包括蓝牙和 VHF 无线电技术在内的多个通讯协议传送地震 数据 能够进行全波陆上采集 目前 INOVA 公司 ION 与 BGP 合资公司 的第三代无 缆系统 FireFly DR31 继承了 FireFly 系统的所有优点 仍是基于无线电的无缆采集 系统 但经过重新设计 延长了产品的使用寿命 并能够兼容 INOVA 的多项产品 此 外 该系统在能耗方面有所改进 在野外测站中用 LED 指示灯进行可视化检测 目前 FireFly DR31 系统可进行单站三道的模拟或数字地震数据记录 目前 Firefly 系统 已经进行了广泛的商业应用 在页岩气多客户勘探中完成了大量数据采集工作 Hawk SN11 记录系统是一个非无线电的独立节点无缆采集系统 这种仪器的主体 技术与业内其它类型的节点系统相当 独特的地方是它能支持两种检波器输入 既支 持模拟传感器 也支持数字传感器 此外 该系统能共享 FireFly 系统的电池组 后 台充电和数据集成设备 实现与 FireFly 系统的混合应用 并同样可以通过 LED 指示 灯来进行可视化状态检测 第三代 FireFly 系统和 Hawk SN11 独立节点记录系统具有很好的集成性 图 2 两种系统既可独立使用也可结合使用 并且共享许多相同的操作软件和硬件产品 都 支持模拟检波器和多分量数字检波器 另外 这两个系统可以和电缆采集系统结合使 用 作为电缆采集系统的补充 国外油气技术研发动态2012 年第 7 期 13 FirefieldNodelFirefieldNodel 公司公司 Z Z 系列无缆采集系统系列无缆采集系统 美国 FirefieldNodel 公司研制的节点式无缆采集系统 Z Nodel 系列产品包括 Z Land Z 700 Z 3000 适用于从陆地到深海的广大领域 图 3 Z Nodel 系统因为不 能实时回传地震数据 不适合独立应用 但对于某些复杂地区特别是有线仪器不能涉 及地方 选择 Z 系统作为部分补充是非常有效的 Z Land 采用了高硬度塑料做外壳 内置可重复充电的高性能锂电池 用于陆上采 集作业 系统主要由三部分组成 自动记录单元 ARU 和手持终端 HHT 布设装置 震源协调器 数据记录台站 DRS 该系统能够连续进行数据记录 12 天 并在无人 看管的状态下连续地独立采集数据 系统安全性较高 减少了故障检修的时间 Z700 是一款 4C 海底节点采集系统 适用于水深不超过 700m 的海底及过渡带环境 系统的每个节点完全独立 相互不存在依赖性 并且每个节点能够完成自动化作业 连续记录数据 15 天 作业仅需要 2 艘船 一艘用于节点系统的操作管理 一艘用于 震源激发 对于接收器间隔与数量 以及测线的布设距离没有限制 适合进行全方位 勘探 Z3000 适用于深水海底采集 投放深度最深可达 3000m 每个自动节点系统是一 个独立的传感器 内置锂离子电池 采用远程操作运载装置 ROV 直接将每个节点 记录单元布设在海底 作业完成后 再将这些节点记录单元回收 取回数据 并更换 电池 每个节点单元可连续工作 60 天 Z3000 是一款 4C 自动化节点记录系统 数据 信噪比较高 在信息提取 改善成像质量方面具有显著优势 目前不能代替海上拖缆 采集进行大规模勘探 主要是用于提高某些特定区域的成像质量 采用 Z3000 系统大 大减少了人工成本 作业人员仅为常规 OBC 采集人数的四分之一 并且 仅需要 2 艘 船 一艘用于节点系统的管理 一艘用于震源激发 图 2 INOVA 公司的 Firefly 系统和 Hawk 系统 国外油气技术研发动态2012 年第 7 期 14 图 3 FairfieldNodel 公司 Z Land Z 700 Z 3000 系统 WirelessWireless SeismicSeismic 公司的公司的 RTRT 系统系统 2010 年 Wireless Seismic 公司推出第一代 RT1000 型无 缆地震数据采集系统 采用自主研发的专利技术实现了地震数 据的连续同步采集和实时传输 其采集站有数据压缩和叠加功 能 该系统每个基准站的采样间隔为 1ms 数据传输率为 1MHz 但能够实时采集的地震数据还不到 100 道 不能满足石 油勘探的需求 2012 年 Wireless Seismic 公司将该系统升 级到第二代 RT systerm 2 图 4 其最重要的特点是提高了 数据采集道数 能够实现千道数据采集 新一代 RT 系统采用无线遥测技术 能够实时传送上千道 的 24 位地震数据 大大提高了地震采集道数 并且提高了灵活性与数据安全性 新 一代 RT 系统克服了当前数据记录系统的局限 适用于常规与非常规数据采集 能够 记录压裂诱发的微地震数据 通过利用高效的无线电技术 进行无缆数据采集 大大 提高了操作效率 节省了成本 并消除了复杂地表环境的采集盲区 iSeisiSeis 公司公司 SigmaSigma 系统系统 iSeis 无缆地震技术公司的 Sigma 系统是一个多模式独立记录器 图 5 可与电 缆采集系统并行使用 同时还可记录无源微地震信息 SIGMA 系统能兼容可控震源 炸药 气枪等多种类型的震源系统 并可实现包括滑动扫描技术在内的最新震源扫描 技术 可在陆地 浅水 过渡带等环境进行 作业 采集站内置 GPS 接收器 类型为单站三 道 可以设置为单道 两道或三道接收 可 接三分量检波器 采集站内置数据存储器可 图 4 Wireless Seismic公 司新一代 RT 无缆采集系统 图 5 iSeis 公司 Sigma 系统 国外油气技术研发动态2012 年第 7 期 15 保证数天的连续记录 SIGMA 具有多种数据采集和传输模式 如自主记录模式 Mesh 网络无线模式 WIFI 全数据返回模式等 采用 mesh 无线网络模式任何无线设备节点都可以作为接入 点和路由器 网