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国产测井软件“超级航母”破浪远航 ——访我国著名测井学专家李宁院士

2022-12-21   石油勘探开发研究院   阅读量:137

    中国工程院院士李宁是翁文波院士和谭廷栋先生共同培养的我国首位地球物理测井学博士。他先后担任20余项国家和省部级科技项目负责人,是国家油气重大专项项目“测井重大装备与软件”的首任项目长。曾任北京市科协常委,北京地球物理学会理事长。在地球物理测井理论方法研究、复杂储层测井评价体系建立以及大型测井软件研发三个方面做出突出贡献。

    先后获国家科技进步二等奖3项,中国专利金奖1项,省部级特等奖和一等奖共7项。1992年获第三届中国青年科技奖;1995年入选百千万人才工程国家级人选;2004年在俄罗斯被欧亚地球物理协会授予“为测井技术发展做突出贡献者”。其科研团队被中华全国总工会授予“全国工人先锋号”。为了使广大读者了解我国测井科学的最新进展,我们专门采访了李院士。

    问:提起测井,不少人觉得挺神秘,您马上写作完成的一本关于测井科普书是以《洞察油气藏》为标题的,请您为读者简介一下测井原理。

    答:地球物理测井(简称测井)是依据电、声及核辐射等相关物理学原理,在直径十几厘米、深达数千米的井中探测发现石油、天然气和其他矿产资源的学科,是国家深地战略实施的重要技术支撑。1927年法国斯伦贝谢兄弟发明了地球物理测井方法。中国的地球物理测井始于1939年,经过80多年发展,它集声学、电学、核物理及核磁共振等多种测量方法于一身,已成为石油工业十大学科之一,是石油天然气勘探开发中不可或缺的重要技术手段。现代测井是石油工业中高科技含量最多的学科之一,在石油工业中占重要的地位。它像是“深入地球内部的窥测镜”,在几千米以下的井筒中(洞),对地层性质以及石油、天然气等是否存在进行准确判识(察),给出准确的解释评价结果(洞察)。

中国测井之父——翁文波先生(左一)早年工作照

    问:您作为测井学科研究的科技创新带头人,能否介绍一下这门学科未来规划?

    答:随着我国油气勘探开发逐渐迈向非常规、深层等复杂储层,地球物理测井面临着前所未有的技术挑战。我提出新时期中国石油地球物理测井科技发展的方向是“发展一个学科、构建两大实体、研制两套装备”。

    发展一个学科,即地球物理测井学。构建两大实体,即做大以中国石油勘探开发研究院测井研究所为核心的测井理论方法、软件开发及资料处理解释评价中心,以标志性的、具有自主知识产权的大型测井软件系统CIFLog为代表;做强以中国石油集团测井有限公司为核心的高质量测井仪器研发制造和现场资料采集服务中心,以标志性的、自主知识产权大型测井装备CPLog为代表。研制两套装备,即自主研发全新的第三代渗透率测井技术系列和CIFLog4.0智能化处理解释系统。

    问:中国石油要实现高水平科技自立自强,打造原创技术策源地,地球物理测井学科在瞄准关键技术难题、加强核心理论方法研究方面具有哪些经验与启示?

    答:提高科技创新力,用科技驱动油气勘探开发业务的持续发展,是广大石油科技工作者的使命。国家非常重视原创性的关键核心技术研发,地球物理测井科技创新就是针对油气勘探开发面临的重大技术难题,集中力量深入开展新理论、新方法研究,突破重大“卡脖子”技术难题,推动地球物理测井学科向前发展。

中国地球物理测井经过近一个世纪的发奋努力,先后通过引进、消化吸收和再创新,成功研发出第一代孔隙度和第二代饱和度测井系列,实现了测井仪器和处理方法的国产化,填补了国内空白,整体达到国际先进水平。渗透率测井装备系列及相应处理解释评价方法至今仍然是国内外面临的重大技术难题。我们在国际上率先提出渗透率测井系列研发的技术路线,并从“十一五”期间就开始超前布局,先后突破基础理论、实验技术、评价方法和解释处理软件四大关键技术难点,将渗透率测井技术向前推进了一步。“十四五”期间将在量化刻度和仪器研制两个方面继续深入研究,目标是最终形成具有中国完全自主知识产权的第三代渗透率测井技术系列,进一步推动地球物理测井学科的创新发展。

