時間:2023-08-01 16:55:21
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【關鍵詞】固井;技術;發(fā)展趨勢
前言
鉆井工程中固井作業(yè)是一個非常重要的環(huán)節(jié),這個作用最重要的環(huán)節(jié)就是要將水、汽、油分開,保護套管,增加氣井的壽命,從而使油氣產(chǎn)量得到提高。經(jīng)過上百年的努力,油井技術有了很大的提高,涉及到大功率的發(fā)展、密度精確控制、自動化設備操作的。本文基于這些考慮,主要從以下幾個方面對國內(nèi)外固井技術的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進行了研究。
1 固井技術的發(fā)展現(xiàn)狀
近年來,由于生產(chǎn)技術的不斷積累,固井技術取得了很大的進步,同時也形成了很多特色的固井技術,解決了很多技術上的難題,基本上能夠滿足勘探的需要。
1.1 深井、超深井的固井技術的形成
這些年,隨著油田勘探技術的不斷深入,勘探的數(shù)量也在逐漸的增多,抗高溫系統(tǒng)也在不斷的增加,質(zhì)量也在逐步的改善,并且對施工工藝也有了非常高的要求,通過國內(nèi)外專家的聯(lián)合攻關,取得了很大的成功。油井水泥外加劑、固井工藝技術、固井工具及附件、固井設計模擬與分析軟件、水泥漿頂替技術、注水泥設備等方面的新進展,主要是油井基本水泥由一兩種發(fā)展到13種;注水泥設備普遍采用計算機控制技術對配漿過程進行連續(xù)監(jiān)控,注水泥設備向操作自動化、密度控制精確化、大能量和大功率方向發(fā)展;復雜地層固井技術日趨完善,
1.2 復雜的固井技術也取得了一定的進展
近幾年來,美國有一個叫哈里伯頓公司,一直致力于研究水利漿固井技術的研究工作,研究出了外加劑,用計算機控制的系統(tǒng)和現(xiàn)場施工系統(tǒng),這對于復雜的系統(tǒng),起到了非常大的作用。固井的技術都是一樣的,不同的是,不同的固井地質(zhì)情況有所不同。氣竄是一個非常難的難題,在國內(nèi)做了很多工作,基本上弄清了原因,目前,深層次固井沒有找到合適的解決辦法,但是一取得了一定的進展,儲氣庫的建設速度,在這樣一個過程中,儲氣庫得到了發(fā)展,并且漸漸的成熟了起來,這樣為安全供氣提供了保障。
2 當前固井存在的主要問題
近年來隨著鉆井數(shù)量的逐年增加,井也越打越深,高壓井、高含硫井以及復雜結構井等也越來越多,固井難度也隨之越來越大,問題及難點也越來越多。這些問題和難點主要來自于天然氣業(yè)務跳躍式發(fā)展、開發(fā)技術的不斷深入、新工藝新技術的應用等,其具體表現(xiàn)在窄安全密度窗口固井問題、固井質(zhì)量的提高、小間隙固井技術的加強、一次性封固段固井的研究以及井深高度等均有體現(xiàn)。
(1)窄安全密度窗口的固井問題對于塔里木油田下的克拉、迪那氣田、新疆、四川等油田均采取了地層承壓堵漏、運用防漏水泥漿、采取壓固井工藝、配套隔離液、低排量替漿、減少管下及固井中的壓力激動等措施等,另外在異常低壓系數(shù)也能得到很好的控制,并壓制到正常系數(shù)一下。,但仍達不到理想效果。不僅固井質(zhì)量差,而且固井中的井漏問題沒有得到根本的解決。
(2)面臨深井一次性長封固段封井、低壓易漏長封段固井技術的研究等困擾著像塔里木、新疆、四川、大慶、吐哈、吉林等油田,都面臨著一次性封固段封井問題。由于封固井段較長,水泥面上下溫差大,地層承壓能力低,固井時易發(fā)生漏失等問題。應采取雙及注入水泥固井技術又存在一定的的危險性和局限性,現(xiàn)有的低密度水泥漿體系也難以解決長封井段固井的問題。因此,一次性長封固段固井、低壓易漏等技術還有待進一步的提高。
這些固井問題和難點需要研究單位與油田工程技術人員密切合作,攜手攻關。
(3)部分油田固井難度加大,固井質(zhì)量急需提高。大慶油田薩爾圖、葡萄花、高臺子油層發(fā)育有三百多個小層,由于固井難度的提高,導致由于套管損壞等原因造成的注采不平衡,從而引發(fā)的部分復雜區(qū)塊在井桶刨面上出現(xiàn)異常低壓的壓力系數(shù)偏高等。致使保證和提高復雜調(diào)整井固井質(zhì)量的難度加大,在復雜調(diào)整井固井質(zhì)量優(yōu)質(zhì)率不足百分之四十,有的區(qū)塊甚至不到百分之二十。小間隙固井問題主要出現(xiàn)在塔里木及四川的深井、超深井中,井眼質(zhì)量差,井下狀況惡劣,有的甚至無法加放管扶正器,固井時施工排量特別低,頂替效果極差等都是急需解決的問題。
(4)井深五百米,一百八十多攝氏度的高溫對水泥、外加劑提出了更高的要求,目前國產(chǎn)外加劑的抗高溫性能較差,對溫度過分敏感,需要加強研究開發(fā)力度,盡快生產(chǎn)出性能優(yōu)良的國產(chǎn)抗高溫外加劑。
此外,一些其它因素,在鉆井時影響使其多次失誤,如活躍的氣層等。鹽層固井技術一直是固井界公認為的難題,經(jīng)過多年的攻關,仍沒有得到根本的解決,需要從抗鹽水泥漿體系、抗鹽隔離液、配套施工工藝等方面深入進行研究,以期早日取得突破。
3 對下步工作的建議
近年來,固井技術有了很大的進步,但是也存在很多困難,并且這個困難是現(xiàn)在和將來一段時間內(nèi)都存在的,需要解決這些問題,責任非常的大,現(xiàn)就提出幾點:
3.1 對固井工作一定要高度重視
鉆井工作的最后一道工序是固井,也是油氣井的最后一道程序,這道工序非常重要,他直接關系著油的質(zhì)量,還有資源的保護,同時還關系著油田開口的使用壽命,關心固井發(fā)展,是固井技術發(fā)展堅強的后盾。
3.2 加強和重視施工現(xiàn)場的管理
要想提高固井質(zhì)量,是一項非常系統(tǒng)的工程,這個工程并不是簡簡單單的固井設計,和施工單位的事,這和鉆井、地質(zhì)等單位,共同關注的一項系統(tǒng)工程,是共同協(xié)調(diào)配合的關系,只有從各個方面重視,才能固好井,采取措施,降低對固井質(zhì)量影響的因素。因此,這就油田質(zhì)量管理體系、條例等。
4 結語
隨著社會的不斷進步,固井技術也在隨著不斷的發(fā)展,對于固井材料,工藝技術和水泥添加劑等都在發(fā)生著非常深刻的變化,研究了很多新工藝,并且運用于鉆井,這樣基本上能夠適應勘探的需要。中國的固井技術,經(jīng)過很多年的細心專研和公關,中國的固井技術取得了很大的進步,例如固井材料、固井工藝、固井工具等,這一系列的配套設施,隨著開發(fā)技術的進一步改進,中國的固井技術,也在發(fā)生很大的變化,逐步的完善了起來。
參考文獻:
[1]張紹槐.現(xiàn)代導向鉆井技術的新進展及發(fā)展方向[J].石油學報,2003 (03).
[2]何金南,劉建立,李娟.國內(nèi)外深井鉆井技術現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[R].德州:中國石化石油勘探開發(fā)研究院德州石油鉆井研究所,2003.
[3]李娟,何金南,劉建立.國內(nèi)外深井鉆井技術進步與經(jīng)濟評價初探[J].石油鉆探技術,2002(06).
[4]李國華,何金南.中國鉆井適用技術與可持續(xù)發(fā)展[J].石油鉆探技術,1999(05).
[5]張紹槐,張潔.關于21世紀中國鉆井技術發(fā)展對策的研究[J].石油鉆探技術,2000(01).
