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1.管理偏重點不到位,重點因素把控不足
在國內外環境急劇變化、市場經濟動態發展環境下,影響石油勘探企業成本變化的因素日趨增多,歸納起來為宏觀經濟政策、石油存量與質量、油田勘探所處階段、技術水平、投入產出結構比、石油價格等。一些石油勘探企業往往偏重于一次性管理,忽視長久性管理,如購置先進設備而未有可支持的技術和人才、開發加快但油價降低等,導致企業成本投入多、收益少,甚至出現資源浪費、成本流失。
2.管理信息失真,管理成本過高
管理信息的真實性直接影響到管理的效果,由于一些企業或個人為謀取私利、追求業績、偷逃稅款等而肆意修改、偽造財務信息,導致成本管理信息失真。同時,成本管理本身就是一項工程,需多次分工、多環節互動,而由于事前管不力、分工過細、環節溝通不足、各部門成本管控效果不佳等,使得成本管理本身管理成本提升。
二、優化石油勘探開發中成本管理的路徑
1.更新管理觀念,優化管理內容
石油勘探開發企業管理者要樹立全面管理意識,將成本管理主體范圍延伸至財務部門、會計部門外的其他部門。同時,管理范圍應深入到勘探開發的各環節、各方面,除了進行大規模成本投入外,還應細化到可影響成本變化的各個因素中,以實現全面、全程管理。
2.改革管理方式,進行動態管理
國內外環境、市場的動態發展特征決定了石油勘探開發企業必須轉變傳統靜態管理方式,采用動態化、過程化管理方式,做到事前、事中、事后高質量成本管理。事前計算各個投資區域的經濟期望值、預期效益,選擇高收益、高期望勘探開發區域,確定經濟可采儲量,以提升決策的正確性,降低投資開發風險;對各項勘探開發方案進行綜合評估比較,對輸油設備投入與采油量進行比較,以確定項目投入的經濟價值。事中石油勘探企業應以企業效益為目標,以市場基礎作用為基礎,優選作業設備、人員、措施,根據施工進程及時調整作業方式、優化人員配置、更新設備技術等,尤其關注項目工程中過程性管理方式的運用,嚴格管理項目調研、購置、施工管控等各環節,以實現保證質量、降低成本的目的。事后應關注資源材料的回收、再利用,并注重經驗的總結,為以后作業提供參照。
3.確定重點管理對象,實現“全重”統一
石油勘探企業成本管理還應做到“全重”統一,在進行全面化管理的同時,重點把握好勘探投資、設備技術引進、人員開支調配、所有資源配置、因石油價格波動產生的產出結構調整等關鍵性因素,將一次性投入降到最低,實現資源效益最大化。
4.提升人員素質,把控信息真實性
為提升成本管理信息的真實性,石油勘探開發企業一方面應建立快速有效的信息管理機制,全面收集石油勘探、開發、運輸、銷售等環節信息,改變物流不暢、溝通不力的局面;強化信息收集、分析、綜合全過程的管理,從信息的真實性、客觀性、時效性出發,改進成本信息的獲取、加工、傳輸方式,并推廣計算機的使用,建立信息存儲、管理數據庫,并建立信息公開平臺,以提升信息的真實性和內部信息資源的共享性。另一方面,強化管理者、財務人員的業務素質與個人素質,以教育培訓等方式,管控各個行為主體的行為,確保規范處理管理信息,調動各個行為主體的工作積極性,提升各個行為主體的業務技能、職業素質。
5.強化事前預算,優化管控成本
事前預算對成本管控具有重要作用,石油勘探開發企業可采用零基預算方法進行預算,并將成本管理自身考慮在其中,以確定成本管理所需的最合理的技術、人員、生產工時、勞動定額、價格等;同時,根據石油勘探開發進程,實時更新預算內容,以預算帶動生產過程中各投入因素的調整,保證資源的優化、成本效益的提升。
三、結語
1.1供應鏈與全球采購
供應鏈:是由美國學者邁克爾.E.波特的價值鏈理論發展而來的。供應鏈管理的研究對象是由一些相互合作的企業所構成的整體,這些企業通過合作事先戰略定位,增加運作效率。全球采購:全球采購是一種方法,他要求采購將整個世界看作是組成部件、服務以及最終產品的潛在來源。這種方法可以用于進入新市場,或者獲得同一個供應商的幫助使全球企業更具競爭力。盡管有局限性,但是越來越多的企業開始認為整個世界既是一個市場又是一個供給源。
1.2公司物資供應管理系統
GW為鉆修井、測錄試和井下作業的綜合技術服務型石油鉆探型企業,其供應鏈管理及相關核算系統
(1)計劃立項系統:GW各項目部根據作業隊伍物資需求信息編制物資需求計劃。配件類由物管中心審批,固定資產及長攤類由規劃計劃處審批。
(2)采購系統:公司采購業務部門根據計劃指令需求的規格及數量,以優質低成本完成的物資采購。公司負責GW境內外的裝備類和二級(及以下)統購物資采購與運輸;GW二級單位和境外項目部根據自主采購權限和范圍行使補充采購職能。
(3)運輸系統:公司運輸保障部根據運輸計劃將物資及時發運到境內外各項目部。主要委托貨運或貨運公司操作;境外項目部配合目的港貨物清關及之后的內陸運輸,GW生產協調處是運輸管理職能部門。
(4)倉儲系統:公司倉儲站負責妥善保管物資,正確及時完成入庫、出庫并形成相應記錄。該部分由境內和境外兩部分組成,境內倉庫主要為境內作業隊而臨時儲存的周轉倉庫,境外為當地倉庫,包括項目部倉庫和作業隊倉庫。
(5)生產協調系統:GW生產協調處牽頭并由物資的需求單位和各境內外項目部組成,它是供應鏈管理系統的保障中心和生產協調指揮中心。
(6)會計核算系統:財務部門負責收集供應鏈管理各環節財務信息、材料核算與資金流動,是反映公司物資的周轉和消耗等狀態的系統,主要由GW財務資產處、二級單位財務科和項目部財務部組成。
2、管理模式優化前存在的主要問題及簡析
人員管理和計劃管理欠完善,尤其是供應保障管理模式問題最為突出。
2.1物資供應保障管理模式
物資保障管理模式優化前,境內外共設立了9個專業化大類采購部門(見表1),分別負責相應的大類物資的采購。
2.1.1境內項目部采購管理
