数字化油田关键装备商业计划书.docx

1、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 11.1 成果名称 11.2 成果简介 11.3 成果来源 11.4 成果进展 1二、研发机构与团队 22.1技术带头人简介 22.2研发团队简介 33.1 项目的技术可行性和成熟性分析 33.2项目的技术创新性论述 83.3 后续研发计划 93.4 研发投入 9四、行业及市场 94.1 行业状况 94.2 市场前景与预测 104.3 目标市场 114.4 主要竞争对手 114.5 销售预测 11五、营销策略 11六、产品生产 126.1产品生产 126.2 生产人员配备及管理 12七、财务计划 12八、风险及对策 1

2、38.1 主要风险 138.2 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

3、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

4、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

5、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

6、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

7、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

8、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

9、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

10、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

11、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

12、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

13、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

14、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

15、。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

16、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

17、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功图由于杆管摩擦、液柱载荷、震动载荷等影响因素引起的测试误差，准确反映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。3、油田抽油机运行状态远程监测技术。采用油田局域网与433MHz工业无线技术相结合的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，方便数字化管理与监控。4、石油分层开采电控找堵水技术。利用先进的控制及信号处理技术，优化的结构设计，分层采油电控找堵水技术能够通过地面控制

18、装置方便、可靠地实现井下油层生产状态的调节，及时封堵高含水油层和解堵低含水油层，提高油田采收率，节能降耗。5、注水井分层智能测调技术。结合柔性定位、自动换向机构，远程信号传输和控制技术的注水井分层测调技术，能够实现注水井流量的分层、准确测调，有效克服由于层间干扰造成的测调误差，实现精细注水、分层高效注水，降低开采成本。6、原油超声电磁防蜡降粘技术。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，可降低输送粘度与掺水成本，降低石油集输中的防蜡成本。7、注水井运行状态远程监测技术。 注水井运行状态远程监测技术，采用自发电方式为测试系统提供能量，扩大了应用范围；同时利用软件算法计算流

19、量，降低了硬件成本；监测系统采用远程无线传输技术，实现在线、实时监测，方便数字化管理。8、水平井下机器人技术。水平井牵引机器人作为水平井测试过程中非常实用的运载工具，具有现场施工简便，操作容易，安全可靠，测试效率高，成本低等优点。该项技术为国际领先、国内首创。3.3 后续研发计划现阶段主要瞄准大庆油田稳产、增产的迫切需要，以注水井智能测调仪、注聚井分层配注器、油井光纤监测为研发重点。未来将围绕煤层气开采这一国家能源的重点发展方向，研发水平射孔技术，通过在现有井眼的基础上在油气层段增加水平方向孔道，从而实现油气开采，降低了新增钻井的费用，提高了采收量。3.4 研发投入 截至2012年上半年，项目

20、前期横向课题研究，累计技术开发资金投入达到500余万元。下一步拟融资投入500万元，其中：投资165万元用于技术研发，投资335万元用于厂房租赁、生产用加工机床购置、部分人员工资及产品市场宣传推广。四、行业及市场 4.1 行业状况 我国的石油勘探开发设备是随着我国石油天然气工业的发展需要而发展起来的，门类比较，规格、品种基本能满足了我国陆上石油勘探开发的需要。自1980年以后，还有少量石油开发设备出。1980年我国开始开发海上石油，实行国内外合作开发的方式，按国际标准开发海上石油，开始几年，海上平台的国产设备只占5%以下，九十年代上升到20%左右，至今仍在20-30%之间徘徊。从我国石油勘探开

21、发设备的生产能力、产量、产值、生产的品种规格和从业人员等方面来看，我国已经是一个生产石油勘探开发设备的大国，但设备的高新科技含量少，某些特殊设备(如海上石油开发设备)还需要进口，应变能力不强，因此，我国还不是制造石油勘探开发设备的强国。据统计数据，2010年我国石油勘探开发设备制造业共有规模以上生产企业278家，从业人员7.8万人，实现工业总产值(不变价)128.9亿元，产品销售收入272.5亿元，利润总额26.4亿元。4.2 市场前景与预测 国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）中明确提出要“重点开发复杂环境与岩性地层类油气资源勘探技术，大规模低品位油气资源高效开发技术，大

