数字化油田关键装备商业计划书.docx

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数字化油田关键装备商业计划书

数字化油田关键装备商业计划书

目录

一、成果简介1

1.1成果名称1

1.2成果简介1

1.3成果来源1

1.4成果进展1

二、研发机构与团队2

2.1技术带头人简介2

2.2研发团队简介3

3.1项目的技术可行性和成熟性分析3

3.2项目的技术创新性论述8

3.3后续研发计划9

3.4研发投入9

四、行业及市场9

4.1行业状况9

4.2市场前景与预测10

4.3目标市场11

4.4主要竞争对手11

4.5销售预测11

五、营销策略11

六、产品生产12

6.1产品生产12

6.2生产人员配备及管理12

七、财务计划12

八、风险及对策13

8.1主要风险13

8.2风险对策13

一、成果简介

1.1成果名称

数字化油田关键装备

1.2成果简介

数字化油田是指数字勘探、数字开采、数字油藏、数字地面工程、数字信息传输及数字经营与管理一体化。

随着油田石油储量的逐年减少，如何提高石油采收率，降低石油开采成本成为了亟待解决的问题。

数字化油田通过实时的生产过程和生产安全的监控，高效率的数字化、自动化开采设备，统一的、科学的生产管理，提高了生产效率，节约了（人力）资源，从而提高了石油企业的效益。

而实现数字化油田的关键是研制自动化、信息化的石油勘探、开采、检测装备，构建数字化油田底层的生产参数采集网络。

本项目针对油田二次、三次采油中制约原油采收率的关键问题，通过机电一体化技术，开发了注水井智能测调仪、注聚井电控配注器、原油电磁防蜡器、金属磁记忆检测仪等涉及原油开采、测量、集输的机电一体化装备。

相关技术达到了国内先进水平，并在大庆油田取得了良好的应用效果。

1.3成果来源

国家自然科学基金项目：

原油超声电磁复合防蜡机理及相关技术研究（50674036）

国家自然科学基金项目：

基于多场耦合效应的油水井套管全寿命分布式光纤在线健康监测（51074059）

1.4成果进展

涉及的油井光纤监测、注水井测调仪、注聚井分层配注器、金属磁记忆检测装置等多个油田技术装备的开发及成果转化，目前油井光纤监测已完成关键技术研究，现场应用10余口油井；注水井测调仪已完成产品小试；注聚井分层配注器正在进行中试。

取得“对接式电动找堵水装置”等八项专利。

二、研发机构与团队

2.1技术带头人简介

哈尔滨工业大学机电工程学院教授，博士生导师，多年来潜心研究航天地面装备机电一体化技术、微纳机电系统与控制技术、石油装备机电一体化技术，取得了一系列技术成果。

先后主持并完成了“863计划”重点项目“水平井产液剖面测试技术--牵引器研制”、国家自然科学基金项目“原油超声电磁复合防蜡机理及相关技术研究”，大庆油田有限公司项目“电控式连续可调分层注聚管柱配套工具设计研究”、“抽油井有杆泵的井下工图测试装置”以及总装“921”，国防“973”等多项课题。

目前在研国家自然科学基金项目2项，各类横向课题8项。

取得的代表性专利成果：

国家发明专利：

井下测调仪自动转换双导向机构，排名第一；

国家发明专利：

井下测调仪自动转换双导向机构，排名第一；

国家发明专利：

灌胶式井下铠装电缆连接装置，排名第一；

国家发明专利：

石油开采井用的分层堵水装置，排名第一；

实用新型专利：

用于采油管线的三相电磁式原油防蜡降粘器，排名第一。

2.2研发团队简介

研发团队自2004年开始从事油田装备的研发设计工作，积累的大量的研究经验，对油田现场工况有深入的了解，与大庆油田有限公司第五采油厂、第四采油厂、第二采油厂等均建立了密切的合作关系，先后完成了“原油超声电磁复合防腊机理及相关技术研究”、“基于套管表外应力的油水井套损实时监测机理及评价”、“大庆油田电动配产系统研制”等8项科研项目的研究工作。