境內項目部由于供應商、物資業務人員和作業現場人員相對來說距離近,溝通方便。在作業現場遇到任何問題,從技術、人力、庫存備貨、設備回廠返修及各種應急設備和措施等諸多方面都有利于快速處理。對于供應商來說專業化的采購其數量是規模化和大批量,更便于他們組織提供售后服務。
2.1.2境外項目部采購管理
境外項目部則不具備以上優勢,且還涉及貨物的國際運輸、出口退稅、到港物資清關、項目成本結轉等多個復雜環節。境外物資需求弱化了專業化采購的規模批量優勢,反而凸顯個性化、區域化、緊急化與整體化等特點。由于境外后勤保障人員少,物資到貨時間則越短越好,批次越少越有利清關和內陸運輸。針對每個訂單的包裝、交貨期和國家不同等差異性需求較大,專業化采購會由于各部門業務量、辦事效率和業務人員不同,而容易產生很多物流環節上的瓶頸問題,再加上物資到貨、驗收和出入庫以及運輸集港、裝船等業務與運輸保障部人員的銜接等,更會直接降低物流時效,有些問題的滯后解決還會帶來惡性循環。所以,對境外項目來說,一體化物資供應管理模式優勢遠遠大于劣勢。
2.2采購計劃和運輸計劃
2.2.1采購計劃信息不全面
境外物流管理人員的專業化水平決定了物資計劃提報專業化程度的高低。化工類和測錄試兩類物資采購計劃,境外項目部一直按大類提報且比較專業。主要是這兩個專業涉及的物料種類較少,現場工程技術人員對所用物資的熟知程度較高。相對鉆探類物資而言,物資種類龐雜,現場物資管理人員大都是機械師或電氣師兼職,對所有跨大類物資屬性并不一定全部熟悉,物資采購計劃型號、技術規格及物資編碼等會產生一些誤差。采購過程中,有些物資信息需要反復確認,會使采購周期延長。還有作業現場人員對物資消耗無準確的前瞻性和規律性分析判斷,未能實現科學化、系統化采購計劃管理。
2.2.2運輸計劃信息不準確
運輸計劃是運輸部門執行運輸任務的唯一依據,計劃的時效性和可操作性是反映計劃提報質量的關鍵。計劃提報不及時將給運輸貨物的箱單發票制作、實物包裝、數量核對、詢船、定艙、報關、報檢、運輸全程監控和定險定損等工作帶來很多隱患,也會導致貨物無法報關或清關或不能及時到達等問題。公司對提交運輸計劃的要求,成套設備應在預計起運35天前,配件和材料應在預計起運25天前。突出問題是為了市場開發需求,成套設備運輸和公司統購物資運輸計劃,基本上都是剛采購完或在采購過程中就提交了信息不完整的運輸計劃,物資合同號、金額、包裝、重量、尺寸等信息誤差較大,給后續運輸工作帶來很大困難。
2.3物資庫存及周轉方面
2.3.1境內物資倉儲管理水平一般
公司境內現場物資倉儲功能主要由境內倉儲站和臨時庫房來完成,各境內倉儲站的布局需要根據項目和井隊移動作業的需求而不斷進行調整。境內需求物資采購后,先送達公司境內各地倉儲站,再由需求單位自提或提交運輸申請后由公司安排二次倒運到作業現場。由于二次短倒需求的特殊性,往往所承運車輛噸位與所承載貨物量不匹配,時有車輛虧載而造成浪費的現象。
2.3.2境外需求物資國內周轉庫效率不高
境外需求物資周轉庫收貨是按照國內廠家貨到后驗收入庫,其計劃性不強。出庫物資也是根據項目緊急程度來安排裝箱和提交運輸計劃,缺乏全程信息共享和全流程貨物動態的計劃性和高效性,時有裝好了貨物又掏箱的現象發生。由于整個過程有物資入庫、開箱查驗、入出庫、包裝、分類裝箱、提交運輸計劃、集箱與集港等多個環節,導致采購和運輸部門無法準確掌控實時動態的準確信息,直接影響了貨物的整個發運效率。由于倉儲管理不到位,也會出現延遲收發貨、貨差或發錯貨物等現象;有些向境外周轉的測錄試臨時儲備物資和一些裝備,無法及時核準到具體項目,造成了很大的庫存和在途物資。
2.3.3境外項目部庫存管理有待提高境外作業現場物資管理由項目部及作業隊負責,庫存周轉率較低原因:
(1)物資種類繁多。主機有多種不同的規格型號,相應所需零配件的規格型號、生產廠家均不同,各種常用物資達4-5萬項,增加了管理的難度。
(2)作業地點分散,辦理入出庫耗時費力,運輸距離長,增加了物流運輸成本。還有對庫存管理重視不夠,人員配備不足,信息化手段不強等因素。
2.4供應商管理不盡科學
目前公司入網供應商800余家,其中生產型的企業不足一半。按照目前GW境內外的工作量,供應商總數削減一半即可滿足整個GW的生產需要。因大量低水平小生產商和中間商的介入,不但造成整個供應商管理工作量的增加,更無法保證產品質量,質量管理和供應商管理成本逐年增高。
2.5質量管理措施滯后
公司有專業的質量監督中心,配備專業的質量管理人員。對貨物的質量抽撿,合格率很低。公司無專業檢測設施和手段,到貨驗收只通過目測檢查進行質量把關,很難從根本上杜絕質量問題的出現。化工類物資批批檢驗,配件類是箱箱打開逐個查驗,在流轉繁瑣的程序中,經常遇到項目緊急需求物資,只能空運進行補救,浪費了人力、物力和財力。
2.6物流管理人員配置不足
依據近期的調查結果,公司三分之一的海外鉆修井項目未設立專職物資管理機構,也未配備專職后勤保障管理人員。有些海外項目雖有物資管理專職機構,在專職人員定編配置上嚴重不足,也是供應鏈管理不到位的一個主要因素。培訓、配置和儲備合理數量的專業化物流管理人員是供應鏈所有程序能否規范運行的關鍵。
3、優化后的機構、業務流程設置及優勢
3.1業務部門設置
2013年公司實施采購專業化和區域一體化管理模式有機結合的優化策略,境內業務保留了原專業化采購的9個采購部門(詳見表1)。境外業務按照區域新增設了四個區域保障部(化工、測錄試保留境內外專業化采購),境外保障部實行采購、運輸、退稅和結算業務一體化,即每一單業務都由一個業務人員從頭至尾做下來,避免了中間環節因工作交接出現誤差。國際貿易部負責保障業務以外的所有貿易類業務,運輸保障部按照區域分設中東、中亞、美洲和非洲四個區域化運輸業務小組,分別負責各自的大型裝備運輸和設備回運等運輸保障業務及結算等工作。
3.2管理模式專業化與區域一體化的有機結合
3.2.1供應鏈整體優化方面
