一项目名称致密碎屑岩储层核磁共振测井新技术及产业化.docx
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一项目名称致密碎屑岩储层核磁共振测井新技术及产业化
一、项目名称：
致密碎屑岩储层核磁共振测井新技术及产业化应用
二、申报奖种：
山东省科技进步一等奖
三、推荐单位：
中国石油大学（华东）
四、推荐单位（专家）意见
（1）推荐单位意见
我单位认真审阅了该项目推荐书及其附件材料，确认全部材料真实有效，相关栏目均符合山东省科学技术奖励委员会办公室的填写要求。
按照要求，我单位和项目完成单位都已对该项目的拟推荐情况进行了公示，公示期间无异议。
该项目针对致密碎屑岩储层核磁共振测井噪声大、弛豫组分复杂、流体识别符合率低等难题，历经10年的持续科技攻关和应用实践，打破国外技术封锁，取得低信噪比核磁测井信号高精度快速处理、致密碎屑岩储层品质核磁测井定量评价、二维核磁测井模式设计及流体识别、高精度系列化岩心核磁测量系统研制等重大创新性成果，极大地提升了我国核磁测井技术的国际竞争力，使核磁共振测井核心技术受制于人、岩心核磁测量系统长期被国外垄断、测井及岩心分析经济成本高昂等问题成为历史。
该项目申请发明专利29项（授权17项）、获实用新型专利3项、软件著作权5项，发表论文100余篇（SCI/EI检索40余篇），出版专著1部，制定行业标准1项，获中石油自主创新产品1项、技术秘密4项。
该项目成果已广泛应用于冀东、吐哈、大庆等油田，培养博士后4名、博士10名、硕士60余名，培训技术人员1000余人次，取得了显著的经济和社会效益。
该项目坚持创新驱动，完善、发展了核磁共振测井理论，对复杂及非常规储层测井评价具有很高的指导意义，进一步推广应用可创造出更大的经济和社会效益。
对照山东省科学技术奖授奖条件，推荐该项目申报2016年度山东省科学技术进步奖一等奖。
（2）推荐专家意见
推荐专家1：
中国石油天然气集团公司咨询中心翟光明院士
核磁共振测井作为一种全新的测井技术，自上世纪90年代末引进以来解决了许多疑难油气层的识别评价难题，为提升复杂储层测井评价能力提供了不可替代的技术保障。
然而，该技术在致密碎屑岩储层评价中遇到很多挑战，一直未取得预期的好效果。
中国石油大学（华东）联合中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院和苏州纽迈分析仪器股份有限公司立足致密碎屑岩储层这一新的油气储量增长点，在深入分析制约核磁共振测井技术应用因素的基础上，对采集方法、资料处理方法进行创新，在核磁共振测井模式设计、致密碎屑岩储层信号预处理及孔隙信息提取、油气水层识别等方面取得了重大技术突破，成功解决致密碎屑岩储层核磁共振测井物性参数计算、孔隙结构分析及流体识别等难题，并集成相关技术成果研制了自主产权的高精度系列化岩心核磁共振测试仪器。
上述成果已成功应用于鄂尔多斯、渤海湾、松辽等多个含油气盆地的勘探开发实践，实验仪器已在国内多个油田、高校的实验室得到推广应用，对于提升我国致密碎屑岩油气层测井评价能力、保障探明储量研究、节约生产成本等方面发挥了重要作用，获得了巨大的经济和社会效益，推动我国核磁共振测井理论和技术取得重要进步。
相关成果具有广阔的推广应用前景，对国内其它地区的类似油气藏的勘探开发具有重要的借鉴意义。
推荐专家2：
中国地质大学（北京）莫宣学院士
该项目针对现有核磁共振测井技术在致密碎屑岩储层评价中遇到的科学技术难题进行了深入、系统的研究，形成了核磁共振信号预处理及信息提取、核磁共振采集模式、核磁共振测井资料应用及岩心核磁共振仪器研发等系列化创新技术，深化、发展了核磁共振测井理论，发明了储层参数计算及流体识别的新方法，在方法理论、技术实现和产品制造等方面取得了巨大突破，打破了国外的技术垄断，建立了致密碎屑岩油藏的核磁共振测井评价新方法。
该项目发明的核磁共振测井储层评价方法和研制的岩心核磁共振仪器的性能指标均高于国外技术，达到国际领先水平。
该项目创立的核磁共振信号预处理和提取技术、脉冲序列设计等达到国际先进水平。
该项目所取得的成果在我国多个油气产区成功推广应用，为致密碎屑岩储层的勘探开发提供了有效的技术支撑，经济效益明显，具有广阔的应用前景。
该项目有效提升了国内核磁共振测井技术的国际竞争力，为核磁共振测井专业人才及油气勘探复合型人才的培养做出突出贡献，社会效益显著。
五、项目简介：
该项目属石油测井领域。
