重磅!中石油重大技术突破!

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移动式井场岩样多维核磁连续测量子系统


近日,中国石油勘探开发研究院李宁院士团队勠力攻关的中国石油天然气集团关键核心技术项目“移动式井场岩样集成连续测量成像系统研制”一期工程成果正式发布。这项成果实现了从0到1的核心技术突破,带来了储层孔隙度、流体性质等高精度测量的技术变革,国之重器它不仅对以陆相页岩油为代表的非常规油气高效勘探开发具有非常重要的意义,而且对其它类型的能源、资源开发也同样具有重要意义。

2020年,大庆古龙页岩油获重大发现,党中央、习近平总书记极为关注。在大庆古龙页岩油一线指挥战斗的中国工程院孙龙德院士指出,对比不同时间核磁实验测量结果,发现了孔隙度颠覆性变化。这说明,常规的页岩油测井方法已不能满足大庆古龙纯页岩型页岩油的解释评价。
为此,李宁院士向中国石油集团公司提出了开展车载移动式“核磁-激光元素-CT扫描”一体化近原位岩心实验测量装备研发的建议。
2021年10月,中国石油天然气集团公司关键核心技术重大科技攻关项目《移动式井场岩样集成连续测量成像系统研制》正式启动。

李宁院士团队以中国石油测井院士工作站为纽带,联合中国石油集团测井有限公司、李建刚院士团队、邱爱慈院士团队、深圳清华大学研究院和相关高科技民营科技公司等组建了包括核磁、激光、CT、电子线路和信号处理等专家云集的科研攻关团队,全力攻关国际首套车载移动式“核磁-激光元素-CT扫描”一体化近原位岩心实验测量装备

由于研发的难度和复杂性,攻关团队借鉴中国航天成功经验,把整个攻关分成三大工程分步实施,即:移动式井场岩样多维核磁连续测量子系统移动式井场岩样激光元素连续测量子系统移动式井场岩样CT成像测量子系统。本次发布的是一期工程成果“移动式井场岩样多维核磁连续测量子系统”。
攻关团队聚焦高线性度梯度线圈短回波间隔射频技术两大关键技术难题,全面提升磁体、谱仪、射频功放和智能控制等模块性能指标,一期工程多维核磁连续测量子系统研发取得重大突破。
在研发时,项目团队重点突破和攻克四项关键技术,分别是:突破小体积大均匀区磁体设计难题,创新研发变径锁场技术替代传统等径磁体,成功研制有限轴长大口径魔环磁体;攻克了高线性度梯度线圈研制技术,创新采用目标场法构建贝塞尔函数收敛模型和3D打印技术,将线性度由传统技术的5%提升至2.5%;创新性利用双线绕制替代传统单线线圈绕制,研发天线剩余能量快速泄放和滤波电路快速切换技术,攻克了短回波间隔射频技术瓶颈;创新设计梯度磁场下变回波间隔的脉冲序列,实现多孔介质流体扩散系数测量,率先实现井场D-T2二维核磁扫描成像。
在关键技术突破的基础上,具有完全自主知识产权的阶段标志性成果“移动式井场岩样多维核磁连续测量子系统”率先研发成功。
该系统最短回波间隔达到了0.2ms,可实现外径115mm、长1000mm全直径岩心自动多维核磁谱连续扫描测量,是国际上首套采用梯度切片测量的井场核磁仪器,与传统利用深度累加获得的“伪切片”不同,真正从硬件上实现了高精度切片扫描,切片分辨率高达1cm。还是目前唯一具备D-T2测量模式的井场核磁仪器,为复杂储层流体组分精确识别和饱和度定量评价提供了关键技术手段。系统各项性能指标通过了第三方权威机构检测认证,现场测试应用表明系统整体指标达国际先进水平,其中切片分辨率和D-T2测量技术居国际领先水平。
近期,中国石油原创性技术突破成果不断。除了李宁院士团队研制的“移动式井场岩样多维核磁连续测量子系统”,中石油工程材料研究院在中国石油首套增材制造试验研究平台上采用电弧3D打印技术自主设计完成的油气管道工程用TE555低温大口径厚壁三通为全球首创,总体达到国际先进水平。

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