綜合分析GW供應鏈管理現狀,業務人員專業水平有限,業務素質有待提高,基礎管理薄弱,尤其是過時的保障管理模式和流程是導致保障效率不高、質量問題時有發生的最主要原因。主要措施如下:
(1)完善公司技術管理部(編碼科)職能,增加編碼管理、供應商和服務商管理、建立成套設備臺賬和配套清單,落實原配套廠家相關信息等。
(2)整合生產經營部,使其負責計劃、倉儲、生產協調和經營管理。
(3)加強國際貿易部的采購職能,將一類集中采購物資、集團電子商務采購物資和第三國采購物資納入國際貿易部業務范圍。結合國際貿易采購和電子商務平臺建設,提高其專業化采購和國際采購能力。
3.2.2物資保障模式專業化與區域一體化優勢互補物資供應鏈業務流應該是融合專業化標的物與
3.3采購業務保障體系
該體系主要由公司各專業采購部門組成,該體系的主要職能是負責供應商管理,接受公司采購計劃指令,按要求完成各項采購任務。境內保留專業化采購模式,境外按照區域一體化模式,力爭同一批次采購需求計劃按照統一的流轉時間進行供應,避免了錯綜復雜的信息交替,使海外項目物資的信息跟蹤、出口退稅和境外成本核算得以順利進行。
3.4運輸業務保障體系
該體系主要由公司倉儲管理站和運輸保障部組成。該體系的主要職能是根據指令接收采購物資,負責物資的驗收及庫存管理,根據運輸計劃組織物資發運。通過統籌安排,加強各倉儲站虛擬入出庫的管理(直達料),靠前管控,最終提高了所需物資發運的及時性和準確性。
3.5生產經營協調體系
該體系主要負責完成物資需求計劃匯總和流轉,下達采購及運輸指令,協調采購、供應、倉儲管理等各個環節。GW層面主要由物管中心和生產協調處組成。公司整合了生產經營部,作為公司的物資調劑、采購、倉儲、計劃和生產保障協調體系核心。
3.6建立科學的供應商、質量和倉儲管理體系
3.6.1供應商和服務商管理
嚴把供應商和服務商準入關,定期開展供應商和服務商資質評審和產品服務質量評價。加強了供應商考察和資質認證工作,由境外項目或境內作業單位根據現場裝備、配件及化工品的使用情況,推薦信得過的戰略合作供應商,結合資質認證和使用單位質量反饋,將供應商數量逐步控制在200-300家以內,只有這樣才能減少管理成本,控制產品質量。
3.6.2質量管理、管控前移
組織同類產品成本對標分析,確定合理價格,同生產企業簽訂長期戰略合作協議,提高質量保證金比例,對出現質量問題的供應商加大處罰力度。不定期對供應商和服務商進行產品和服務定期檢查或突擊抽查,使供應商和服務商最終能夠自覺控制產品質量和服務水平,基本實現了產品和服務質量控制關口前移至由供應商自己來管控。
3.6.3技術體系管理
對所有境內外設備建立設備臺帳和配套清單(含配套供應商),規范技術、技術協議、質量和檢測標準庫。建立物資生命周期表,完善物資編碼庫、合同價格庫、優質供應商和服務商名錄庫,不斷更新各倉儲站的實際庫存數據,強制執行單證備案和檔案管理程序,以滿足供應鏈管理各環節的技術信息需求。
3.6.4物流過程控制管理
完善招投標管理制度,在完成供應商和服務商資質認證,產品和服務質量可控的情況下,加大年度框架協議組織實施力度,縮短組織周期,優化結算程序,大大提高了框架協議物資的保障效率。如境外需求的化工品,通過框架協議減少了合同簽訂量,縮短并統一了各供應商的框架協議下物資的生產周期、質量和運輸包裝要求,大大降低了不必要的庫存。
3.6.5擴大可行的虛擬入出庫比例
境內物資在具備直達施工現場的條件下,由公司國內倉儲站人員到項目需求目的地進行現場聯合驗收并辦理虛擬入出庫,即提高了運送效率又節余了大量的周轉時間和倒運成本。境外項目在保證公司統購物資和合理物資庫存量的基礎上,在質量保證的前提下,逐步加大直達料的比例。業務員在給廠家下達訂單時即可將包裝要求和運裝要求等一次性詳細的規范下達,具備發運條件后即可直接將貨物運抵提前確定好的貨代堆場(一般7-14天免費),在此期間基本可滿足境外物資的留樣抽檢、報關報檢等工作并辦理虛擬入出庫手續。以化工料為例,一年來,減少了倉儲站中轉卸貨、裝貨及運輸計劃提報等環節,整個發運周期縮短了10-15天。庫存基本為零,即把庫存向前移到了供應商的倉庫,向后移到了貨代堆場和項目部倉庫。優化后的化工品保障流程示意圖
3.7利用信息化,搭建國際貿易電子商務平臺
3.7.1完善物資編碼管理
公司組織人員按照“唯一和通用”的原則,對公司生產作業涉及的各種物資,進行統一編碼,規范物資中外文名稱,大大減少了由于名稱不一致而造成編碼不準確或一物多碼的情況。
3.7.2強化信息系統管理
信息化推廣在物資計劃及采購環節中獲取了以下良好的效果:
(1)物資需求信息的采集、處理、傳輸、存儲需經過多種傳遞路徑和審批手續,實現了實時記錄,便于信息使用部門及時掌握物資計劃完成的時效性,避免了信息傳遞過程的不及時、不準確,提高了管理和決策水平。
(2)充分實現信息共享,解決了各部門的信息采集和處理后只能存儲在本部門的問題,沖破了“信息孤島”現象。
(3)實現了物流管理信息系統與會計核算系統的無縫對接,提高了會計核算的準確性、及時性,簡化了單據傳遞及會計核算流程。
3.8國際化物流供應體系的建立
公司在境外建立了兩個子公司,全球物流供應體系已初具規模。在此基礎上,公司計劃在全球其他合適的地區增設3-5處境外物流采購供應基地,實現物流的當地采購,就近供應,以降低物流成本。借鑒國際成熟企業經驗,制定規范的物流基地管理標準,保證了公司國際化物流管理體系的高起點、高標準,較好地實現了保障供應、規范管理、提高效益的目的。依據經濟效益原則,明確各境外物流基地的物資采購供應目錄,規定并規范了各業務部門和單位的業務范圍。
3.9發展GW自主品牌,搭建國際貿易電子商務平臺