我國水資源不足,屬世界上13個貧水國之一,人均水資源量是世界平均水平的1/4。我國地域廣大,時空分布不均,海河、淮河、遼河、黃河流域人均水資源量約為全國平均水平的1/5,海河流域包括京津兩市人均水資源量僅為全國平均水平的1/7。
據(jù)統(tǒng)計,我國600余座城市有300余座缺水,全國城市缺水60×108m3/a,因缺水而減少的工業(yè)產(chǎn)值估計為1200億元/a。水資源緊缺問題已制約部分地區(qū)的經(jīng)濟和社會發(fā)展。雖然近年展開節(jié)約用水,但各地用水量增勢強勁,加劇了水資源問題的嚴重性。開展污水回用則開辟了一種新的水源。
一、國內(nèi)外污水回用現(xiàn)狀
污水回用歸納起來有三個層次:第一,大型污水處理廠二級出水作為城市用水水源;第二,小區(qū)內(nèi)(例如一個工業(yè)區(qū)、居民區(qū))的污水收集處理,并在小區(qū)內(nèi)回用;第三,在建筑物內(nèi)部的回用。
對一個城市,特別是以工業(yè)為主的大城市而言,工業(yè)用水量占用水總量79%以上。工業(yè)用水的水質(zhì)要求既需要高質(zhì)量的,也需要一些質(zhì)量較低的,例如大量的冷卻用水。因此回用水重點應該防在量大、質(zhì)量要求不高的工業(yè)用水。其次是農(nóng)業(yè)用水、地下水回灌,再其次則是城市的雜用水、景觀、綠化等方面。
1、回用與工業(yè)
美國馬里蘭州巴爾的摩市伯利恒鋼鐵廠自1971年回用水即作為工業(yè)冷卻水及部分工藝用水,用水量最高達76萬m3/d。美國亞利桑那州帕洛弗迪核電站污水回用冷卻水,水量達1.2~1.7×108m3/a。南非發(fā)電廠用約翰內(nèi)斯堡回用污水作冷卻水,水量達5×104m3/d。
北京華能熱電廠用高碑店污水廠二級出水作水源,經(jīng)加速澄清、加氯接觸,變空隙濾池加氯消毒、過濾后入循環(huán)系統(tǒng)作冷卻水補水。按電廠70%~90%額定負荷計算,每月平均節(jié)約自來水45×104m3,每年節(jié)約自來水540×104m3,節(jié)水率為40%。按相同用水量計算,可增加發(fā)電能力1倍以上。
大連春柳河污水處理廠二級出水經(jīng)脈沖澄清、雙層濾料濾池,消毒后回用于紅星化工廠作工藝用水,水量達1×104m3/d。
天津石化總廠供排水廠二級出水,經(jīng)微絮凝纖維濾池過濾,消毒后供工業(yè)冷卻及居民小區(qū)沖廁,水量達1×104m3/d。
山東淄博市污水處理廠二級出水經(jīng)絮凝氣浮、纖維濾池過濾,消毒后出水計劃用于電廠冷卻和居民區(qū),水量達3×104m3/d。
2、回用于農(nóng)業(yè)
以色列是一個非常缺水的國家,自20世紀60年明滴灌技術后,實現(xiàn)了由農(nóng)業(yè)國向工業(yè)國騰飛的經(jīng)濟奇跡。年利用污水2.6億m3,占總用水量1/6。美國加州是一個農(nóng)業(yè)發(fā)達大州,污水回用于農(nóng)田灌溉;德克薩斯州干旱缺水,污水處理廠二級出水主要用于地下回灌。實踐證明,地下回灌是解決地區(qū)水資源短缺、緩解和控制地下水位下降、防止地面沉降的有效措施。
我國利用污水灌溉已有多年歷史,當前是要利用經(jīng)一定處理后的污水,滿足農(nóng)田灌溉標準,做到對農(nóng)作物、農(nóng)田及環(huán)境無害。
3、回用于城市雜用水
范圍極廣,包括綠化、景觀、澆灑馬路、洗車、空調(diào)、消防、沖廁等等。
日本國內(nèi)并不缺水,但是它創(chuàng)造了中水道系統(tǒng),在建筑物內(nèi)設置雙供水系統(tǒng)。室內(nèi)可用于沖廁,室外則可用于綠化、消防、沖洗馬路等多個方面。1985~1996年用再生的污水排放在城市河流中,復活了150余條小河,達到“清源復活”、修復與保護水資源。美國佛羅里達州,污水回用(價格為自來水40%)供高爾夫球場、城市綠化及建筑沖廁等。
北京高碑店污水處理廠內(nèi)1×104m3/d污水回用于廠內(nèi)及部分生產(chǎn)、消防。大連經(jīng)濟開發(fā)區(qū)污水回用于綠化、澆灑馬路等。
北京市政府1986年作出規(guī)定:即建筑面積在2×104m2以上的旅館、飯店、公寓及建筑面積在3×104m2以上的機關、科研、大專院校、大型文化、體育等建筑,應配套建設回用設施并應與主體建筑三同時。已在北京市清潔車輛廠、勁松賓館、環(huán)保研究院小區(qū)、國際貿(mào)易中心、方莊小區(qū)等等,多處應用。
天津市梅江住宅小區(qū),以紀莊子二級出水作水源6×103m3/d作沖廁用水。
二、污水回用技術
污水回用技術,必須抓住兩頭,即取什么水質(zhì)水作水源和經(jīng)過處理以后作什么用,即回用水的水質(zhì)應符合何種水質(zhì)標準。
1、城市污水處理二級出水作水源的區(qū)域性回用
城市污水處理廠二級出水的回用,一般稱之為區(qū)域性回用。其利用形式有兩種:直接回用和間接回用。直接回用多用于污水處理廠附近的工廠工業(yè)冷卻、農(nóng)田灌溉、回灌地下水、草場、市政用水等?;赜玫耐緩郊胺绞绞艿降赜虻南拗?比較單一,調(diào)配運轉(zhuǎn)不方便。間接回用是從水域的整體考慮,從水體上游取水凈化供城市使用,產(chǎn)生的污水經(jīng)城市污水處理廠凈化后排入水體的下游,回歸于水體(此過程構成了水的循環(huán)),再經(jīng)過一定河段的自然凈化,可為下游城市地區(qū)利用。間接利用是將水的社會循環(huán)與自然循環(huán)有機結合,在水體自凈容量的限度內(nèi),對水體基本不造成損害的一種利用方式。這種方式需要從宏觀上進行科學規(guī)劃和管理,是水資源可持續(xù)利用的重要途徑。
傳統(tǒng)活性污泥法:
原污水格柵泵沉砂一沉池活性污泥曝氣池二沉池消毒排放。
二級出水仍含有一定量的污染物,其中:BOD5 20~30mg/L;COD 60~100 mg/L;SS 20~30 mg/L;NH3-N 15~25 mg/L;P 6~10 mg/L及細菌、某些重金屬。為達到一定回用水質(zhì)要求,需做深度處理。它的核心技術是過濾,經(jīng)過濾后,BOD、COD、SS、濁度、色度等水質(zhì)指標均可達雜用水水質(zhì)要求。在過濾之前一般均設有加化學藥劑混凝、沉淀或澄清,因此對磷應當有所去除。
實例:北京華能熱電廠污水回用作循環(huán)冷卻水,引用北京市高碑店處理廠的二級排水作水源?;赜盟此|(zhì)和回用水質(zhì)標準見表1。
表1 污水二級排放標準及熱電廠回用水質(zhì)標準
項目二級處理排放標準熱電廠回用水標準PH6.5~8.56.5~8.5SS (mg/L)<30<30BOD(mg/L)<30<20COD(mg/L)<120<60
污水回用處理流程如圖1所示。加速澄清池中加入石灰、聚合硫酸鐵作混凝劑加入聚丙烯酰胺作助凝劑,在澄清池內(nèi)進行混凝沉淀,再經(jīng)過加酸、殺菌和過濾,其作用是去除暫時硬度、游離二氧化碳、膠體硅等雜質(zhì),還可降低色度、磷酸鹽和COD等。
聚合硫酸鐵 石灰乳 硫酸 液氯 液氯
原水機械攪拌加速澄清池推流式氯接觸池變空隙濾池推流式氯接觸池─
循環(huán)水系統(tǒng)過濾水池
圖1 污水回用處理流程
95%的出水回用作循環(huán)水系統(tǒng)的補水,5%作輸煤系統(tǒng)沖洗和綠化、沖廁等用水。
在循環(huán)水中加入天津化工研究院提供的TS-9508型阻垢劑3~5mg/L或中天蘭清水處理公司提供的TRL-400B型阻垢劑2~6mg/L,以及每周三次沖擊加入有效含量為9%的次氯酸鈉,維持余氯0.1~0.2mg/L。濃縮倍數(shù)可達4倍,一般在2.5~3.0倍下操作。
傳統(tǒng)活性污泥法加生物脫磷脫氮:
污水脫磷脫氮深度處理在經(jīng)濟發(fā)達國家已廣泛采用。1996年日本有162處污水廠有深度處理設施,西歐各國遠早于日本,已相當普及。
最典型的生物脫磷流程如下:
原污水 排水
──── 厭氧 ──── 好氧 ──── 二沉池 ───
(釋放磷) (吸收鱗、去除BOD) │
│
我國水資源不足,屬世界上13個貧水國之一,人均水資源量是世界平均水平的1/4。我國地域廣大,時空分布不均,海河、淮河、遼河、黃河流域人均水資源量約為全國平均水平的1/5,海河流域包括京津兩市人均水資源量僅為全國平均水平的1/7。