申请受理的国家发明专利有6项，获得授权的发明专利有14项，实用新型专利1项，“原油超声电磁复合防腊”获得黑龙江省高校科学技术一等奖。

课题组研制的油田装备取得良好的应用效果，获得了石油企业的肯定，目前正积极与中石油勘探开发研究院开展合作，从事部分数字化油田建设的研究工作。

课题组现有科研人员29人，其中教授2人，副教授3人，讲师3人，博士研究生5人，硕士研究生16人。

另有外聘技术工人4人。

实验室拥有10万元以上大型科研设备2台，其他各类科研仪器20余台，其中车床、铣床、加工中心等机械加工设备4台，能够满足项目研究期间的零部件加工需要，并具备装备小批量的生产能力；高精度示波器，信号发生器，高精度万用表，阻抗分析仪等各类电子检测设备8台，能够保证电路设计当中的需要。

三、研究与开发

3.1项目的技术可行性和成熟性分析

3.1.1基于分布式光纤及光纤光栅的油井温度、压力及套损监测技术

油水井套损是产量递减的重要因素，成片套损给油田生产带来巨大危害；目前压力系统监测缺乏有效手段，无法实时监测开发区块内的地层压力变化情况。

使用光纤光栅传感器进行套管应力监测通过调整布设位置，不但可以确定地层挤压力的大小，还可以判断出大致的方向。

当同时在一个区块的多口油井进行布设时还可以推测出整个区块地层错动的方向。

同时在一个区块多口油井应用光纤光栅水压传感器监测油井底水压的变化，还可以判断出油井漏水的方向，而油井漏水正是造成地层大面积错动的重要原因。

因此应用光纤光栅监测技术监测井下的套管应力和水压对大庆油田的安全生产和减少不必要的经济损失都具有重要的意义。

本团队研发成功的油水井套管外永久压力检测技术具有以下技术特点：

借鉴光纤传感监测技术，形成一套套管外永久监测套损及地层压力技术新工艺；永久监测套管形变和受力状况，确定单井套损点深度、方位，实现宏观监控套损区块的地层压力变化；通过区块平面布点的压力监测，真实反映该区块各小层压力变化趋势。

该技术自2008年以来，已在大庆油田成功应用60口油水井。

通过本项技术能够实现一次下井永久监测，能够提前对套损的发生进行预测，提早进行处理，有效避免套损引起的卡井、油井报废等严重问题，降低修井难度，节约生产成本。

以大庆油田为例，由于套损造成的修井费用每年高达50亿元，而且大庆油田的油井数量以每年7000口的速度递增，修井的费用将逐年增加。

利用本技术每年可节约修井成本30亿元，此项技术对新开采油井和完井都具有良好的应用，对我国数字化油田的建设与发展节约开采成本，市场前景广阔。

3.1.2原油超声电磁防蜡降粘技术

输油管线内壁结蜡将使流动阻力增加、流动面积减小，导致油井产量降低，甚至停产。

目前，大庆油田目前主要采用掺热水法防止石蜡沉积，截止到2007年，大庆油田集输管道直接式加热站总容量达到35MW，浪费大量的天然气、电能资源。

我团队研发的电磁防蜡技术采用高强高频磁场和变频变强可控可调技术，有效降低了石油集输途中的防蜡成本，并在大庆油田应用25口油井，中原油田应用8口油井，降粘效果显著。

以大庆油田为例，每年用于防蜡清洗的费用高达4-5亿元，消耗天然气2万立方米，水15万立方米，造成了大量的资源消耗，而本设备功率仅为1KW，能耗低，无污染，通过实验证明井口降粘效果提高70%，输油过程中掺水量降低80%，极大的节约了原油输送成本，实现了节能、环保的目的。

3.1.3油田抽油机运行状态远程监测技术

抽油机安全、正常运行是石油产量的保证，当前大部分油田采用人工巡查的方式对抽油机进行监测和管理，其速度慢、错误多，大大降低了抽油机的运行管理效率，无法满足现代油田企业经营理念的要求。

本团队与大庆油田采油五厂、采油三厂合作，采用油田局域网与433MHz工业无线技术相结合，成功开发油田抽油机运行状态监测系统，能够实现油田抽油机运行状态的实时远程监测和故障报警，完全取代了人工巡查，大大提高了工作效率，且实施成本较低。

本装置能够极大的提高抽油机监测、管理效率，能够对抽油机的工作状态实时监测、实时管理，对抽油机故障及时发现、及时处理，特别适用于边缘地区的油井或者距离计量间较远的抽油机监测，大大降低抽油机巡查人员的劳动量，调高巡查效率，降低开采与管理成本，保证抽油机运行安全，提高开采数字化水平。