國際貿易的增長帶動國際物流,國際物流的順暢促進國際貿易,兩者相輔相成地發展。GW國內業務分布在23個省市自治區,國際業務遍及20多個國家和地區,建立GW自主品牌,搭建國際貿易電子商務平臺和實體展示平臺將大大拉動公司國際物流系統的快速發展。國際貿易業務既是日常生產物資保障的補充,也是公司利潤新的增長點。
4、結語
在進行原油的勘探及采集的過程中,根據產油區域的不同作用,可以將石油的地質層劃分為儲集層、生油層以及蓋層等的結構,分析產油區域的地層結構和走向對于做好石油的勘探以及采集工作有著非常重要的意義。
1.1國內石油地質層中的儲集層
在石油地質層中我們把能夠儲集石油的巖層成為儲集層,在儲集層中具有大量的孔隙,孔隙是巖石中未被固體物質所占據,能夠儲存一定液體的空間,孔隙包含孔洞和裂隙,巖石中具有彼此相連的孔隙和獨立的孔隙。地下的石油和天然氣就儲存在巖層的連通孔隙空間之中,其儲存方式就像水充滿在海綿中的方式一樣,因此,我們稱凡是具有一定的連通孔隙,且能使流體儲存并在其中滲濾的巖石層為儲集層,如果在儲集層中儲存了油氣稱為含油氣層,而已經開采的含油氣層成為產層,在現今,世界上的絕大多數油氣藏的含油氣層是沉積巖,另一部分的油氣層是巖漿巖和變質巖,隨著科技的進步和石油地質理論的完善,人們在火山巖、變質巖與泥頁巖中找到油氣藏的數量也越來越多。儲集層是石油公司所能擁有的最有價值的地質實體之一,如果地下沒有儲集層則無法找出石油和天然氣儲量,做好儲集層的特征的了解與利用而不是忽略儲集層之間的差異是地質學所需學習的重要內容。
1.2生油層
在地層中具有良好的油氣源巖是沉積盆地形成油氣藏聚集的首要條件。通常我們把能夠生成石油和天然氣的巖石稱為生油(氣)巖。由生油(氣)巖組成的地層稱為生油(氣)層。
1.3蓋層
蓋層是位于儲集層上方,能夠阻止油氣向上逸散的巖層,總的來說,蓋層主要起著封閉的作用,它對于油氣的封蓋性是相對于其下伏的儲集層而言的,其中,天然氣藏對于蓋層要求比油藏更為嚴格,蓋層對于圈閉的形成有著重要的意義。一般的蓋層巖石類型有,鹽巖、泥頁巖、致密灰巖、膏巖等。
2國內石油地質勘探技術的創新與應用
2.1國內石油地質勘探技術中的可膨脹套管技術
可膨脹套管技術開發與20世紀80年代,而后在90年代初由殼牌公司提出,可膨脹套管是一種由特殊材料制成的金屬鋼管,其具有良好的塑性,其在井下可通過機械或者液壓的方式使可膨脹套管在直徑方向上膨脹10%-30%,同時,在冷做硬化效應下提高自身剛性,可膨脹套管技術的最終目標是實現使用同一尺寸套管代替原來的多層套管成為可能,實現一種小尺寸套管鉆到底的目標,是復雜的深井能較順利的鉆到目的層,最大限度的降低鉆井工作量,從而降低鉆井成本,可膨脹套管技術應用將使傳統的井身結構發生重大的變革,實現鉆更深的直井和更長的大位移井,從而更經濟的達到儲層,可膨脹套管的優點是可以封堵任意一個復雜的地層,可以從根本上解決多個復雜地層與有限套管程序的矛盾,使復雜的深井能較順利的鉆到目的層,也從根本上解決了大尺寸井眼鉆速慢的問題。
2.2做好石油地質勘探新技術的研究工作
加強對巖石物理分析技術、復雜構造及非均質速度建模及成像新技術、高密度地震勘探技術、儲層及流體地球物理識別技術、非均質儲層地球物理響應特征模擬和表征分析技術、多波多分量地震勘探技術、井地聯合勘探技術、時移地震技術、深海拖纜及OBC勘探技術、煤層氣地球物理技術、微地震監測技術等石油物探新方法新技術研究。同時,需要將石油地質勘探的技術鏈從勘探技術研究向研發、應用一體化相結合的方向轉變,從而極大的提高我國石油勘探研發能力的提高。現今,石油勘探新技術主要有物探技術、測井技術、虛擬現實技術、空中遙測技術與光纖傳感技術等方面。其中,物探技術主要包括反射地震技術、數字地震技術和三位地震技術等,隨著科技的進步與發展,新的高分辨油藏地震技術四維監測技術被發現與應用,很高的促進了我國石油勘探能力的提高,在勘探能力提高的同時也極大的降低了生產、勘探的成本。而測井技術在極大的得益于電子、機械與無線電技術的發展,測井技術的發展極大的提高了井下勘探數據的采集和處理能力,使得勘探過程中測井的精度與深度以及測量的效率大幅的提升,更好的為石油勘探服務。虛擬現實技術則是指使用計算機建模技術來將勘探過程中收集到的數據使用三維動態模擬圖的形式表現出來,從而能夠極大的降低勘探的成本,同時能夠有效的提高勘探的效率。空中遙測技術與成像技術的結合能夠有效的提高勘探的效率,通過飛機在低空飛行時對于地下地層的測量能夠使勘探更為快捷、方便。石油勘探新技術的應用能夠有效的提高勘探的效率、可靠性以及能耗等,極大的促進我國石油勘探能力的發展。其中石油地質類型是石油勘探的基礎。
3結語
意氣風發,與石油物探結緣
1978年,我國恢復高考制度之初,積壓了十年之久的考生,一起涌向高考這座獨木橋。年僅16歲的曹思遠成為這千軍萬馬中的佼佼者,順利考入了中國礦業大學數學力學系,完成學業后以優異的成績留校任教,成了一名年輕的大學老師。
命運之神總是垂青銳意進取的心,機會總是留給有準備的人。在教書育人的同時,他也在積極地參加科學研究。一個針對青年教師的只有2000元研究經費的科研項目,讓他與石油物探結下了不解之緣。
懷著對石油勘探濃厚的興趣,曹思遠投師著名地球物理學家牟永光教授名下,成為中國石油大學(北京)當年招考的十幾名博士研究生之一。三年半的時間,牟永光教授嚴謹的治學作風,加上一個熱血青年旺盛的求知欲,曹思遠為自己的博士人生交了一份滿意的答卷。他第一次將屬于三個不同學科的研究理論,即調和分析中的小波理論,非線性學科中的分形理論和地球物理學科中的地球探測與信息技術結合在一起,完成了題為《小波變換在地震資料處理和分形研究中的應用》的博士論文,得到了業內行家的高度評價。同時,他的科研人生也有了一個新的起點,他的科研目標也有了明確的方向。