核磁共振测井是以氢核为探测对象的特殊技术，是当前唯一能同时反映地层孔隙结构和流体信息的测井方法，在油气勘探开发中起着举足轻重的作用。
国外核磁共振测井技术长期垄断国内市场，测量模式单一、信噪比低；资料处理仅限引进软件的流程化操作，孔隙和油气信息的反映能力弱、多解性强；岩心核磁共振实验长期依靠进口仪器，经济成本高昂、功能不全、普适性差，严重阻碍我国核磁测井技术进步及油气勘探。
第一手测井数据被国外公司掌控，严重威胁国家安全。
该项目针对致密碎屑岩油气藏这一新的油气增长点，在国家科技重大专项、中国石油重大课题等项目支持下，历经十余年理论探索和应用实践，突破国外技术封锁，围绕低信噪比核磁共振信号处理、储层品质定量表征和流体识别、高精度实验测量系统研制等核心技术难题开展攻关，研发出适合致密碎屑岩储层的核磁共振测井新技术，开发出高效、稳定的核磁共振测井资料处理系统和功能齐全的岩心核磁测量系统，取得如下原创性成果：
1、首创核磁共振测井信号提取新技术：
基于信息熵的自适应小波阈值、小孔加密和正则化反演等处理技术获取高精度的T2谱，孔隙度计算平均误差比国内方法低2.5%，比国外方法低1.5%。
2、发明储层品质参数评价新方法：
发明流体置换法油气校正和核磁横向表面弛豫速率确定技术，实现基于T2谱的孔隙尺寸准确计算，显著提升了储层品质参数评价精度。
3、创建二维核磁共振测井新模式及流体识别新方法：
深入挖掘MRIL-P型核磁仪器的功能，创建最优二维测井模式（D9TWE3+DTE412），实现横向弛豫和扩散系数的协同采集和反演，建立（T2-D）二维流体识别标准；研发构建水谱法流体识别技术，消除孔隙结构对核磁信号的影响，突出流体信息，克服了传统差、移谱法核磁测井流体识别的局限性。
4、研制高精度系列化岩心核磁测量系统及新型脉冲序列，制定行业新标准：
自主研制2MHz、5MHz、12MHz、23MHz等高精度系列化多维岩心核磁测量系统，极大提升了致密碎屑岩的测试精度；首次提出实现多维核磁快速采集、大幅提高流体识别能力的DWMV脉冲，创新、发展了核磁共振测井理论与应用水平；建立行业标准《岩样核磁共振参数实验室测量规范》（SY/T6490-2014），为我国致密碎屑岩储层的核磁共振实验提供依据。
上述成果已申请发明专利29项（授权17项）、获实用新型专利3项、软件著作权5项，发表论文100余篇（SCI/EI检索40余篇），制定行业标准《岩样核磁共振参数实验室测量规范》1项，出版专著1部。
获中国石油自主创新产品《核磁共振测井资料处系统》1项、
技术秘密4项。
成果已广泛应用于冀东、华北、大庆等油田清华大学等十余所高校的实验室。
培养博士后6名、博士10名、硕士60余名，培训人员1000余人次。
通过产业化应用，核磁测井资料的信噪比整体提高2.6倍、储层参数计算精度提高10%，流体识别符合率提高27.8%，总成本节约18亿元；岩心测量系统已推广61套，节约成本逾1.8亿元。
该项目坚持创新驱动，完善、发展了核磁共振测井理论，对复杂及非常规储层测井评价有很高的借鉴和指导意义，进一步推广应用可创造出更大的经济和社会效益。
六、客观评价
1、论文他引情况
①葛新民、范宜仁等发表在国际核磁共振权威杂志《JournalofMagneticResonance》（JCR三区，IF=2.51）中的论文“Noisereductionofnuclearmagneticresonance（NMR）transversaldatausingimprovedwavelettransformandexponentiallyweightedmovingaverage（EWMA）”所提出的核磁共振去噪技术被日本NationalDefenseAcademy应用化学系AtsushiAsano教授引用，并收录至2015年《AnnualReportsonNMRSpectroscopy》。
该文是项目第一个科技创新的重要组成部分。
②葛新民等发表在《ComputerPhysicsCommunications》（JCR二区，IF=3.112）“JointinversionofT1–T2spectrumcombiningtheiterativetruncatedsingularvaluedecompositionandtheparallelparticleswarmoptimizationalgorithms”被中国石油大学（北京）谢然红教授等发表在《PetroleumScience》上的论文“NumericalestimationofchoiceoftheregularizationparameterforNMRT2inversion”引用，充分肯定该文的反演方法。