3.1.4石油分层开采电控找堵水技术

随着油田注水开发的深入，油井产液含水量逐渐增加，油田采收率大大降低，形成了高投入、高能耗、低产出的油井开采现状。

因此，封堵高含水层，实现分层卡堵水及分层采油技术一直是困扰世界石油工业的一个重大难题。

而目前油田所用的化学堵水和机械堵水等方法因封堵效果差、机械结构复杂、易损坏、设备运行及维护成本高等缺点，已经难以满足目前高含水油井频繁换层和开采的需要。

针对上述难题，我团队研制成功的分层开采电控找堵水装置，其可控性好、可靠性高、成本低廉，通过该装置即可在地面方便可靠地实现对井下任意油层的封堵和解堵。

该项技术已通过大庆油田测试和验收，并成功应用3口抽油井，为下步进行产业化提供了很好的知识与技术储备。

3.1.5注水井分层智能测调技术

分层注水技术已成为维持油田长期稳产、高产，提高采收率的重要手段。

油田现在广泛应用的注水工艺已经沿用多年，具有设备维护成本高，测调效率和精度低的缺点。

测调联动分层注水技术是一种很有发展前景的注水技术，提高了测调效率和准确率，缩短了测调时间。

智能测调仪是该技术体系中的关键设备，研制出性能良好的智能测调仪对分层注水工艺水平的提高，显得尤为重要。

本团队研制的井下测调仪采用柔性定位、自动换向机构，能够实现注水井流量的分层、准确测调。

堵塞器是注水系统中的重要部件，用来调节注水的流量，其实质就是一种流量调节装置。

目前油田应用的可调式堵塞器主要为“双肾形”可调堵塞器，其存在水嘴易堵、流量非线性变化、水嘴容易被冲坏、流量漂移等缺陷，我系针对上述问题，开发出移动式和转动式两种可调式堵塞器，其使用寿命更长，调节精度更高，成功通过大庆油田验收和测试，并已投入应用。

3.1.6井下泵分析技术

油田开发进入高含水后期，随着含水的升高，杆管摩擦、液柱载荷、震动载荷等影响因素逐渐加大，抽油机井采用常规方法进行诊断，误差较大，准确率下降。

为了准确测量井下抽油泵的实际工作状况，提高抽油机井的诊断符合率，减少井下维护性工作量，本团队与大庆油田第五采油厂合作，成功研制适合特高含水期抽油机测试的井下泵分析仪，可以实现对井下泵功图的准确测量，及时反映泵况。

该项技术于2010年通过大庆油田责任有限公司验收，并成功应用3口抽油井，可为准确控制抽油机的输出效率提供有效依据，节约空耗成本。

3.1.7注水井运行状态远程监测技术及系统

随着油田开发工作的不断深入，地层压力降低，通过注水方式保证地层压力，提高产量变得更为重要，在油田应用中，在以下几个方面提出了更高的要求：

衡量注水效果，调整注水方案，以及提高注水效率。

因此，对注水井压力、流量进行实时监测有着重要的意义，而使用方便、维护简单的监测系统具有较高的价值。

为此，我团队展开“注水井运行状态远程监测技术”研究，研制成功的新型监测系统具有以下特点：

（1）系统采用自发电方式，即使远离供电线路的注水管路也可以进行监测，降低能耗；

（2）系统利用软件算法计算流量，不需购买流量传感器，降低了硬件成本；（3）监测系统采用远程无线传输技术，实现在线、实时监测，使得“注水井运行状态远程监测系统”成为数字化油田的一个重要组成部分。

3.2项目的技术创新性论述

油田数字化装备及测试技术研究平台包含采油、注水、勘探等各项关键技术，其中各项技术的先进性分析如下：

1、基于分布式光纤及光纤光栅的油井温度、压力及套损监测技术。

借鉴光纤传感监测技术，实现套损及地层压力的永久监测，并以此确定单井套损点深度、方位，实现宏观监控套损区块的地层压力变化；通过区块平面布点的压力监测，真实反映该区块各小层压力变化趋势。

光纤技术首次用于油水井套损及温度监测，为世界领先。

2、井下泵分析技术。

实现对井下泵功图的直接测试，从而降低传统的地面示