據(jù)統(tǒng)計,我國600余座城市有300余座缺水,全國城市缺水60×108m3/a,因缺水而減少的工業(yè)產(chǎn)值估計為1200億元/a。水資源緊缺問題已制約部分地區(qū)的經(jīng)濟和社會發(fā)展。雖然近年展開節(jié)約用水,但各地用水量增勢強勁,加劇了水資源問題的嚴重性。開展污水回用則開辟了一種新的水源。
一、國內(nèi)外污水回用現(xiàn)狀
污水回用歸納起來有三個層次:第一,大型污水處理廠二級出水作為城市用水水源;第二,小區(qū)內(nèi)(例如一個工業(yè)區(qū)、居民區(qū))的污水收集處理,并在小區(qū)內(nèi)回用;第三,在建筑物內(nèi)部的回用。
對一個城市,特別是以工業(yè)為主的大城市而言,工業(yè)用水量占用水總量79%以上。工業(yè)用水的水質(zhì)要求既需要高質(zhì)量的,也需要一些質(zhì)量較低的,例如大量的冷卻用水。因此回用水重點應該防在量大、質(zhì)量要求不高的工業(yè)用水。其次是農(nóng)業(yè)用水、地下水回灌,再其次則是城市的雜用水、景觀、綠化等方面。
1、回用與工業(yè)
美國馬里蘭州巴爾的摩市伯利恒鋼鐵廠自1971年回用水即作為工業(yè)冷卻水及部分工藝用水,用水量最高達76萬m3/d。美國亞利桑那州帕洛弗迪核電站污水回用冷卻水,水量達1.2~1.7×108m3/a。南非發(fā)電廠用約翰內(nèi)斯堡回用污水作冷卻水,水量達5×104m3/d。
北京華能熱電廠用高碑店污水廠二級出水作水源,經(jīng)加速澄清、加氯接觸,變空隙濾池加氯消毒、過濾后入循環(huán)系統(tǒng)作冷卻水補水。按電廠70%~90%額定負荷計算,每月平均節(jié)約自來水45×104m3,每年節(jié)約自來水540×104m3,節(jié)水率為40%。按相同用水量計算,可增加發(fā)電能力1倍以上。
大連春柳河污水處理廠二級出水經(jīng)脈沖澄清、雙層濾料濾池,消毒后回用于紅星化工廠作工藝用水,水量達1×104m3/d。
天津石化總廠供排水廠二級出水,經(jīng)微絮凝纖維濾池過濾,消毒后供工業(yè)冷卻及居民小區(qū)沖廁,水量達1×104m3/d。
山東淄博市污水處理廠二級出水經(jīng)絮凝氣浮、纖維濾池過濾,消毒后出水計劃用于電廠冷卻和居民區(qū),水量達3×104m3/d。
2、回用于農(nóng)業(yè)
以色列是一個非常缺水的國家,自20世紀60年明滴灌技術后,實現(xiàn)了由農(nóng)業(yè)國向工業(yè)國騰飛的經(jīng)濟奇跡。年利用污水2.6億m3,占總用水量1/6。美國加州是一個農(nóng)業(yè)發(fā)達大州,污水回用于農(nóng)田灌溉;德克薩斯州干旱缺水,污水處理廠二級出水主要用于地下回灌。實踐證明,地下回灌是解決地區(qū)水資源短缺、緩解和控制地下水位下降、防止地面沉降的有效措施。
我國利用污水灌溉已有多年歷史,當前是要利用經(jīng)一定處理后的污水,滿足農(nóng)田灌溉標準,做到對農(nóng)作物、農(nóng)田及環(huán)境無害。
3、回用于城市雜用水
范圍極廣,包括綠化、景觀、澆灑馬路、洗車、空調(diào)、消防、沖廁等等。
日本國內(nèi)并不缺水,但是它創(chuàng)造了中水道系統(tǒng),在建筑物內(nèi)設置雙供水系統(tǒng)。室內(nèi)可用于沖廁,室外則可用于綠化、消防、沖洗馬路等多個方面。1985~1996年用再生的污水排放在城市河流中,復活了150余條小河,達到“清源復活”、修復與保護水資源。美國佛羅里達州,污水回用(價格為自來水40%)供高爾夫球場、城市綠化及建筑沖廁等。
北京高碑店污水處理廠內(nèi)1×104m3/d污水回用于廠內(nèi)及部分生產(chǎn)、消防。大連經(jīng)濟開發(fā)區(qū)污水回用于綠化、澆灑馬路等。
北京市政府1986年作出規(guī)定:即建筑面積在2×104m2以上的旅館、飯店、公寓及建筑面積在3×104m2以上的機關、科研、大專院校、大型文化、體育等建筑,應配套建設回用設施并應與主體建筑三同時。已在北京市清潔車輛廠、勁松賓館、環(huán)保研究院小區(qū)、國際貿(mào)易中心、方莊小區(qū)等等,多處應用。
天津市梅江住宅小區(qū),以紀莊子二級出水作水源6×103m3/d作沖廁用水。
二、污水回用技術
污水回用技術,必須抓住兩頭,即取什么水質(zhì)水作水源和經(jīng)過處理以后作什么用,即回用水的水質(zhì)應符合何種水質(zhì)標準。
1、城市污水處理二級出水作水源的區(qū)域性回用
城市污水處理廠二級出水的回用,一般稱之為區(qū)域性回用。其利用形式有兩種:直接回用和間接回用。直接回用多用于污水處理廠附近的工廠工業(yè)冷卻、農(nóng)田灌溉、回灌地下水、草場、市政用水等。回用的途徑及方式受到地域的限制,比較單一,調(diào)配運轉(zhuǎn)不方便。間接回用是從水域的整體考慮,從水體上游取水凈化供城市使用,產(chǎn)生的污水經(jīng)城市污水處理廠凈化后排入水體的下游,回歸于水體(此過程構成了水的循環(huán)),再經(jīng)過一定河段的自然凈化,可為下游城市地區(qū)利用。間接利用是將水的社會循環(huán)與自然循環(huán)有機結合,在水體自凈容量的限度內(nèi),對水體基本不造成損害的一種利用方式。這種方式需要從宏觀上進行科學規(guī)劃和管理,是水資源可持續(xù)利用的重要途徑。
傳統(tǒng)活性污泥法:
原污水格柵泵沉砂一沉池活性污泥曝氣池二沉池消毒排放。
二級出水仍含有一定量的污染物,其中:BOD5 20~30mg/L;COD 60~100 mg/L;SS 20~30 mg/L;NH3-N 15~25 mg/L;P 6~10 mg/L及細菌、某些重金屬。為達到一定回用水質(zhì)要求,需做深度處理。它的核心技術是過濾,經(jīng)過濾后,BOD、COD、SS、濁度、色度等水質(zhì)指標均可達雜用水水質(zhì)要求。在過濾之前一般均設有加化學藥劑混凝、沉淀或澄清,因此對磷應當有所去除。
實例:北京華能熱電廠污水回用作循環(huán)冷卻水,引用北京市高碑店處理廠的二級排水作水源。回用水源水質(zhì)和回用水質(zhì)標準見表1。
表1 污水二級排放標準及熱電廠回用水質(zhì)標準
項目二級處理排放標準熱電廠回用水標準PH6.5~8.56.5~8.5SS (mg/L)<30<30BOD(mg/L)<30<20COD(mg/L)<120<60
污水回用處理流程如圖1所示。加速澄清池中加入石灰、聚合硫酸鐵作混凝劑加入聚丙烯酰胺作助凝劑,在澄清池內(nèi)進行混凝沉淀,再經(jīng)過加酸、殺菌和過濾,其作用是去除暫時硬度、游離二氧化碳、膠體硅等雜質(zhì),還可降低色度、磷酸鹽和COD等。
聚合硫酸鐵
石灰乳 硫酸
液氯
液氯
原水機械攪拌加速澄清池推流式氯接觸池變空隙濾池推流式氯接觸池─
循環(huán)水系統(tǒng)過濾水池
圖1 污水回用處理流程
95%的出水回用作循環(huán)水系統(tǒng)的補水,5%作輸煤系統(tǒng)沖洗和綠化、沖廁等用水。
在循環(huán)水中加入天津化工研究院提供的TS-9508型阻垢劑3~5mg/L或中天蘭清水處理公司提供的TRL-400B型阻垢劑2~6mg/L,以及每周三次沖擊加入有效含量為9%的次氯酸鈉,維持余氯0.1~0.2mg/L。濃縮倍數(shù)可達4倍,一般在2.5~3.0倍下操作。
傳統(tǒng)活性污泥法加生物脫磷脫氮:
污水脫磷脫氮深度處理在經(jīng)濟發(fā)達國家已廣泛采用。1996年日本有162處污水廠有深度處理設施,西歐各國遠早于日本,已相當普及。
最典型的生物脫磷流程如下:
原污水
排水
──── 厭氧 ──── 好氧 ──── 二沉池 ───
(釋放磷) (吸收鱗、去除BOD)
│
│
───────────────-┴──
圖2 厭氧脫磷工藝流程(A/O法)
由圖2可見,本工藝流程簡單,既不投藥也勿需考慮內(nèi)循環(huán),因此,建設費用及運行費用都較低。
最典型的同步脫氮脫磷流程:
典型的生物脫磷脫氮工藝A-A-O工藝,亦稱厭氧-缺氧-好氧法(Anaerotic-Anoxic-Oxic)。如圖3所示。
圖3 A-A-O法同步脫氮脫磷工藝流程
存在問題,主要是雖使用A2/O法,但N、P去除效果不理想,沒有達到回用水質(zhì)標準。
2、小區(qū)內(nèi)的污水回用
在一個相對獨立的工業(yè)區(qū)或居民區(qū)可以作成小區(qū)回用的模式,下面以居民小區(qū)為例,見圖4。
圖4 居民小區(qū)中水回用系統(tǒng)
小區(qū)生活用水實行分質(zhì)供水是一項綜合性節(jié)水技術。它是污水(應去除沖廁外的雜用水)經(jīng)過處理凈化后達到規(guī)定的水質(zhì)標準,在一定范圍內(nèi)使用。據(jù)統(tǒng)計,在我國,廁所沖洗水占居民用水量25%~30%,人均20~40L/d。此外,還有綠地用水、清潔馬路、空調(diào)、洗車、景觀等,這些都可以用回用水,回用水量可達總用水量的30%~50%。以北京市環(huán)科院下向流輕質(zhì)填料接觸氧化回用工程為例,該工程為小區(qū)回用,所采用的工藝流程如圖5所示。
圖5 小區(qū)回用下向流輕質(zhì)填料接觸氧化流程
運行條件:水力停留時間3.0小時,BOD負荷1.5kg/m3·d,水力負荷8.0 m3·d。處理效果如表2所示。
表2 原水水質(zhì)及出水水質(zhì)
參數(shù)進水(mg/L)出水(mg/L)去除率(%)北京市中水水質(zhì)標準(mg/L)COD387.037.090.450BOD192.07.296.310SS101.07.093.410
3、建筑物內(nèi)的污水回用
應選擇優(yōu)質(zhì)雜排水(如洗浴水)作水源。洗浴污水大多產(chǎn)生于公共浴室、賓館等地,一般水量大而有機物含量低,是污水資源化的重要水源,經(jīng)適當處理后可回用于綠化、沖廁所等低質(zhì)用水。建筑物內(nèi)備有雙給水及雙排水系統(tǒng)。
用一體式膜-生物反應器處理洗浴污水 膜-生物反應器是把生物處理與膜分離相結合的一種組合工藝(如圖6所示),它不僅能高效地進行固液分離,得到可以直接回用的穩(wěn)定出水,而且生物反應池內(nèi)高濃度的微生物量,可提高處理裝置的容積負荷,節(jié)省占地面積,且剩余污泥產(chǎn)生量少、操作管理方便。無論進水水質(zhì)如何變化,均能得到優(yōu)質(zhì)出水,符合建設部生活雜用水標準。
圖6 膜-生物反應器工藝流程
4、雜用水(洗車)
采用的典型回用工藝如圖7所示。出水水質(zhì)見表3。
│加藥
│補自來水
洗車污水 ─ 集水 ─ 隔油沉淀 ─ 混凝 ─ 過濾 ─ 清水
圖7 洗車污水回用工藝流程
表3 洗車污水處理前后水質(zhì)
BOD(mg/L)COD(mg/L)SS(mg/L)pH油脂(mg/L)色度(度)洗滌劑(mg/L)大腸菌(個/L)進水16.731138.03.4 出水<26<57.60.5580.812
三、污水回用技術發(fā)展預測
1、集中處理與分散處理相結合
當前,國內(nèi)外對城市污水的處理考慮較多的是排水管網(wǎng)終端的集中處理。就回用而言,因為輸水管道的投資比重很大,應考慮在污水處理廠附近就地回用。例如天津梅江居住區(qū)引紀莊子二級出水作水源經(jīng)深度處理后作小區(qū)雜用水;北京華能熱電廠引高碑店污水處理廠二級出水作水源經(jīng)深度處理作循環(huán)冷卻用水。在國內(nèi)也有一些地下水回灌、草地及農(nóng)田灌溉的例子。
結合我國城市發(fā)展的特點,特別是一些大城市,城市水體及河渠布局又比較豐滿的地區(qū),應考慮分散的小區(qū)污水處理與河渠水體修復相結合的布局。即區(qū)域污水處理 ─ 河渠景觀及自凈(或輔以某些人工凈化手段) ─ 再利用。這樣可以省去大量二級處理水回流管道的鋪設,取得小區(qū)污水處理無害化、河渠水體功能及資源化的一體化綜合效能。
2、常規(guī)污水處理工藝的強化、組合及高效、低能耗處理技術的應用
污水處理和水資源回收相結合技術,必成為污水處理的主流。由于污水成分的復雜多樣致使其凈化處理往往需要不同的技術組合成一定的工藝流程。傳統(tǒng)的以活性污泥法為主體的污水處理流程包括了一級處理(格柵、沉砂、一沉)、反應池和二沉池的二級處理流程,以及龐大的污泥處理系統(tǒng),其流程長、建筑物多、耗能高,造成建筑費用高、運轉(zhuǎn)費用亦高。
氧化溝法、SBR法的出現(xiàn)省去一沉池、污泥處理和二沉池,新技術新工藝的發(fā)展給污水回用帶來新的起色。
(1)厭氧-好氧相結合的工藝流程
厭氧-好氧組合可以達到既去除有機物又去除含磷、含氮物質(zhì)的目的。充分發(fā)揮好氧及厭氧條件下生物處理功能,可降低能耗、減少污泥量。
為了實現(xiàn)回用目的,生物技術后需引入物理及物理化學技術,如前所述混凝、過濾、活性炭、膜技術等。
(2)MBR技術(Membrane bioreactors)
膜生物反應器:把生物處理與膜分離相結合的一種組合工藝。由于膜所具備的高效分離特點,所以出水水質(zhì)好,可以直接達到回用所需水質(zhì)。在生物反應器中維持了高濃度的微生物量提高了負荷,節(jié)省了占地面積。
回顧膜分離技術的發(fā)展歷史,首先出現(xiàn)的是超過濾(ultrafiltration,簡稱UF)和微孔過濾(microfiltration,簡稱MF)然后才出現(xiàn)的反滲透(reverse osmosis,簡稱RO)、納濾(naofiltration)。專家預測:當水源具備一定潔凈條件,由PAC粉末活性炭+超濾或微濾+納濾即可取代全部水處理設施。未來幾年低壓膜技術在飲用水處理中有著廣闊前景。在污水處理方面,應著重解決膜污染、快速恢復通量的方法及對策,這是推廣MBR法處理污水的關鍵所在。
研究表明:懸浮物、膠體和溶解性分子對過濾阻力的相對影響分別為65%、30%和5%??梢姡瑧腋∥锖湍z體物質(zhì)往往在膜面形成凝膠層,成為減少膜通量的主要原因。由于混合液的組成和特性對膜污染有重要影響,選擇FeCl3作為絮凝劑,投加粉末活性炭來改善污泥的濾餅性能,使混合液易于過濾?;蛟诜磻髦型都永w維球狀填料,形成生物膜和懸浮活性污泥復合處理系統(tǒng),以增大膜通量。
選用錯流膜組件,在較低壓差下(0.1MPa以下),以較高的膜面流速(一般為4m/s),達到提高膜面剪切力,消除濃差極化帶來的影響,從而減少膜面污染。在浸設式中空纖維膜中,則把膜組件放在曝氣管的正上方,同時加大曝氣量,減少膜的污染。為了消除可逆膜污染應定期作清洗(物理清洗和化學清洗)。膜生物反應器在處理污水中具有獨特的技術優(yōu)勢,特別在污水需回用和占地有限制的場合下更是一項極具潛力的技術,但能否推廣應用關鍵在于膜污染和經(jīng)濟上是否可行。
MBR工藝可從幾方面減少運行成本:減少膜污染;研究低成本、高性能的耐污染超濾膜;研制耐污染、耐酸堿、耐生物腐蝕、有一定機械強度的高性能超濾膜,使膜的清洗和更換不至過于頻繁。采用浸沒式膜生物反應器(一體式),以節(jié)省循環(huán)泵所消耗的能源,但清洗較困難。另外在反應器形式上應多樣化,例如采用曝氣沉淀一體池型、內(nèi)部安裝填料的池型,即生物膜和懸浮活性污泥復合處理系統(tǒng),減少膜的污染。
【關鍵詞】水基泥漿 鉆井液 高性能 發(fā)展現(xiàn)狀
隨著全球各主要油田的勘探開發(fā)逐漸進入中后期,勘探開發(fā)的對象主要面向隱蔽油氣藏,薄層儲層等非典型油氣藏,而開發(fā)模式也逐漸轉(zhuǎn)移為水平井開發(fā),因此鉆井作業(yè)的工作量和難度,以及油氣井的生產(chǎn)成本都在飛速上漲。典型的高難度水平井有魚刺井,高狗腿度井和臺階井、深水井等等,從鉆井施工上來看,由于這些井本身設計復雜,加之目前油氣藏主要以隱蔽油藏為主,因此鉆井過程中將遇到各種各樣的復雜情況, 如在鉆探高狗腿度水平井時會經(jīng)常遇到有卡鉆、起下鉆遇阻、扭矩過大、機械鉆速低、井眼失穩(wěn)、井漏和地層傷害等的問題;而在鉆探魚骨狀水平井等復雜工程時經(jīng)常碰到機械鉆速低、井眼失穩(wěn)、井漏和地層傷害等的問題。因此為提高鉆井的效率,減輕鉆井工作量等,國外從多方面來研制新的解決方案,其中采用新型鉆井泥漿就是解決這些問題主要方法之一,新型泥漿往往采用油基和合成基鉆井液。但后期隨著人們對鉆井液的污染問題認識清楚,因此合成的鉆井液使用在后來使用的越來越少,因此各各大石油公司開始研制出了一系列的性能良好,而且環(huán)保的鉆井泥漿, 在后來鉆井過程中大量使用,大大提高了鉆井的效率。