新时期《地球物理测井学》编著启动仪式

    问:你的团队研发的大型测井一体化处理解释和应用开发平台CIFLog,被誉为测井科学技术领域的“超级航母”,它的破浪式前进发展,有哪些成功的经验可以推广,为其他大型软件系统开发提供借鉴?

    答:软件行业的游戏规则是,只有第一,没有第二。只有当老大才能谋生存,这就是问题的本质,极为残酷又极为现实。

    清楚认识软件研发的这一本质特点,不但能正确回答为什么看似简单的软件研发却是科技创新的短板的疑问,而且非常有助于软件研发的科技创新。首先一定要树立做本行业第一的远大目标,其次还要下定决心排除万难,矢志不渝地实现它并在实现后持续保持第一,否则结果就是:干不如不干或者干了也白干。这是历经30余年的摔打磨炼,在CIFLog软件研发过程中获得的最深刻的认识。简化流程、提高效率,赋予软件研发团队更大的自主权。而这恰恰是一直以来我们科研管理工作的软肋。

    因此,目前特别需要从中国石油集团层面迅速构建形成支持大型软件项目常态化研究及运行维护的有效机制,果断去掉软件版本升级换代过程中的各种繁琐立项、评审环节,代之以能否持续保持最大的现场装机量和应用覆盖率作为考核。

    多年来,CIFLog研发团队非常重视软件产品在油田现场的推广应用,以油田需求为导向,研发多套针对油田特色需求的属地化系统,为CIFLog在各油田实现快速大规模应用奠定基础。从2021年开始,为满足CIFLog国际应用需求,研发团队与应用技术人员将CIFLog与斯伦贝谢(GeoFrame、Techlog)、贝克休斯(Express)和哈里伯顿(DPP)等国际测井服务公司权威测井处理解释软件进行了全面的技术对比,改进、优化了矿物最优化、微电阻率扫描成像、核磁共振测井、阵列声波测井等处理技术,CIFLog全套高端成像测井系列处理结果均达到国际权威软件同等水平,部分技术还有超越。研发团队经过1年多的技术攻关,形成了能够同时满足国内、海外应用需求的全新CIFLog3.1版本,并先后在中石油国际和大庆油田全面换装投产,替代全部国外软件,标志着CIFLog的规模产业化应用示范将打开国产大型工业化软件应用的新局面。

中国石油国际测井业务换装仪式

大庆油田换装仪式

    截至目前,CIFLog软件平台已在中国石油、中国石化、中国海油、延长石油等国内大型油气公司及中石油海外哈萨克斯坦、伊朗和苏丹等13个国家50余个海外作业区开展了大规模工业化投产应用,年处理井20000余口井,CIFLog已成为装机量最大、年处理井数最多、全部关键核心技术都掌握在自己手中的行业重器,是中国石油极具影响力和国际竞争力的软件品牌。

    在测井人才培养方面,CIFLog已先后在石油大学、北京大学、荷兰代尔夫特大学等30所国内外高校投入到测井教学和科研应用,并成为全国大学生测井技能大赛唯一指定的参赛用软件,为石油测井行业培养了大批的测井软件应用人才,产生了重大的社会影响,进一步提升了CIFLog的品牌影响力。

CIFLog成为全国大学生测井技能大赛唯一指定的参赛用软件

    问:目前国内外都非常重视数字化与智能化在油气领域的应用,作为油气勘探工程领域的院士,未来CIFLog软件在智能化发展方面有哪些设想?