博士畢業后,曹思遠進入中科院地球物理所博士后流動站。在此期間,曹思遠又得到著名地球物理學家劉光鼎院士和李幼銘研究員的言傳身教,讓他在自己的研究領域博采眾長。這期間知識的儲備,為他未來創造出更加有價值的學術理論提供了有力的保障,也讓他在推廣和完善石油勘探中的時頻分析技術獲益匪淺。1996年,他完成了中國科學院地球物理所博士后的研究工作后,回到了自己的第二個母校――中國石油大學(北京),重新回到了三尺講臺上,開啟了他在石油勘探領域,科學研究和教書育人的同步人生。
提起石油勘探,最先的工作就是勘測、尋找,然后是打井、鉆孔等,在這一過程中,沖在石油地質和石油地球物理勘探第一線的總是像曹思遠教授這樣的科技工作者們,我國95%以上的石油地質儲量是他們通過物探方法找到的。曹教授深知,隨著開采技術的不斷提高和社會生活對石油需求量的不斷增長,人類對石油勘探技術提出了更高的要求,常規的地震資料的去噪方法已經越來越不能滿足高精度數據處理的需要。他介紹說,在接收到的地震記錄中,很多有效的信號成分,由于能量弱,被淹沒在各種各樣的環境噪聲中。對于能看到一些信號影子的記錄,人們已經發展出了不少好的去噪方法;但對于看不到信號的記錄,目前還沒有好的方法將有用弱信號和無用噪聲分離出來。
曹思遠教授就是基于這樣的問題,用自己深厚的數學功底,開創性地建立了有別于傳統去噪方法的有用弱信號提取法。在這些記錄中,人們看到的只是些雜亂無章的隨機噪聲,而看不到與它們混在一起的弱信號。如何從這無序的信號中,去尋找能量很弱的有效信號,是他們研究工作的重點,實際上它也是很多學科中的難點。曹教授敢為人先,創造性的把精準的數理計算方法帶到石油勘探領域,經過多年實踐研究,在“皮爾森體系”已有的相關知識基礎上提出了“基于‘皮爾森體系’獨立分量分析地震實現信號去噪”的方法,并獲得了國家發明專利。2009年,該專利作為教育部所屬高校幾十萬個國家發明專利中僅有的兩個代表中的一個,獲得了當年教育部高校科技進步獎二等獎。
與傳統的去噪方法相比,曹思遠教授發明的專利中提出的解決方案,既無須大量的觀測樣本,也無須信號的先驗信息,就可實現信號與噪聲的有效分離;過程簡單、計算速度快、應用方便靈活。經過該方法求取的地震信號具有信噪比高、振幅保真的特點。因此這項專利對我國的物探技術具有非常重大的現實意義,同時對其它學科的信號處理也具有廣泛而獨特的應用價值。
突破創新,始終走在石油勘探最前沿
深厚的數學功底和對未知世界強烈的探知欲望,讓曹思遠教授在拿到任何一個地震數據資料時都如獲至寶,在數據中尋找真理,在圖像中探求規律。編過太多的程序,也有太多的程序因達不到預期的結果而中斷擱淺,但是付出總會有收獲的,兢兢業業的潛心研究讓他在數學力學與石油勘探之間游刃有余地行走。在他的發明專利得到認可后,他又開始了新的征程。
在石油地球物理勘探中,地震資料的高分辨率處理始終是人們關注的熱點之一。這就需要對影響資料分辨率的因素進行分析,找出其中的主要因素,例如地震子波的主頻與頻帶寬度時間空間的采樣率、資料信噪比、子波的形狀以及大地對地震子波的吸收作用。一般的解決方法主要包括:采用綜合有效的噪音衰減方法提高資料信噪比,拓寬資料有效頻帶寬度,采用小的時間采樣處理,使用零相位子波反褶積,進行一致性能量補償,用分頻剩余靜校正法作剩余時差校正,精準的速度分析,疊后進行高頻補償處理拓寬資料頻帶寬度。采用這些方法處理的資料分辨率得到較好的提高,對地質成像及儲層預測具有積極的作用。
為了更加精確的對地震資料進行高分辨率處理,2003年1月,曹思遠開始對地震資料的HHT高分辨率處理及微斷裂的識別技術進行攻關和研究,取得了突破性的進展。數學模型和實際資料的研究結果表明,HHT點譜白化技術可以在信噪比很低的情況下,提取眼睛看不到的弱信號,并使它的能量得到加強,從而極大地拓寬信號的頻帶,提高地震資料的分辨率,為提高目標區地震資料處理的質量、特別是提高薄儲層的識別能力作出了貢獻。
此外,煤層小斷層及微斷裂的展布對煤礦安全生產具有特別重要的意義。在HHT點譜白化技術基礎上研發的小斷層、微斷層識別技術可以檢測到原始地震剖面中原來看不到的相關信息,這為查明可采煤層的構造發育情況提供了新的技術支持,為提高煤炭產量、降低開采風險發揮重要作用。
執著于創新的曹思遠教授始終在不斷提高著自己的油氣田勘探開發技術,由于該技術涉及地球物理、石油測井、油藏工程、石油地質等多個學科和專業領域,因此需要協同作戰、團隊合作。于是,在技術研發進程中,曹教授經常與實驗室的其他成員,或者是其他院系的老師通力合作,不斷取得新的突破,為祖國的石油勘探技術提供了可靠的技術力量。
桃李滿天下,激情奉獻教育事業
曹思遠不僅是一位科研工作者,更是一位教育工作者。作為中國石油大學(北京)地球物理與信息工程學院博士生導師,曹教授目前指導的博士生和碩士生達二十多人,并且承擔著儲層地球物理、地震勘探原理及解釋技術、地球物理勘探新方法新技術、分形理論、小波理論及其應用、空間解析幾何等課程教學。
在研究生的指導過程中,曹思遠教授用自己的科研激情感染和鼓舞著自己的學生。他名下的學生每兩周都有一次研討例會,所有人都必須匯報學習和研究狀況,而他自己也不能例外。這樣的研討會不止讓自己的學生得到鍛煉和提高,同時也吸引了其他年輕教師的參加。甚至,有的年輕老師在參加之后,對他們的研究方向產生了濃厚的興趣,也加入了他們的研究團隊。這樣的研究氛圍,在研究生中間身受口傳,越來越多的考生把投師曹思遠教授作為他們的考研目標。
如果說在研究領域,曹思遠教授是用自己的科研激情感染和鼓舞學生,那么三尺講臺也是曹思遠教授的人生舞臺。曹教授在講臺上絕不是照本宣科,給每一級學生的講課都不盡相同,他會將自己最新的研究成果在課堂上與同學們分享,他也會將自己的研究思路向同學們闡述。經常有叫不上名字的學生走過來告訴他,說他是他見過的最好老師。這樣的一句話,會讓他激動半天,這是他作為一個授課老師自認為最大的獎賞。
每天晚上十一點之前,他很少能回到家,但他不覺得辛苦。因為他做著自己喜歡做的事,在科學研究和教書育人的方寸之間,他快樂著自己的快樂。如今,他已經為國家輸送了眾多高新科技人才,其中很多人已經身居石油行業的重要崗位,為祖國的現代化建設貢獻著力量。