一、國內(nèi)外優(yōu)良水基鉆井液簡介
國外各大石油公司的科研人員,從考察水基泥漿的逆乳化鉆井液所具有的特性入手, 通過大量的基礎實驗,現(xiàn)場實驗,挑選多種材料進行篩選實驗,并使用了不少各大公司專利材料,最終配置出了一批高性能泥漿,這些高性能泥漿的總體思路是必須保證鉆遇目的層的總體穩(wěn)定,,改善一些在不同儲層中的鉆井性能:如果在常規(guī)砂巖、碳酸鹽巖儲層段,必須保證砂巖、碳酸鹽巖的穩(wěn)定性,如果在頁巖層段,就必須保證頁巖和粘土的穩(wěn)定性,在此基礎之上,通過配置泥漿的材料比例例如提高機械鉆速、防止鉆具泥包及降低扭矩、起下鉆遇阻現(xiàn)象等。根據(jù)貝克休斯透露的一些資料,其代號為MX223的高性能頁巖鉆井泥漿配方主要成分為:20%膨潤土、10%PHPA、10%鋁絡合物、15%聚胺、15%低黏度、10%常規(guī)PAC、20%瀝青顆粒。根據(jù)公司在全球范圍內(nèi)的使用效果反饋,該高性能泥漿在南美洲,美國國內(nèi),大洋洲,中亞地區(qū)使用情況良好,從現(xiàn)場反饋的實驗收據(jù)和應用數(shù)據(jù)可以看出,該泥漿和通常使用的水基泥漿有很大的區(qū)別,但其基本的性能又可與油基泥漿媲美,因此被譽為性能卓越且環(huán)保安全的高性能泥漿。
二、國外高性能泥漿的特點
據(jù)統(tǒng)計,在所有鉆井施工過程中,鉆遇地層的時候,預計有76%的地層為頁巖層,只有約20%左右的砂巖、碳酸鹽地層,因此絕大部分的井眼壓力失衡的情況都是由泥巖本身的不穩(wěn)定而引起的,因此如何利用泥漿提高頁巖穩(wěn)定性就成為高性能泥漿的主要功能之一。通常施工過程中,往往主要防止壓力傳遞入頁巖中,這是一個時間的過程,并且往往泥巖層更容易在鉆井液中浸泡,而相比較而言巖屑則容易被帶到地面,因此巖屑浸泡時間短,所以泥巖層本身常常作為地層的“半透膜”的作用,因為其富含黏土礦物的基質(zhì)能夠可以有效防止溶解物質(zhì)的隨意擴散。濾液的侵入改變了近井壁地層的壓力分布情況并促使頁巖失穩(wěn)。當濾液侵入減少, 支撐壓力穩(wěn)定時,便可實現(xiàn)頁巖穩(wěn)定。
另外,在鉆井過程中,需要盡量抑制粘土礦物的水分擴散,否則鉆井工作就回很難展開,而會遭遇種種問題,如鉆頭泥包、鉆井液凈化不良、很高的稀釋效率以及流變參數(shù)和濾失量難以控制等。而設計高性能的泥漿則能有效抑制鉆井過程中粘土礦物的水分隨意擴散,實驗證明高性能泥漿可以控制粘土礦物的水分散失率最高僅10%,從而大大提高鉆井效率,其工作原理主要是,首先控制粘土礦物失水率,從而減小巖屑的膨脹等等,從而使得鉆井過程中巖屑變得更為穩(wěn)定。如圖1,我們利用高性能泥漿,分別對比了常規(guī)KCl和常用的商售抑制劑,對粘土礦物的的抑制效果。從圖中可以看到, 高性能泥漿對粘土礦物失水的抑制效果很好,而且?guī)缀醪辉黾羽ざ龋瑯右矌缀醪辉黾觿忧辛χ怠?/p>
三、結論
文章通過總結國外幾大石油公司的高性能泥漿設計思路,總結“總體抑制”的創(chuàng)新設計思路,改變了以往單純依靠少量材料的思路,而是引進了了不少非石油領域的材料技術和發(fā)明專利,經(jīng)過大量的基礎研究、實驗總結、對比優(yōu)選等工作積累,研發(fā)出了即高效又環(huán)保的水基鉆井泥漿。
參考文獻:
[1]馮文強, 鄢捷年.獨具特色的高性能水基泥漿技術在中東地區(qū)的各種應用.國外鉆井技術, 2006.
關鍵詞:勘探 國內(nèi)外 新興鉆井技術 發(fā)展現(xiàn)狀
一、前言
目前,為了有效的提高鉆井的效率和速度,為勘測工作提供有利的支持,以提高整體勘探開發(fā)經(jīng)濟效益,國內(nèi)外都在不斷的對新興鉆井技術進行研發(fā),例如垂直鉆井、旋轉(zhuǎn)導向鉆井、套管鉆井、隨鉆測井、控壓鉆井等,這些技術的出現(xiàn)使整個鉆井領域的發(fā)展更為快速,本文主要分析了國內(nèi)外鉆井技術的發(fā)展現(xiàn)狀,從中找出國內(nèi)外鉆井技術上的差距,為我國的鉆井技術發(fā)展提供一個方向。
二、旋轉(zhuǎn)導向鉆井技術
所謂的旋轉(zhuǎn)導向鉆井技術是相對滑動導向鉆井技術而言的,該技術可以實現(xiàn)方位角與井斜角的調(diào)整,有效的避免了滑動導向遺留的缺陷。旋轉(zhuǎn)導向鉆井技術和井下控制技術與隨鉆測量技術進行配合使用,不僅可以及時的反饋出井下測量的信息,還可以實現(xiàn)井下工具造斜自動控制功能,這提高了井眼軌跡的自動控制、連續(xù)性和實現(xiàn)能力,使得鉆井的效率和速度得到了有效的提高。針對旋轉(zhuǎn)導向鉆進技術,國外對其的研究取得了重大的突破,目前有三家公司的旋轉(zhuǎn)導向鉆井系統(tǒng)被廣泛的運用,分別是貝克休斯INTEQ公司的Au-to Trak、哈里伯頓公司的Geo-Pilot和斯倫貝謝公司的PowerDrive。旋轉(zhuǎn)導向鉆井井下工具系統(tǒng)是旋轉(zhuǎn)導向鉆井系統(tǒng)的核心,其有三種不同的工作方式,下圖是三種不同工作方式的性能對比:
表1 三種不同工作方式的性能對比
工作方式 代表系統(tǒng) 旋轉(zhuǎn)導向程度 造斜能力(30m)-1 鉆進安全性 位移延伸能力 螺旋井眼 適應井眼尺寸/mm
靜態(tài)偏置推靠鉆頭式 Auto Track RCLS 外筒不旋轉(zhuǎn) 6.5 中 低 存在 215.9-311.1
動態(tài)偏置推鉆頭式 Power Drive SRD 全旋轉(zhuǎn) 8.5 高 高 存在 152.4-463.6
靜態(tài)偏置推鉆頭式 Geo Pilot 外筒不旋轉(zhuǎn) 5.5 中 中 消除 215.9-311.1
在國內(nèi),勝利油田承擔了旋轉(zhuǎn)導向鉆井系統(tǒng)關鍵技術的研究,此后與西安石油大學進行了合作,在此基礎上共同的研發(fā)出了三套旋轉(zhuǎn)導向鉆井井下工具系統(tǒng)的樣機,通過對這三套樣機進行了多次的試驗,并在2006年8月綜合對該系統(tǒng)進行聯(lián)合現(xiàn)場試驗,最終取得圓滿成功,這表明我國在旋轉(zhuǎn)導向鉆井井下工具系統(tǒng)的技術難題已被攻克,這對我國的勘探領域的發(fā)展奠定了良好的基礎。
三、垂直鉆井技術
隨著國內(nèi)外對勘探區(qū)域的不斷深入和加大,大傾角地層和高陡構造的勘探開發(fā)難度和工作量越來越大,井斜問題的存在很大程度上制約對這些區(qū)域的勘探開發(fā)的效率、質(zhì)量和效益,所以為了更好的解決這一問題,國內(nèi)外都在致力于對新興的防斜鉆具和技術的開發(fā)。在國外,Verti Trak閉環(huán)直井鉆井系統(tǒng)、Power V旋轉(zhuǎn)導向自動垂直鉆井系統(tǒng)和機械式自動垂直鉆井工具被人們運用的最廣泛,也是認識度較高的三種產(chǎn)品。在國內(nèi),在2007年的四川盆地的雷北1井進行了機械式自動垂直鉆井工具現(xiàn)場試驗,試驗旋轉(zhuǎn)了雷北1井中1034.56~1137.56m井段,該井段地層傾角為30°~50°,巖層的構成多為灰色細砂巖和灰黑色泥巖,硬度強度很強,可鉆性比較差?,F(xiàn)場試驗時,將鉆壓升至18~299kN,井斜角的度數(shù)控制在2.5°~3.0°之間,和傳統(tǒng)的鉆井技術相比,機械式自動垂直鉆井工具整體的鉆速提高約為97.35%,起鉆時對整體鉆井工具進行了觀測,機械式自動垂直鉆井工具各部件都正常,通過試驗表明,機械式自動垂直鉆井工具具有技術性、實用性、高效性。
四、套管鉆井技術
