关于PNRMS脉冲中子储层监测系统

关于PNRMS脉冲中子储层监测系统
1 该项技术与产品的市场现状与趋势分析
在石油勘探开发中，井下储层特性监测能确定油层、提供剩余油饱和度、水淹程度油水界面、地层空隙度、地层岩性及元素含量参数，为油田开发挖潜、油层改造、区分油水界面、确定水淹等级、地层元素分析等提供依据。

基于脉冲中子的放射性测井技术，是目前用于剩余油饱和度等储层监测，测量准确度最好的手段。

我们设计的脉冲中子储层监测系统（以下简称PNRMS或系统），具有非弹-俘获（IC，通常称也为C/O）测井模式、俘获西格玛（CS,一般称为中子寿命测井）测井模式和自然伽玛（GR）测井模式等，还具有多点环境温度、压力等多参数测量的功能。

PNRMS设计提供套管井及裸眼井的储层空隙度、油水饱和度、岩性、泥质含量等较完整的综合测量参数。

国内石油行业对含油饱和度等储层特性监测，一直都有迫切的需求，20多年前就开始引进国外的碳氧比测井系统（2727）。

由于仪器维修困难、中子发生器的进口限制，在2000年前后，国外引进的2727系统先后“趴窝”。

同期各大油田又引进了不同公司的小直径储层监测仪器，国内有北航、大庆测研所等单位开始研制大直径碳氧比测井仪。

近年来，西安奥华也推出了具有C/O模式的全能谱测井仪。

国外的小直径仪器虽然功能增强了，但依然存在维修和中子发生器的问题。

北航因故在2006年停产，大庆采用的自成靶中子发生器存在安全隐患。

大庆和奥华仪器的可靠性不高，推广维艰。

过去两三年，我们的双源距碳氧比测井仪，在胜利油田、河南油田、江汉油田等地的实际应用效果，得到了中石化高层的肯定。

近期中石化组织了专家队伍，在胜利油田对其应用进行了考察，明确了进一步推广的方向。

中石油从高层到专家都到我所考察了中子发生器和脉冲中子测井仪器，也表示了合作意向。

所以，基于套管井的储层监测系统和基于油管井的多功能储层监测系统，都有较好的市场需求，国产化的道路也是必然的发展趋势。

2 市场的供求关系预测分析
曾经开展套管井碳氧比测井的主要油田有大庆、胜利、辽河、大港、中原、河南、长庆、江汉、新疆等大大小小约40多个测井单位，其仪器来源大多是引进的国外仪器。

目前这些油田及中海油服务公司，或买入或租赁的方式，大多在用国外的油管井小直径储层监测的相关仪器。

含油饱和度等地层特征监测，还是基于脉冲中子的能谱分析方式最好。

成熟的国产化储层监测仪器，处于供不应求的状态。

3 该产品国内外同行现状
国外几大公司基于脉冲中子的储层监测仪器，同时也是国内主要引进应用的仪器如表1所示。

表1 国外储层监测几种主要仪器
在国际测井技术服务市场上，2011年三大测井公司垄断了91%的工作量，其中斯伦贝谢占62%成最大的赢家，哈利伯顿占15%，阿特拉斯占14%。

在国内，大庆测研所多年来也在研制碳氧比测井仪，他们采用合成靶中子发生器，仪器安全性、可靠性未能解决好，这几年在几个油田有试用，推广不利。

西安澳华2011年推出了基于脉冲中子的全能谱测井仪，目前也在几个油田试用，用户反映性能和可靠性还有缺陷。

4 未来5-10年的市场规模分析与预测
PNRMS用于探测残余油的饱和度，为我国这样复杂地层采油提供了可靠的技术手段，能较大幅度提高油田的投入产出比。

根据我国实际情况，一个大型油田一般有多个测井公司（或监测大队），负责该片区多个采油大队的测井任务，每个测井公司的年平均测井次数超过50次，测量一口油井的平均费用为10万元以上。

因此估算全国油田传统的IC模式测井服务收入在数亿元以上。

除了传统井况测井外，更大的市场来自于水平井测井，每口水平井的服务费用为100万左右。

全国上万口水平井（仅胜利油田有2000多口），按10%的测井计算，一年也是十亿元以上的市场。

因此，也会形成一个很大的设备需求市场。

另外，我们也可以学习国外公司，与有测井资质的第三方合作，直接进入测井服务市场。

5 我们存在的技术基础与优势
已经掌握了中子发生器及其驱动控制技术，掌握γ探测技术，地层元素特征γ能谱分析技术，通用的数据采集、控制、处理和通信技术。

组件电路功能设计试验已经完成，样机产品完成了刻度罐试验、高温考核，外场测井功能验证试验。

产品主要参研人员具有多年从事核仪器设备研发，有碳氧比测井仪研制、氧活化测井仪研制的技术基础和经验，掌握了该项目的关键技术。

PNRMS已趋成熟，正在进行应用推广。

PNRMS一方面是利用中物院电子工程研究所国内领先、工艺成熟的中子管技术；另一方面是我们有氧活化测井仪研制及双源距碳氧比能谱测井仪研制与多年推广应用的技术储备，以及初步建立了模拟地层的刻度装置；同时通过几年的磨练，有了一直相对稳定的技术团队。

这些，都为基于脉冲中子的石油测井仪器深入研发下去，通过公司化市场运作，进行应用推广奠定了基础。

6 中子管及其中子发生器
脉冲中子测井仪器的关键件就是中子管及其中子发生器。

二十多年来，我所有了成熟的中子管生产工艺线。

中子管最高产额1.5×108n/s，最高工作温度150℃，根据配用仪器其几何尺寸及结构各不相同，主要有1021、1042A、1042B、1042C等。

主要中子发生器有如下几种：
MZS-2——1021中子管，用于碳氧比测井仪；
MZS-2A——1042A中子管，用于PNRMS；
MZS-4——1042A中子管，用于氧活化测井仪；
MZS-5——1042B中子管，用于RMT测井仪；
MZS-6——1042B中子管，用于PND测井仪；
MZS-7——1042A中子管，用于C/O、氧活化、中子寿命测井仪；
MZS-8——1042C中子管（Φ22mm），用于Φ38mm测井仪。

总之，我所中子管及其发生器品种齐全，工艺成熟，质量稳定，是唯一能满足国内市场各种脉冲中子测井仪的单位。

据不完全统计，我所中子管及其中子发生器的返修率约10%，国内市场占有率近7成。

国内自成靶厂家有大庆、东北师大、北京胜美达；和我所工艺相同的有CPL（原西一厂）、西京学院。

国外主要厂商如下表所示。