多年來,曹思遠教授帶領著自己的學生參加并負責完成了多項國家重大專項課題及“973”“863”項目子課題的研究,在各級刊物和國際學術會議上60多篇,獲國家級科技獎勵兩次、省部級科技獎勵四次、國家發明專利三項,其中,還有六項國家發明專利正在申報中。這讓他的個人價值得到了無限放大,也鼓舞著他再攀高峰。
執著前行,甘于奉獻
不同于“鐵人”王進喜和電影中石油勘探者的廣為人知,曹思遠教授作為一位石油勘探技術的研究者默默的耕耘著自己的一方水土。他雖然數學專業出身,卻在油氣田勘探開發中的地球物理方法、信息與計算技術等方面的研究中成績突出;他甘于清苦與寂寞,卻為中國的石油勘探行業贏得了較大的社會效益和經濟效益。
任爾東西南北風,我自巋然不動。二十余年如一日的探索和努力,讓曹思遠教授的科研和教學工作如魚得水。對于未來,他表示將繼續執著的行走在科研道路上,不斷耕耘,解決更多的油田勘探開發難題,創造出更多更實用的國際領先技術與理念,為中國油氣田勘探開發技術的發展和完善提供強大的科技支撐,力爭早日實現祖國的強國夢。
關鍵詞: 異構數據庫; 油藏信息集成; .NET; 動態集成
中圖分類號:TP311 文件標志碼:A 文章編號:1006-8228(2017)05-10-03
The dynamic integration of heavy oil thermal recovery multi-information database
Li Yang1, Feng Qianghan2, Chen Long2, Xu Xiaohong1, Shao Yanlin1
(1. College of Geosciences, Yangzte University, Wuhan, Hubei 430100, China; 2. The Third Gas Production Plant, PetroChinaChangqing Oilfield Company)
Abstract: In this paper, the information of multi-source and multi-scale oil and gas reservoirs is integrated and applied to the development, management and dynamic analysis of oil and gas reservoirs. Based on the database technology and .Net coding platform, a multi-information database of heavy oil thermal recovery is established, and the multi-information integration and real-time dynamic update are realized. In order to meet the different needs of different departments to the information of oil and gas reservoir, the heterogeneous database structure is used to realize the classification, analysis and using of multi-information of heavy oil reservoir. The multi-information of heavy oil thermal recovery are integrated and managed in the dynamic database, which provides departments with a support platform for the analysis and sharing of heavy oil development.
Key words: heterogeneous database; heavy oil thermal recovery; .net; dynamic integration
0 引言
油藏開發中,油氣藏信息為重要研究對象 [1]。提高油氣藏管理的信息化水平,已經成為當前各大石油企業的重要任務。油氣藏開發管理正朝著油藏工程信息集成化、動態統計分析化等方向發展。當前國內石油企業在油藏開發管理過程中,面臨著以下的難題[2-9]:①動態分析管理需查詢各種資料;②多井區塊開發分析所需資料急劇增加;③跟蹤分析管理困難,影響動態調整效果;④油田信息資源共享困難;⑤異構系統逐漸增多、集成難度大成本高[3]。石油勘探開發涉及多工作環節、多類軟件系統,以油藏描述為例,常見的相關軟件平臺有Discovery、petrel、GeoMap、Gxplorer等,這類軟件的基礎數據,都是單獨建制,軟件之間難以共享數據。異構系統之間難以實現信息交換,使得實現信息共享的技術難度較增大。各種系統、產品間的互操作性較差,相互間都難以配合[10],使得油田內的不同應用系統難以實現數據的溝通。以上問題嚴重制約著油氣藏勘探開發工作的開展以及數字油藏建設目標的實現,阻礙著油田信息化的建設。本文針對數字油藏建設中的難點,油藏多維、多尺度、多源數據的集成,基于數據庫技術與.net編碼平臺,開展熱采稠油油氣藏信息集成與開發分析運用方法的研究。建立油氣藏多信息數據庫,實現油氣藏多信息的集成與動態開發分析,搭建稠油熱采開發動態分析與評價平臺,提高熱采稠油油藏管理與開發動態分析的工作效率。
1 研究思路