在國外,加拿大Tesco公司在套管鉆井技術領域中占據(jù)了前列的位置,目前Tesco公司已經(jīng)形成了一套工藝技術和套管鉆井配套設備都相當出色的鉆井系統(tǒng),并將該系統(tǒng)成功運用在了實踐中,通過實踐證明,該系統(tǒng)在實踐中取得了很好的成績。除了Tesco公司,美國威德福公司的套管鉆井系統(tǒng)也非常出名,它和Tesco公司的套管鉆井系統(tǒng)有很大的區(qū)別,該系統(tǒng)主要設計出了一種專門的鉆頭,該鉆頭可以直接和套管柱底部進行相連,通過連接在頂驅(qū)上的轉(zhuǎn)換接頭進行扭矩的傳遞,再與傳統(tǒng)的方式進行鉆井工作,該鉆頭最大的特色就是可以完全的被常規(guī)鉆頭鉆掉,并將一個有符箍套管柱一截一同下井,當鉆井的深度達到了設計深度時即可以進行注水泥工作,最大限度的節(jié)約鉆井時間和減少作業(yè)成本。
在國內(nèi),對于套管鉆井技術早在1998年就開始進行研究,中國石油勘探開發(fā)研究院對套管的鉆井方式、套管驅(qū)動器、鉆頭等方面進行了深入研究,并提出了簡易測井辦法,這些方面的研究成果為我國后續(xù)的套管鉆井技術奠定了堅實的基礎。隨后勝利石油管理局對套管鉆井技術的先導性進行了深入探討和研究,在吸收國內(nèi)外先進經(jīng)驗的基礎上研發(fā)出了井口套管快速連接器、可鉆式鉆斜等配套設備。在2004年3月,完成了墾東341井的84.17~459.62m井段的鉆井施工,對這次施工進行了總
(下轉(zhuǎn)第頁)
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結,并對一些鉆井工具和鉆井技術進行了改善。同年8月,勝利三號鉆井平成了老堡1井81.7~500.0m井段的表面套管施工,這次實踐中,對機械的鉆速、井眼的尺寸、鉆井進尺等方面的指標有了很大的提高,通過這兩次實踐,驗證了我國制定的套管鉆井技術工藝、可行性和實用性,為我國的套管鉆井技術的研究奠定了良好的基礎。
五、結束語
綜上所述,隨著石油勘探技術和社會勘測需求的高速發(fā)展,對鉆井技術和鉆井工藝也提出了新的挑戰(zhàn),本文主要介紹了幾種常見的新興鉆井技術,對這幾種技術的國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀進行了簡單的分析,以為相關人士提供些許參考和借鑒,希望有利于我國的鉆井技術的進一步發(fā)展。
參考文獻:
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【關鍵詞】石油測井;測井技術;技術現(xiàn)狀;發(fā)展前景
石油測井或者地球物理勘探測井都被稱作測井,測井技術是油氣勘探的主要工程技術之一。測井技術在國外發(fā)展較早,1927年,油井中第一次第一次獲得測量地層電阻率。國外石油測井儀器歷經(jīng)了五次換代更新。而我國測井技術工作始于1939年,至今已有70多年的發(fā)展歷史。石油測井技術在石油工業(yè)中的地位和作用也十分重要。隨著科學技術不斷進步發(fā)展,我國石油測井技術也一代代的更新,即:半自動模擬測井儀、全自動模擬測井儀、數(shù)字測井儀、數(shù)控測井儀和成像測井儀?,F(xiàn)代測井是在石油工業(yè)中技術含量含量的最搞的技術之一,沒有權威的石油測井技術,就無法準確判斷油氣藏含量和位置,就無法進行工程定位和實施后續(xù)作業(yè)??梢哉f測井本身就是一種對未知地質(zhì)條件的探索和描述,是對鉆探井工程質(zhì)量的判斷和評價,是提高采油效率的不可或缺的方法。
一、國內(nèi)外石油測井技術現(xiàn)狀
使用傳統(tǒng)的原始的分辨率較低的測井技術和測量方法已經(jīng)遠遠不能滿足當代石油勘測的需求。就當代的勘測而言,需要的是高分辨率深層探測和高測量精準度的石油測井儀器。國外石油工業(yè)企業(yè)已經(jīng)將石油測井儀器進行了五次換代,我國內(nèi)陸即將做到第四代與第五代儀器更新。
1.電法石油測井技術
通過使用井下測井儀器,向地層單位發(fā)射一定頻率的電流,對地層單位進行測量得到地層電阻率的石油測井方法被稱作電法測井。電法測井技術還包括通過發(fā)射電流獲得地層自然電位的石油測井手段。
2.放射性石油測井技術
放射性石油測井技術又被稱作核測井技術。其具體形成原理是通過研究地層巖石見空隙流體的核物質(zhì)性質(zhì),探測油氣儲備的一種石油測井技術。根據(jù)所使用的放射源或者測量的放射性物質(zhì)和所研究的巖石性質(zhì),核測井技術可分為,伽馬測井技術和中子測井技術。伽馬測井技術是以伽馬射線為基礎的核測井技術。中子測井技術是通過對巖石及空隙流動體與中子間的相互作用為基礎的核石油測井技術。最為常見的是自然伽馬能譜測井技術與自然伽馬密度測井技術以及中子空隙測井技術。
3.聲波石油測井技術
通過對環(huán)井眼地層的聲學性質(zhì)測量判斷井眼工程現(xiàn)狀和推斷地層特征的測井方法被稱作聲波石油測井技術。其具體的表現(xiàn)形式為,聲幅測井技術、聲速測井技術以及聲波全波測井技術等。聲波測量的優(yōu)勢在于能夠通過聲波能量揭示井眼與儲備層特性,同時也可以用來測量次生孔隙度、巖性空隙密度壓力、滲透率以及流體類型裂縫方位等。其中,聲成像系統(tǒng)是通過超聲比脈沖掃描井壁并且接受回撥信號,通過計算圖像處理技術將信號數(shù)字化并轉(zhuǎn)換成圖像的測井技術。
4.套管鉆井測井技術
這是一種尚未成熟的石油測井技術,目前還處在概念化階段。具體的操作方式是同時完成一口油井的鉆井和下套管。這種技術簡單說就是用套管作為鉆井的鉆桿,井眼在成形時,套管也下到了井下。
5.可發(fā)性石油測井技術
在整個有天開發(fā)期間進行的全面是測井活動被稱作開發(fā)性石油測井技術。其主要的任務是油田儲備層評價開發(fā)和油井作業(yè)實施以及井下技術狀況監(jiān)測和效果評價等。其主要目的是評價剩余石油儲藏飽和度、生產(chǎn)測井以及井間測井等。
6.套管井測井技術
這種測井技術能夠減少儀器故障以及裸眼井測井風險,通過較少的測井次數(shù)使用不太貴的完井鉆機和修井進行最低成本作業(yè)。同事在何種技術能夠全面清楚油田現(xiàn)狀并且取代裸眼井電纜測井技術。國外有數(shù)據(jù)顯示,套管井測井技術已經(jīng)占全部測井工作量得50%。
7.成像測井技術
通過采集大量的數(shù)據(jù)信息,進行即興計算機處理成像。主要有聲成像系統(tǒng)、電成像測井儀以及核磁共振等儀器進行數(shù)字遙感系統(tǒng)、采集系統(tǒng)與計算機工作站等設備構成。與其他的勘探設備相比較,成像測井隊復雜的油氣儲藏層具有著更強的適應能力。
8.隨鉆測井技術
這種技術是將勘測儀器安裝在靠近鉆頭的位置,在鉆井工作開展中同時測量地層的信息。其具體的工作原理為測量地層傾角和方位、鉆頭壓力和方向等對鉆探方向進行定向控制。這種測量技術避免了由于井眼直徑擴大,泥漿入侵等井下惡劣環(huán)境。通過提供井身信息地層信息對地層做出快速評價的同時,能夠優(yōu)化井眼軌跡指導鉆進方位。
9.電纜地層測試測井技術
這是一種直接針對估算地層能量和驗證儲層流體性質(zhì)最為直接有效的勘測方法。與一般的鉆桿勘測相比,他更加的經(jīng)濟簡便。它本身的石英壓力傳感器能夠快速準確的測量地層內(nèi)的溫度變化和壓力變化。主要用于建立單井壓力剖面和計算流體密度以及估算地層有效滲透率等。
二、石油測井技術的發(fā)展趨勢
經(jīng)過了近一個世紀的發(fā)展,測井技術已經(jīng)成為石油氣開發(fā)勘探的重要需求質(zhì)疑,也是石油工業(yè)的主要動力之一??茖W技術相關領域的技術進步也促進了石油測井技術的發(fā)展。
1.石油測井采集正在向集成化和單點測量發(fā)展,以便適應復雜儲油層等非均勻地質(zhì)需要。分散項目的測量時一種高精準度的組合式測量,主要適應質(zhì)量和效率的需求。隨著套管井和隨鉆電阻率測井技術的不斷完善,已經(jīng)能夠逐步適應復雜井況探井的要求以及老油井測井技術評價等。
2.為提高勘測解釋的負荷率,用該由單井處理轉(zhuǎn)向多井綜合對比分析。將靜態(tài)評鑒變成動態(tài)分析,以確保更高精準度的地層動態(tài)。非均勻地質(zhì)以及各向異性地層的評價應該成為當代石油測井技術的發(fā)展重點。測井軟件應該達到所有應用功能一體化,以便適應不同層次需要的應用。從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和提高決策的信息化自動網(wǎng)絡。最后是以測井技術為主導、在地質(zhì)認知兩個條件下開展多學科油氣測井技術評價,從而為石油勘探提供良好的保障。