该文是项目第一个科技创新的重要组成部分。
③葛新民、范宜仁等发布在国际石油工程权威杂志《JournalofMagneticResonance》（JCR四区，IF=1.416）的论“Porestructurecharacterizationandclassificationusingmultifractaltheory—AnapplicationinSantanghubasinofwesternChina”所提出的应用核磁共振进行孔隙结构评价的技术被中国地质大学（武汉）蔡建超副教授发表在《Fractals》的论文“RECENTADVANCESONFRACTALMODELINGOFPERMEABILITYFORFIBROUSPOROUSMEDIA”、加拿大阿尔伯特大学HuazhouAndyLi教授等发表在《JournalofNaturalGasScienceandEngineering》的论文“Porestructurecharacterization,permeabilityevaluationandenhancedgasrecoverytechniquesoftightgassandstones”、中国石油大学（北京）姜振学教授等在《MarineandPetroleumGeology》上发表的论文“Heterogeneityofintergranular,intraparticleandorganicporesinLongmaxishaleinSichuanBasin,SouthChina:
EvidencefromSEMdigitalimagesandfractalandmultifractalgeometries”引用。
他们充分肯定了该文的观点，并应用于实际资料的处理。
该文是项目第二个科技创新的重要组成部分。
④胡法龙、周灿灿发表在《石油勘探与开发》的论文“基于弛豫-扩散的二维核磁共振流体识别方法”被中国石化石油工程技术研究院的王志战教授、上海理工大学的聂生东教授、东北石油大学的李鹏举教授等国内核磁共振专家所引用。
该文是项目第三个科技创新的重要组成部分。
2、部分应用单位的评价与认可
①中国石油冀东油田公司：
通过成果应用，核磁共振参与井油气层解释符合率92.1%，提高了7.3%；大幅度降低了二维核磁共振测井资料获取成本，累计节约采集、解释费用1440万元；储层品质评价技术与流体性质识别计算成果在冀东油田111口井实现工业化应用，在油气资源发现及开发中发挥了重要作用，实现累计经济效益4766.1万元。
②中国石油吐哈油田公司：
该项目针对致密碎屑岩储层核磁共振测井信噪比低、孔隙结构评价难度大等难题，在低信噪比核磁共振测井资料处理、核磁共振孔隙结构参数提取方面取得国际领先成果，对吐哈油田公司完善致密碎屑岩储层评价体系具有重要意义，所取得的成果与认识已经应用于油田现场实际测井采集与处理评价应用，对于提升致密油气层解释符合率、特别对三塘湖区域致密油藏的勘探发现和有效开发动用发挥了重要作用。
③北京康普瑞基石油工程技术有限公司：
针对致密碎屑岩储层样品核磁共振实验测量信噪比低、资料反演结果误差偏大等难题，在提高核磁共振实验信噪比和小孔加密布点等方面开展了创新性研究，相关成果已全面应用于我公司在新疆、塔里木、长庆等油田的样品实验室测量和资料处理，与以前常用的常规处理方法相比，本项目的成果可以显著提升致密砂岩、页岩等样品的实验室核磁共振测量精度，对于提升实验室二维核磁分析水平和测试结果的精度发挥了重要作用。
④中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司和长江大学等单位对依托该项目研制的岩心核磁共振测量系统给予了高度评价，认为“1、结构紧凑、可操作性强；2、产品性能优越，高稳定性、高重复性、高准确性，技术先进，具有较强的推广性；3、产品操作简单，易于上手。
”
3、国家相关部门的技术检测报告
经国家光学仪器质量监督检验中心检测，本项目产品所有项目检测达到国际先进水平。
附检测报告，报告编号：
（2013）光检委字第53号。
七、推广应用情况
主要单位应用情况
应用单位
经济效益情况
应用起止时间
中国石油冀东油田分公司
新增利润4766.1万元
2012-2014
中国石油集团测井有限公司青海事业部
新增销售额1917万元
2012-2015
中国石油集团测井有限公司吐哈事业部
新增核磁测井350口
2013-2015.