22、幅度提高老油田采收率的技术，深层油气资源勘探开采技术”。为此，我国启动了大型油气田及煤层气开发科技重大专项，并将其列为我国中长期16个科技重大专项之一。为配合国家对能源行业发展战略方针的落实实施，我省也制定了相关的政策，出台了“八大经济区”和“十大工程”的发展战略及关于加快科技创新体系建设促进科技成果产业化的若干意见等相关政策，构建哈大齐工业走廊，为我省能源行业的建设和发展提供了新的契机。我省拥有全国最大的油田大庆油田，其石油年产量占我国石油年产量的25%，也是黑龙江省经济的重要组成部分。随着油田开采时间的不断延长，油田的含水率不断增加，开采难度与测试成本不断提高，由此造成开采成本急剧增加以及

23、资源的巨大浪费，每年需多耗费十亿元以上，严重违背了国家的节能环保、低碳开发的可持续发展原则。数字化油田装备制造及测试技术研究平台的建设和发展，则必将为大庆油田大大节省开采成本和节省资源，也可推广到国内外其它油田，同时各项高新技术的开发与产业化发展，可带动其它产业链的发展与跟进，有助于推动我省经济的发展。石油工业迫切的技术需求、国家政府积极的政策扶持为数字化油田装备制造技术提供了广阔的市场和政策保障。4.3 目标市场 前期以大庆油田、辽河油田、吉林油田等东三省主要油田为主要用户，后期逐渐推广到新疆、华北等全国范围内的油田。4.4 主要竞争对手 目前主要是注水井测调仪存在3家竞争对手，他们前期进入

24、较早，用户基础好，市场占有率较高。其他产品竞争对手极少，基本是高校与油田合作项目，没有形成产品投入市场。4.5 销售预测 项目采取产品的生产销售或提供技术服务的方式实现盈利，预计达产年可实现销售收入730万元，净利润265万元，销售收入和利润指标会保持连年增长。五、营销策略 独立开发，以研究成果作为无形资产入股，与企业合作进行成果转化，采取产品的生产销售或提供技术服务的方式实现盈利。六、产品生产 6.1产品生产 产品的核心零部件由自己生产，其他的进行委托加工，现有的生产规模能够实现每年20套注水井测调仪以及30套注聚井分层配注器的核心零部件生产，生产厂房450平方米，生产设备包括车床、铣床、加

25、工中心、线切割机床等。在质量管理方面，聘请了2位多年从事机械加工的专门技术人员进行质量审查，对核心零部件的工艺流程进行设计管理，从而控制产品质量。聘请了一名专门的人员从事原材料的采购以及库存管理，通过专门的库存管理软件实现材料及产品库存的定期统计、整理。 6.2 生产人员配备及管理 现有专门从事生产的技术工人6名，主要从事研发样机零部件的加工、装配，以及投产后核心零部件的加工，另有一人专门负责生产过程的加工进度管理与调度。七、财务计划 7.1融资数量和权益 项目方拟与有意向企业合作，进行科技成果产业化。独立开发，以所持有的技术成果及专利技术，通过专业资产评估公司估值核算作为无形资产入股。项目方

26、负责产品的技术研发及技术服务，合作方负责产品的生产、质检、销售、售后服务等。采取产品的生产销售或提供技术服务的方式实现盈利。7.2 资金用途和使用计划 项目拟融资500万元人民币。其中：投资165万元用于技术研发，投资335万元用于厂房租赁、生产用加工机床购置、部分人员工资及产品市场宣传推广。产品的核心零部件由自己生产，其他零件进行外委加工，现有生产规模能够实现每年20套注水井测调仪以及30套注聚井分层配注器的核心零部件生产，生产厂房450平方米，生产设备包括车床、铣床、加工中心、线切割机床等。7.3 效益预测项目采取产品的生产销售或提供技术服务的方式实现盈利，预计达产年可实现销售收入730万

27、元，净利润265万元，销售收入和利润指标会保持连年增长。八、风险及对策 8.1 主要风险 油田机械设备属于专用设备，特别是井下工况复杂，无法在地面复现井下的实际情况，给研发试验带来一定的风险。 目前没有固定的委托加工企业，在产品质量、生产进度控制等方面存在风险。 项目的技术性强，部分技术来源于博士研究生的毕业课题，项目开展对技术开发博士研究生的依赖性较强。8.2 风险对策 需要不断的通过现场试验进行数据收集、整理、改进，建立信息数据库。购置先进井下仪器设备，根据数据库资料及现场情况确定实施方案。 确定2-3家固定加工企业，关键岗位派驻技术人员检查监督，建立完善的质量标准和管理制度，严格控制产品质量和实施进度。项目前期与大庆油田合作，建立起良好的合作关系，在产品质量、进度控制、市场推广方面积累了一定经验。 完善项目技术传授、转让程序，博导、教授掌握核心技术内容和专利权，必要时以留任、培训、高薪等留住人才，搞好传帮带。