3.石油測井技術應該從裝備和技術出發(fā),通過高精度、高效率的網(wǎng)絡化方向發(fā)展,以便適應新的地質(zhì)結構和地質(zhì)工程環(huán)境。測量參數(shù)有二維成像向三位成像發(fā)展,提高井眼覆蓋率,適應非均勻地層的勘測需要。完善井下傳感器技術,并且將核測井探頭進行普及式商業(yè)應用。
三、結束語
隨著科學技術的不斷創(chuàng)新和發(fā)展,在加上國外測井技術的不斷躍進,我國勘測技術也面臨著很大的挑戰(zhàn),值得一提的是,在挑戰(zhàn)面前我國測井技術也面臨著巨大的發(fā)展前景。在以后的發(fā)展過程中,要加強石油測井技術的基礎理論培訓。如,試驗方法與是驗收單、科學研發(fā)與軟件研發(fā)、測量儀器制造等。石油測井技術是隨著科技腳步發(fā)展,所以必須要做到自主創(chuàng)新,通過合作研發(fā)和技術引進等多方面因素,來提高自主創(chuàng)新能力,從而實現(xiàn)石油測井技術的跨越式發(fā)展,快速提高我國石油測井技術水平,縮小與國外技術間的差距。
參考文獻
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目前,世界上職業(yè)經(jīng)理人激勵制度最發(fā)達的國家是美國,其先進的經(jīng)理人激勵模式多種多樣。相對于美國等發(fā)達國家,我國真正意義上的職業(yè)經(jīng)理人的發(fā)展歷史不過十幾年,尚缺少完善的職業(yè)經(jīng)理人激勵機制。其激勵模式單一,激勵程度低,職業(yè)經(jīng)理人報酬主要以基本工資與年度獎金為主要分配方式,經(jīng)營者貢獻、責任與其收入嚴重不對稱,且存在精神激勵與物質(zhì)激勵不平衡、短期激勵與長期激勵不平衡等。
一、發(fā)達國家的職業(yè)經(jīng)理人激勵制度
國際上的很多國家,如美國、日本和德國,職業(yè)經(jīng)理人激勵制度已經(jīng)非常健全。了解其他國家的職業(yè)經(jīng)理人激勵模式,對于完善我國職業(yè)經(jīng)理人激勵制度,強化職業(yè)經(jīng)理人市場具有重要的借鑒意義。
(一)美國
美國公司治理結構中最顯著的特點就是股權結構高度分散并具有較強的流動性,股東更加關注的是公司股價的變動而非公司業(yè)績和治理,因此職業(yè)經(jīng)理人就承擔起治理公司的重擔,其激勵的重要性也就顯得更加突出了。
美國的職業(yè)經(jīng)理人激勵方式主要包括薪酬制度、股票期權、股票激勵等。
1.薪酬制度
美國薪酬制度的主體是“基本工資+年度獎金”,這是比較傳統(tǒng)的一種激勵方式。其中,基本工資是對職業(yè)經(jīng)理人付出勞動的必要補償,保障職業(yè)經(jīng)理人的基本生活需要,是預先確定的,并在一定時期保持不變。近幾年,基本工資在總報酬中所占比例越來越低,更多的空間被其他激勵模式所占用;年度獎金也稱為經(jīng)營業(yè)績風險,是一種基于短期公司業(yè)績或者個人業(yè)績決定的重要收入,并一次性支付,一般一年發(fā)放一次,它使職業(yè)經(jīng)理人的收入與公司業(yè)績直接掛鉤,有利于職業(yè)經(jīng)理人在提高自己收入的同時為股東創(chuàng)造更高的利益。然而薪酬激勵制度使職業(yè)經(jīng)理人偏好于短期行為,因此屬于短期激勵模式。
2.股票期權激勵制度
美國是股票期權激勵制度的發(fā)源地,在歐洲及亞洲部分發(fā)達地區(qū)也比較盛行。在美國有多種股票期權、完善的股票期權監(jiān)管制度以及稅收優(yōu)惠制度,,股票期權平均占職業(yè)經(jīng)理人報酬的近50%,已經(jīng)成為高收入職業(yè)經(jīng)理人在績優(yōu)企業(yè)的主要收入來源之一。所謂股票期權激勵是規(guī)定職業(yè)經(jīng)理人在與企業(yè)所有者約定的期限內(nèi)(一般超過一年),享有以某一預先給定的價格購買一定數(shù)量本企業(yè)股票的權利。持有這種權利的職業(yè)經(jīng)理人可以在規(guī)定的時間內(nèi)行權或不行權。股票期權也稱認股權證,實際上是一種看漲期權,是價格激勵,它有效地規(guī)避了傳統(tǒng)薪酬分配方式的不足之處,對職業(yè)經(jīng)理人具有很強的吸引力,其獲得的公司獎勵成為公司長期利潤的增函數(shù),在這種情況下,被授予股票期權的職業(yè)經(jīng)理人更注重企業(yè)的長期利益,促使其實施良好的經(jīng)營管理來提升股票的價格,以享受股票增值的好處,企業(yè)價值最大化成為股東與職業(yè)經(jīng)理人的共同目標,因此股票期權激勵制度具有較強的長期激勵作用,也是使用范圍最廣的一種激勵制度。據(jù)統(tǒng)計,在美國納斯達克上市的企業(yè)中,90%以上的公司都不同程度的使用了股票期權計劃。
3.股票激勵制度
股票激勵制度,包括股票贈與和股票購買,是指企業(yè)所有者將一定量的股票贈送或者以遠遠低于市場價值的價格賣給職業(yè)經(jīng)理人。股票贈與不需要職業(yè)經(jīng)理人付錢,因此又將被贈與的股票稱為“干股”。上述唐駿的10億元轉(zhuǎn)會費就是以持有新華都干股的方式獲得。如果是把股票折價出售給職業(yè)經(jīng)理人,那么公平股票交易價格與購買股票價格之間的差價就成為職業(yè)經(jīng)理人的收入。利用股票激勵方式既可以減少公司現(xiàn)金的支出,又可以將職業(yè)經(jīng)理人的收入和公司股東的利益更加緊密的結合在一起,公司所有者也會更加注重發(fā)掘職業(yè)經(jīng)理人的潛力,從而使其作用得到更大限度的發(fā)揮。在美國,還有另外兩種形式的股票贈與,即“名義股計劃”和“股票升值權”。名義股是指職業(yè)經(jīng)理人不享受所有者權益的普通股,職業(yè)經(jīng)理人可以從名義股計劃上獲取與一級普通股相同的資本增值和股利;股票升值權是指授予職業(yè)經(jīng)理人在一定時期內(nèi)通過獲得一定數(shù)量的普通股以期實現(xiàn)資本增值的權利。
當然,除了以上三種激勵制度之外,美國還有其他的激勵制度,如虛擬股票、股票溢價權、福利計劃等多項激勵措施作為補充與配合。
(二)日本
由以上分析可以看出,美國的職業(yè)經(jīng)理人激勵制度對資本市場的依賴比較明顯,這是由其自身的股權結構決定的。在日本的企業(yè)中,法人持股的比例較高,而且法人之間相互交叉持股,這樣的股權結構就決定了日本企業(yè)股票較低的流動性,股東更看重的是公司經(jīng)營的好壞與企業(yè)利潤的高低,公司相互持股甚至循環(huán)持股的結果形成了一個經(jīng)營者集團,因此日本的職業(yè)經(jīng)理人激勵制度比較依賴于企業(yè)集團控股方式以達到參與公司治理的目的。
日本最具特色的激勵方式是年功序列制度。所謂年功序列制度是指職業(yè)經(jīng)理人的報酬主要是工資和獎金,獎勵的金額與職業(yè)經(jīng)理人的貢獻率有關,公司經(jīng)營業(yè)績越好,經(jīng)理人的報酬就越高,這樣就把經(jīng)理人的物質(zhì)利益與企業(yè)利益相掛鉤,促進了職業(yè)經(jīng)理人與企業(yè)的一體化,在這種情況下,職業(yè)經(jīng)理人更加努力工作,而且在公司工作的時間越長,貢獻越大,未來獲得的報酬就越大。因此年功序列制對于職業(yè)經(jīng)理人具有長期的激勵作用。
此外,日本還有另外一個激勵手段,即對職業(yè)經(jīng)理人進行罷免和升遷,對于職業(yè)經(jīng)理人來說,這種手段的約束性更大一些。
(三)德國