中石化胜利石油工程有限公司测井公司
新增油气探明储量825万吨
2010-2015
该成果已在中国石油胜利油田、中国石油测井公司、中国石油冀东油田、中国石油长庆油田、中国石油华北油田、中国石油大港油田等单位得到了推广应用，据不完全统计，通过改项目推广应用指导核磁测井解释与储层评价1500余口，核磁测井资料的信噪比整体提高2.6倍、储层参数计算精度提高10%，流体识别符合率提高27.8%，有效提高了测井解释精度和油气采收率，发现了大批未动用、难动用的致密碎屑岩油气藏，成效显著。
所研制的高精度系列化岩心核磁测量系统在清华大学、中国地质大学等高校和科研院所推广60余套，填补国内仪器在低场核磁共振仪器方面的空白。
该成果发展了核磁测井理论及技术，深化了核磁测井资料在致密碎屑岩储层勘探开发当中的应用，具有完全知识产权，在石油勘探开发中有着十分巨大的潜力和很好的市场前景及应用前景。
八、主要知识产权证明目录
序号
知识产权名称
知识产权类别
发明人
知识产权人
知识产权号
取得日期
国（区）别
发明专利有效状态
证明材料
1
改良式CPMG序列T2-G采集参数t0自适应方法
授权发明专利
范宜仁;吴飞;邢东辉;葛新民;巫振观
中国石油大学（华东）
ZL2014105052394
2016.04.26
中国
有效
附件1
2
岩石T2-G实验采集参数自动匹配方法
授权发明专利
葛新民;吴飞;范宜仁;李虎;邓少贵;邢东辉;刘玺
中国石油大学（华东）
ZL2013106120981
2016.05.25
中国
有效
附件2
3
一种基于核磁共振成像的岩石非均质性定量评价方法
授权发明专利
葛新民;范宜仁;邓少贵;徐拥军;范卓颖;刘玺;吴飞
中国石油大学（华东）
ZL2013102387796
2015.12.09
中国
有效
附件3
4
应用核磁共振T2几何平均值预测横波波速的方法
授权发明专利
邓少贵;赵岳;周凤鸣;司兆伟;牛云锋;徐风;范宜仁;庄东志
中国石油大学（华东）
ZL2014104537241
2015.06.04
中国
有效
附件4
5
一种根据核磁共振T2谱确定渗透率的方法和装置
授权发明专利
李潮流;胡法龙;李长喜
中国石油天然气股份有限公司
ZL2011100995016
2014.01.15
中国
有效
附件5
6
一种储层流体识别方法
授权发明专利
胡法龙;周灿灿;李潮流;徐红军;李长喜
中国石油天然气股份有限公司
ZL2012104181952
2015.04.08
中国
有效
附件6
7
一种确定横向表面弛豫速率的方法及装置
授权发明专利
李潮流;胡法龙;周灿灿;徐红军;邹友龙
中国石油天然气股份有限公司
ZL2013104510009
2016.01.06
中国
有效
附件7
8
一种判断储层岩石的润湿性的方法
授权发明专利
胡法龙;周灿灿;刘忠华;徐红军;李潮流
中国石油天然气股份有限公司
ZL2010102262903
2012.01.04
中国
有效
附件8
9
可移动式低场核磁共振成像系统
授权发明专利
杨培强
苏州纽迈分析仪器股份有限公司
ZL2010*********
2012.04.18
中国
有效
附件9
10
可应用在低场核磁共振仪器中的变温探头
授权发明专利
杨培强;俞文文;马进献;张英力;石志东;李振川;汪红志;黄学东;杨文明;周恩华
苏州纽迈分析仪器股份有限公司
ZL200910*******
2012.09.12
中国
有效
附件10
九、主要论文论著目录
序号
论文（论著）名称
发表刊物（出版社）
发表（出版）时间
作者（按刊物发表顺序）
证明材料
1
ReservoirPoreStructureClassificationTechnologyofCarbonateRockBasedonNMRT2SpectrumDecomposition
AppliedMagneticResonance（SCI）
2014.01.29
XinminGe;YirenFan;YingchangCao;YongjunXu;XiLiu;YiguoChen
附件11
2
DeterminationofNMRT2cutoffvaluebasedonmultifractaltheory-Anapplicationinsandstonewithcomplexporestructure
Geophysics（SCI）
2014.12.04
XinminGe;YirenFan;XuejuanZhu;YiguoChen;RunzeLi
附件12
3