    答:随着人工智能的不断发展,如何将其运用到海量地球物理测井数据的加工、挖掘和利用上,实现测井信息的“增值”,升级油气勘探与开发服务,已成为新时代地球物理测井应用研究的重要内容,继新版CIFLog3.1处理系统推出后,研发团队已全面布局研发全新一代测井智能处理解释云应用平台CIFLog4.0。平台将结合大数据人工智能等前沿技术,以实际需求为导向,攻关研发成像测井系列智能化处理解释、区域多井智能评价和复杂储层智能化解释等智能核心技术,构建形成测井智能处理解释云应用工作环境,大幅度提升测井处理解释工作效率和解释精度。

    毫无疑问,和新型硬件装备一样,下一代智能化测井处理解释软件对抢占未来超深层复杂岩性油气藏、特殊非常规油气藏和极端条件下工程测井等领域的制高点及全面参与未来国际竞争意义重大。

测井智能处理解释云应用平台CIFLog4.0框架设计图

    作为4.0版的前导,目前项目组与大庆油田技术人员已构建起以CIFLog为核心的大庆油田测井大数据应用平台,完成了CIFLog协同系统研发和测井综合评价项目数据库的建立。该系统实现了多学科、多领域和多人协同的测井处理解释评价。大庆古龙页岩油区块4000余口井的标准化入库和云端协同处理应用,充分验证了该系统能够在提高油田生产工作效率、提升处理解释评价精度上发挥关键作用。进一步与大庆油田信息化、数字化建设成果相结合,构建形成了多学科一体化研究环境,为油田井位部署、勘探开发生产一体化综合应用和专家领导决策提供测井软件技术支持。

大庆油田万米深井井位论证会专家智能决策中心现场

(屏幕中为CIFLog协同处理解释云平台和处理解释成果)

    问:在贯彻落实国家“一带一路”建设的战略方针过程中,您带领的测井创新团队在实现跨国科技合作方面有哪些值得推广的经验?

    答:随着海外油气勘探开发程度逐步深入和勘探对象的日益复杂,要取得新的重大油气勘探发现,亟需打破国际服务公司对成像测井、核磁共振测井等高端处理技术垄断和软件封锁。以中国石油勘探开发研究院测井研究所和中国石油测井院士工作站为核心,联合中国石油集团测井有限公司、CNODC海外研究中心和相关石油院校等单位,将多年在地球物理测井理论、方法和工业化处理软件方面形成的系列技术成果应用于海外重点探区。

    以巴西阿拉姆深水盐下区块首口发现探井古拉绍-1井测井评价为例,现场测井初步解释证实在下白垩统K48/46藻灰岩钻遇厚油层,但油层准确厚度、孔隙度、渗透率、饱和度大小、储层下部低阻低速段是否含水、火成岩顶界深度位置在哪等诸多问题亟需开展测井精细评价。由95件技术发明专利构建形成了新版CIFLog3.1解释评价体系的核心,能纵深30米、360度方位探测复杂油气藏。团队采用其中地层元素测井高精度岩性识别、变骨架孔隙度计算、成像测井岩石结构分类及核磁共振测井孔隙结构分析等技术对该井进行了精细处理与解释评价,明确了地层岩性-物性-电性测井响应规律、有利储层特征与部位以及储层流体性质,给出了储量参数计算结果,为该井的流体识别、储层物性认识、储量评估以及后期区域认识提供了及时有力的技术支撑。

复杂油气藏的测井评价技术体系

    最后,李院士自豪地表示:大型处理解释软件系统代表一个国家在测井领域的硬实力和话语权,在国际油田服务市场上更是如此。我们新研发了噪声频谱分析、螺纹井眼资料处理和固井质量评价等海外急需的特色处理解释模块,很好实现了同时满足国际和国内油田测井解释评价的双重应用需求。持续开展CIFLog软件海外版升级,扭转了使用购买的国际软件开展海外测井服务时的被动局面,为中国测井开拓海外测井市场增加了核心技术手段,有力支撑了中国石油海外各大油气合作区勘探开发工作,为中国石油海外重大勘探发现与开发增储上产提供了关键测井技术保障。