德國公司對職業(yè)經(jīng)理人的激勵機制與日本企業(yè)很相似,主要以聲譽、地位等精神激勵為主。成就感、社會地位和卓著聲譽帶來的滿足感是激勵經(jīng)理人員不可忽視的力量。職業(yè)經(jīng)理人的報酬基本上由基本年薪、年度獎金和津貼組成,其組合情況一般為65%的基本年薪,17%的年度獎金以及18%的津貼。當然,德國也有股票期權的激勵制度,但是并不占據(jù)工資的主要份額,比較著名的股票期權激勵制度是德意志銀行的股東大會確定的全球持股計劃,該計劃規(guī)定,工作滿一年的德意志銀行員工,可以購買在市場價格基礎上的一定數(shù)量的股票(并附有相應的期權),所附期權可以在以后購買相同數(shù)量的股票,這對員工產(chǎn)生了普遍的激勵作用。此外,職業(yè)經(jīng)理人除了獲得以上報酬外,還可以享受一系列的福利待遇,其中最重要的一項是企業(yè)養(yǎng)老基金。在過去十幾年里,退休的企業(yè)經(jīng)理人享受養(yǎng)老基金的比重已經(jīng)從70%上升到90%以上,加上社會保險機構支付的退休金,企業(yè)的經(jīng)理人在晚年可以領到在職最后毛薪60%~65%的養(yǎng)老金。
二、我國職業(yè)經(jīng)理人激勵制度的發(fā)展現(xiàn)狀
我國的職業(yè)經(jīng)理人激勵制度建設面臨著諸多問題,且缺乏長效的激勵機制。激勵制度的欠缺,不能完全調(diào)動職業(yè)經(jīng)理人的積極性,活躍職業(yè)經(jīng)理人市場,更不利于企業(yè)的持續(xù)和諧發(fā)展。
(一)薪酬分配與管理不合理
作為我國職業(yè)經(jīng)理人激勵制度的重要手段,薪酬激勵制度并沒有發(fā)揮應有的作用,除了薪酬激勵屬于短期激勵方式的自身缺陷以外,還因為薪酬分配與管理不合理,結構失調(diào)。我國職業(yè)經(jīng)理人的薪酬一般采取“工資+獎金”或“年薪制”形式,均屬于短期激勵的范疇,其中基本工資占年度總薪酬的比例較高,缺乏中長期激勵,職業(yè)經(jīng)理人薪酬與企業(yè)業(yè)績關聯(lián)度小,這樣,即使是業(yè)績優(yōu)秀的職業(yè)經(jīng)理人也不一定獲得高收入,反之也會出現(xiàn)高管年薪的增長高于業(yè)績增長的現(xiàn)象。經(jīng)理人的經(jīng)營業(yè)績與其收入完全脫鉤,不但起不到激勵作用,甚至出現(xiàn)職業(yè)經(jīng)理人經(jīng)營上的副效應(不再關注公司業(yè)績的提高)。另外,我國很多公司對職業(yè)經(jīng)理人薪酬相關的制度沒有充分的認識,沒有設立薪酬管理委員會專門管理職業(yè)經(jīng)理人的薪酬,即使設立了薪酬管理委員會,效率也十分低下,沒有起到有效薪酬管理的作用。
(二)實行股權激勵制度受限
作為西方成熟市場經(jīng)濟環(huán)境中行之有效的激勵機制,股票期權激勵制度越來越普遍的成為董事會借以提高公司治理效率的一個重要法寶,也是世界上大部分國家都在實行的一種職業(yè)經(jīng)理人激勵模式。與世界其他國家相比,我國的股票期權制度發(fā)展相當滯后,雖然在90年代末部分上市公司開始試行期權、股票增值權、職工持股計劃等長期激勵模式,但這些模式畢竟不是標準的股票期權模式。股權激勵制度在我國實施有很大的局限性,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
1.外部制約
我國企業(yè)沒有庫存股票,《公司法》規(guī)定除注銷之外公司不能回購股票,另外發(fā)行股票需要經(jīng)過中國證監(jiān)會的嚴格審批和控制,因此中國境內(nèi)上市公司無法實施規(guī)范的股票期權激勵機制。這就對我國企業(yè)利用股權激勵模式的方式提出了挑戰(zhàn),不少企業(yè)通過采用變通和一些過渡辦法諸如虛擬股權激勵機制、延遲支付、通過海外上市實現(xiàn)股票期權計劃等,這樣的嘗試,對股票期權制度在我國的推行有很重要的意義。此外,我國的股票市場缺乏效率,而公司內(nèi)部實行股票期權制度是以成熟的股票市場為前提的,在不成熟的股票市場環(huán)境下實行股票期權激勵制度,有可能出現(xiàn)績優(yōu)股上市公司的股票期權不能獲利,或者獲利很小,而經(jīng)營不善的虧損公司管理者手中的股票期權有可能行權時獲得豐厚收益,從而出現(xiàn)股票期權的反向激勵效應。再者,我國缺乏成熟的職業(yè)經(jīng)理人市場,許多國有企業(yè)的經(jīng)理人不是由市場來篩選,而是由政府主管部門或者大股東來決定,在這種情況下,即使實行了股票期權激勵制度,也有可能達不到預期的激勵效果。
2.內(nèi)部約束
在股票期權實施的過程中企業(yè)內(nèi)部也存在著問題。首先,根據(jù)股票期權激勵制度,期權激勵的授權主體應該是產(chǎn)權的所有者,但是由于我國公司治理結構的問題,董事會并不能代表全體股東的利益,董事會本身就需要一種激勵機制。由董事會來執(zhí)行股票期權計劃,激勵效果會大打折扣,甚至會使其成為謀求私利的工具。其次,我國企業(yè)缺乏有效的績效評價體系,股票期權制度實施的一個必要條件,是企業(yè)已經(jīng)建立了完善的績效評價體系,而我國企業(yè)的績效評價體系普遍存在著目標模糊,指標單一等種種弊端,評價指標不能體現(xiàn)職業(yè)經(jīng)理人所做出的貢獻。
(三)激勵不足
激勵不足是當前職業(yè)經(jīng)理人激勵制度中存在的最大問題,阻礙了職業(yè)經(jīng)理人能力的發(fā)揮。根據(jù)經(jīng)濟人假設理論,在市場經(jīng)濟中,人們工作就是為了取得經(jīng)濟報酬,職業(yè)經(jīng)理人也不例外。然而我國的職業(yè)經(jīng)理人激勵程度還遠遠不夠。在工資、薪金等貨幣性物質(zhì)激勵方面,職業(yè)經(jīng)理人與普通職工之間以及與企業(yè)所在當?shù)氐钠骄街g并沒有拉開差距,收入分配效率低。美國職業(yè)經(jīng)理人的平均收入已經(jīng)達到了其他雇員平均水平的140倍,而我國職業(yè)經(jīng)理人的平均收入最多為職工平均收入的3~5倍,這樣的激勵水平,其弊端是顯而易見的。據(jù)調(diào)查,我國61.8%的職業(yè)經(jīng)理人對自己的經(jīng)濟狀況不滿意;80.5%的職業(yè)經(jīng)理人認為,如果收入達不到社會上經(jīng)理收入的平均水平,就會選擇“跳槽”。這種現(xiàn)象說明我國大部分企業(yè)對職業(yè)經(jīng)理人的激勵是不足的。除了以上的物質(zhì)激勵以外,精神激勵對于職業(yè)經(jīng)理人來說也很重要,應該作為輔助手段激勵職業(yè)經(jīng)理人的工作熱情,精神激勵往往會收到意想不到的效果,具有明顯的長期激勵作用,而在這一方面我國企業(yè)的開展面十分狹窄。
(四)職業(yè)經(jīng)理人與企業(yè)之間缺乏信任
我國企業(yè)與職業(yè)經(jīng)理人之間缺乏必要的相互信任,“信任”將是中國企業(yè)必須解決的問題。公司所有者擔心職業(yè)經(jīng)理人為自己謀利益,而職業(yè)經(jīng)理人對公司所有者的不充分授權,感到不能得到重用,從而不會踏實的為企業(yè)服務,降低其經(jīng)營效率。這主要是由于二者的利益目標不一致導致的,職業(yè)經(jīng)理人永遠處在公司利益與自己利益相平衡的點上,而公司所有者永遠把自己放在公司利益里面,在一定程度上公司的利益就是自身利益。當二者利益出現(xiàn)不平衡時,通常會出現(xiàn)公司更換職業(yè)經(jīng)理人或者職業(yè)經(jīng)理人換公司的現(xiàn)象。如何建立一種激勵與約束機制,使公司所有者與職業(yè)經(jīng)理人在目標一致和利益趨同的前提下,充分發(fā)揮經(jīng)理人的主觀能動性,實現(xiàn)公司價值的最大化,是職業(yè)經(jīng)理人制度建設中的關鍵。
(五)相關政策法規(guī)不完善
在國外,職業(yè)經(jīng)理人制度的制定與實施有一系列的法律法規(guī)予以限制和指導。我國的政策與法律法規(guī)建設一直以來是經(jīng)濟制度建設的薄弱環(huán)節(jié),職業(yè)經(jīng)理人市場在我國剛剛起步不久,相關法律法規(guī)更是欠缺,這樣職業(yè)經(jīng)理人激勵制度的實施就難以規(guī)范化,造成不同企業(yè)對不同經(jīng)理人的激勵參差不齊,難以真正實現(xiàn)公平的市場競爭。尤其是《公司法》的相關法規(guī),沒有針對職業(yè)經(jīng)理人市場的具體條款,對原來公司股票來源、征稅等方面的規(guī)定,限制了股票期權激勵制度在我國的實施。