在此基A上集成稠油熱采多信息開發數據庫管理系統(DBMS),實現多個采油廠現行各數據庫實時連接與訪問的數據庫服務軟件,從其中導入數據到稠油所的熱采稠油多源信息數據庫服務器中,實現多采油廠數據集成。運用Oracle數據庫觸發器技術.net編碼平臺實現數據的實時動態更新。針對稠油所各部門技術人員對稠油熱采信息的研究領域的各種需求,根據Oracle編程開發技術,.net編碼平臺、Access數據庫技術,以XML和OleDb技術為數據傳輸媒介,建立雙重異構數據庫,實現技術人員對稠油熱采信息的分類統計,高效查詢與動態開發分析。設計思路及核心技術如圖1所示。
2 稠油熱采開發數據庫設計
稠油熱采開發數據庫是在國家油數據庫數據表標準之上,基于稠油油藏多信息集成與熱采開發動態分析系統的需求分析中的數據需求,同時參考各采油廠的數據庫特征,對稠油油藏多信息數據庫的屬性特征邏輯庫進行了數據庫的設計。利用Oracle數據庫技術在服務器上將概念模型轉換為關系模型,建立熱采開發動態數據管理關系。針對稠油熱采開發多信息開發數據庫,創建了各類主外鍵及約束以保證數據庫的完整性,還利用觸發器實現用戶定義的業務規則。同時,為了保障數據安全,完善數據庫管理機制,運用數據庫控制語言(DCL)管理用戶關系表,包括用戶ID、實例名以及訪問用的用戶名和密碼/口令等關鍵信息。采用三級管理模式:DBA管理員(可以對數據庫中的數據,結構進行修改),系統管理員(管理用戶信息、添加刪除用戶,設置用戶的訪問、讀取權限),用戶(只有對數據庫的讀取權限)。
3 稠油熱采開發數據庫動態集成
稠油熱采開發數據庫的數據集成方法采用了數據的遷移與轉換的方法,通過網絡對各個采油廠數據庫的訪問,將各個分離的稠油熱采“信息孤島”連成一個完整、可靠、經濟和有效的集成稠油熱采數據庫,并使之能夠彼此協調工作,發揮數據的整體效益,達到稠油熱采數據整體優化的目的。在.net平臺基礎上,面對稠油開發技術人員的信息需求,開發自定義數據庫服務軟件,利用XML具有簡單、開放、易于擴展、交互性好、語義性強等特點,建立主數據庫與各個采油廠數據庫之間的映射關系、消息捕獲機制和部分視圖機制,進行對各個采油廠數據庫的稠油熱采數據進行集成,實現數據的動態w移與轉換。該軟件通過數據操作語言(DML)針對各采油廠的開發庫特征,提供了對各采油廠開發庫綁定和查詢功能、數據的綁定列功能、數據信息統計功能。
4 雙重異構數據庫的建立
由于服務器稠油熱采開發數據庫只能給稠油開發人員提供訪問功能,因此為了實現開發人員根據部門的不同與研究方式的各異,動態集成的數據庫并不能實現對區塊、井組、劈分系數等研究信息的編輯。因此在稠油熱采動態分析軟件開發時,提供了Access用戶數據庫。用戶數據庫利用存儲區塊,井組,單井,劈分系數基本信息作為元數據,根據技術人員對井的多種分類統計研究需求調用相應的元數據,向Oracle稠油熱采開發數據庫中發送相應的指令進行查詢。用戶數據庫如圖2所示。
對于稠油熱采數據的集成與調用,采用了三層架構的模式,通過本地用戶數據庫、稠油熱采動態分析軟件DataSet數據緩存區、稠油熱采開發數據庫三者之間交互的方式。利用OleDb技術中的OleDbConnection、OleDbDataAdapter、OleDbCommand等類對Access數據庫和Oracle數據庫進行訪問,實現對access用戶數據庫中的元數據進行增刪改查,同時利用所檢索的Access數據庫中的元數據(如井號,區塊等信息),查詢Oracle數據庫中相應的生產數據。由此建立了基于局域網內的雙重異構關系數據庫,以此來保證數據的流動性,實時性,安全性,查詢分析方式的多樣性。雙重異構關系數據庫設計流程如圖3所示。
4.1 稠油熱采動態分析軟件與本地用戶數據庫之間的交互
通過結構中提供程序和表示數據的一種內存駐留表示形式的DataSet作為駐于內存的數據緩沖區,運用存儲過程在前臺應用程序中調用,訪問用戶數據庫,提供用戶所需井號的區塊,劈分系數,所屬井組等信息,并且可以根據研究區塊和部門的差異,運用OleDbDataAdapter、OleDbCommand實現部分井組,劈分系數,區塊信息元數據的自定義查詢。
4.2 稠油熱采動態分析軟件與開發數據庫之間的交互
軟件通過用戶數據庫獲取井相關元數據信息,存放在DataSet數據緩沖區,向稠油熱采開發數據庫中進行區塊、井組采油曲線、注采曲線、周期曲線等多信息開發查詢統計,實現對稠油熱采動態統計分析。同時,利用DataSet數據緩存區,通過軟件對用戶數據庫獲取的井號信息,與稠油熱采開發數據庫中的井號信息進行匹配,保證信息的完整性。
5 系統集成運行
稠油熱采數據動態集成已經運用到稠油熱采動態分析軟件中,運行實例如圖4所示。技術人員通過自定義井組,存儲到本地用戶數據庫中,然后通過DataSet緩存在軟件中的區塊,井號信息進行選擇,查詢到井組中的所有號ID,劈分系數。由于查詢特定時間內井組注采曲線需要用到油井日數據表中的產液、產油和注蒸汽井數據表中的注汽信息,因此在稠油熱采開發數據庫開發時提前建立包含產油、產油、產液、日期、井號的多表視圖信息。然后再通過對視圖的查詢并加入劈分系數計算得出改井組的注采曲線。
6 結束語
本文研究了利用數據庫技術與.NET平臺實現數據庫的動態集成。以DataSet數據緩存區為媒介,采用三層數據交互的架構模式,構建了雙重異構數據庫,使查詢更為方便和靈活,滿足了技術人員對稠油熱采數據的分類統計需求。此數據庫系統的設計,方便了稠油研究所對各個采油廠數據的動態集成和油氣開發。但是集成后的稠油熱采開發數據庫信息量非常龐大,在進行海量數據綜合查詢分析時效率有待提高,因此還需要對數據庫的優化做進一步研究。
參考文獻(References):
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關鍵詞:薛岔區塊長6油藏,井網適應性,數值模擬