Noisereductionofnuclearmagneticresonance（NMR）transversaldatausingimprovedwavelettransformandexponentiallyweightedmovingaverage（EWMA）
JournalofMagneticResonance（SCI）
2014.12.20
XinminGe;YirenFan;JiangtaoLi;YangWang;ShaoguiDeng
附件13
4
ProbingtheinfluentialfactorsofNMRT1–T2spectrainthecharacterizationofthekerogenbynumericalsimulation
JournalofMagneticResonance（SCI）
2015.09.09
XinminGe;YirenFan;HuaChen;ShaoguiDeng;YingchangCao;MuhammadAleemZahid
附件14
5
JointinversionofT1–T2spectrumcombiningtheiterativetruncatedsingularvaluedecompositionandtheparallelparticleswarmoptimizationalgorithms
ComputerPhysicsCommunications（SCI）
2015.09.15
XinminGe;HuaWang;YirenFan;YingchangCao;HuaChen;RuiHuang
附件15
6
Porestructurecharacterizationandclassificationusingmultifractaltheory-anapplicationintightreservoirofSantanghubasininWesternChina
JournalofPetroleumScienceandEngineering（SCI）
2015.01.19
XinminGe;YirenFan;JiangtaoLi;MuhammadAleemZAHID
附件16
7
D-T2二维核磁共振脉冲序列及反演方法改进设计
物理学报（SCI）
2015.01.26
范宜仁;吴飞;李虎;霍宁宁;王要森;邓少贵;杨培强
附件17
8
Integratedpetrophysicallogcharacterizationfortightcarbonatereservoireffectiveness:
AcasestudyfromtheLonggangarea,SichuanBasin,China
PetroleumScience（SCI）
2013.09.15
ShaoguiDeng;YangWang;YunyunHu;XinminGe;XuquanHe
附件18
9
核磁共振测井构建水谱法流体识别技术
石油勘探与开发（SCI）
2016.04.15
胡法龙;周灿灿;李潮流;徐红军周凤鸣;司兆伟
附件19
10
基于弛豫-扩散的二维核磁共振流体识别方法
石油勘探与开发（SCI）
2012.10.15
胡法龙;周灿灿;李潮流;徐红军;周凤鸣;司兆伟
附件20
十、主要完成人情况表
排名
姓名
行政职务
技术职称
工作单位
完成单位
对本项目技术创造性贡献
曾获省部级以上奖励情况
1
范宜仁
CNPC测井重点实验室主任
教授
中国石油大学（华东）
中国石油大学（华东）
对创新点1-4有突出贡献，对创新点1的贡献是参与低信噪比核磁共振资料降噪和反演算法构建；对创新点2的贡献是参与孔隙尺寸和物性参数的计算；对创新点3的贡献是研究了T1-T2影响因素；对创新点4的贡献是研究了改良式CPMG序列T2-G采集参数及自动匹配方法，改进了二维核磁共振快速反演及脉冲序列设计。
1.“复杂介质电测井处理和解释新技术及应用”获2012年教育部科学技术进步奖二等奖、排名第一（2012-242）；
2.“复杂介质条件下电测井数值模拟技术及其应用”获2012年山东省科技进步三等奖，排名第一（JB-2012-3-128-D01）。
2
周灿灿
测井遥感所所长
教授级高工
中国石油勘探开发研究院
中国石油勘探开发研究院
对创新点1、3有突出贡献，对创新点1的贡献是提出小孔信息的采集方案、处理方法以及现场应用；对创新点3的贡献是制定二维核磁共振机理研究及测井现场试
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