吳起油田薛岔區2008年實施全面勘探,長6油層組是其主力油藏,其主要特征為低壓、低滲、低產。薛岔區長6油藏的孔隙度主頻分布在7%—19%之間,滲透率分布范圍在0.1×10-3μm2—14×10-3μm2之間,平均滲透率為0.88×10-3μm2,屬低孔低滲油藏。
1.井網密度分析
特低滲透油藏井網密度研究工作包括經濟極限井網密度的確定和經濟最佳井網密度的確定。論文大全,數值模擬。經濟極限井網密度是總產出等于總投入,即總利潤為0時的井網密度。經濟最佳井網密度是指總產出減去總投入達到最大時亦即經濟效益最大時的井網密度。在此,本文從三個方面進行分析:
1.1考慮水驅最終采收率
中國石油勘探開發研究院根據我國144個油田或開發單元的實際資料,按流度統計出最終采收率和井網密度的經驗公式[1]。當流度小于5時,最終采收率ER與井網密度的經驗公式如下:
(1-1)
標定注水開發最終采收率19%計算,相應井網密度為13.56口/km2。
1.2考慮單井控制可采儲量下限
以單位含油面積計算,井網密度與單井控制可采儲量關系如下:
(1-2)
評價期按10年計算,長6油藏單井控制可采儲量極限為0.45×104t。若對長6油藏豐度為45.0×104t/km2的區域優先建產,最終采收率取19%,經計算可知,井網密度必須小于等于19口/km2。
1.3考慮投資回報率
在謝爾卡喬夫公式的基礎上,引入經濟學投入與產出因素,得出計算經濟最佳井網密度和經濟極限井網密度的方法[2],其簡要計算方法如下:
(1-3)
(1-4)
綜合各種數據,標定油價為40$/桶時,吳起油田薛岔區長6油藏經濟最佳井網為15.35口/km2,經濟極限密度為33.05口/km2。
2注采井數比分析
所謂合理的注采比,就是指在油田注水井和采油井的井底流壓一定,開發總井數一定的條件下,油田能獲得最高產液量的采油井和注水井的井數比。油層的吸水指數、采油指數及注水波及面積是合理注采比的基礎。有了產液指數和吸水指數,低滲油藏的合理注采比[3,4,5]就可以用下式求出:
(1-5)
通過此公式,吸水指數和產液指數均采用各井平均值,計算出合理的注采井數比(見表1)
表1 合理注采井數比
關鍵字:瞬變電磁法
中圖分類號:P2文獻標識碼: A
1.瞬變電磁法的特點
作為地球物理研究的重要手段的瞬變電磁法(TME,Transient electromagnetic method)得到了廣泛的應用。瞬變電磁法指的是利用不接地回線或接地線源向地下發射一次脈沖磁場,在一次脈沖磁場間歇期間利用線圈或接地電極觀測地下介質中引起的二次感應渦流場,從而探測介質電阻率的一種方法。其基本工作方法是:于地面或空中設置通以一定波形電流的發射線圈,從而在其周圍空間產生一次電磁場,并在地下導電巖礦體中產生感應電流:斷電后,感應電流由于熱損耗而隨時間衰減,根據上述研究電磁場時間或者空間的分布規律,對于出現的各種問題都能很好的解決。穩定性高、場源靈活以及多樣的方法等是瞬變電磁的優點,在探測非金屬、金屬以及油氣等礦產具有良好的效果,在地熱勘測、礦產、工程勘察以及深部地質構造研究得到了廣泛的應用。
圖1.瞬變電磁法原理
在最近幾年的發展過程中,計算機技術的快速發展帶動了瞬變電磁法的迅速發展,二者的結合將電磁瞬變法的三維與二維正演模擬計算效率得到了極大的提高,積分方程法、有限元法以及有限差分法是目前常用的方法手段。科研人員認識到了瞬變電磁法的三維正演模擬的重要性,對于提高應用水平以及精度的解釋具有十分重要的現實和理論意義。
2.瞬變電磁法的應用
不同的巖層具有不同的電阻率,瞬變電磁法勘探就是通過測定地下不同地點不同深度的電阻率的差異來達到尋找目標地質體的目的。利用瞬變電磁法勘探解決地質問題的前提條件是目標地質體和圍巖存在電性差異。
在物探過程中,由于瞬變電磁法具有高分辨率、操作流程簡單以及場源頻帶寬的優點,其引用應用領域不斷的擴展,從石油、金屬勘探到地熱和水的尋找,與此同時,還在工程地質勘探等領域得到廣泛應用,目前,涉及到了海洋、地面以及地下。
2.1 瞬變電磁法在煤礦行業的應用
瞬變電磁法在煤炭行業中一直是專業工作者的重要手段,煤礦瞬間電磁法,與其他領域中應用相比,其理論研究與實際應用都具備較高的水準。在最近幾年的發展中,在我國的礦井瞬變電磁法得到運用。在2007年,礦大的岳建華等人,采用時域有限差分法,以及采用了非均勻的網格,對于均勻介質以及層狀低阻異常體的響應特征進行了模擬,對于煤層出現的異常區域探測提供了有利的理論依據。在劉志新的博士論文中,對于采用瞬變電磁法對于礦井的最大和最小的探測深度進行了研究,編寫了三維正演有限元的模擬程序,對于全空間瞬變電磁場的數學模型的建立,根據數值模擬結果和物理實驗模型,確立了礦井瞬變電磁探測方法和技術。
目前,瞬變電磁在煤炭行業主要用來探測老窯采空區及其積水情況、煤層頂底板含水層富水情況和礦井下超前探測,為煤礦防治水工作提供依據。
2.2 地質礦產行業的應用
在勘探資源中采用瞬變電磁方法發展已經相當成熟。瞬變電磁法在尋找金屬礦產階段發揮著重要的作用,在礦產勘測以及綜合利用中,瞬變電磁法具有明顯的優越性。瞬變電磁由于具備較高的縱向分辨能力以及較大的勘測深度,并且能夠和其他的物探找礦的方法相互補充,對于找礦過程中所遇到的問題能夠得到很好的解決。例如,金屬礦的尋找,在進行礦山開采的過程中,金屬尾礦庫下出現的突出問題是需要解決的突出問題。一旦該問題的出現,就需要立即解決,不然會給安全生產埋下隱患,而且會給生態環境造成一定程度的破壞,吉林大學的張善法等人就是在山東的某個礦區,對于尾礦庫下采空區利用了瞬變電磁法進行了探測,對于采礦區的位置進行了準確的圈定。
圖2.瞬變電磁設備
2.3 工程物探中的應用
瞬變電磁方法在工程的很多方面的研究都得到了廣泛的應用,在隧道建設時,通過瞬變電磁的方法可以對挖掘方向以及頂板水進行有效預報和預測;公路、鐵路以及城市建設等方面,主要對工程地質復雜的區域采用瞬變電磁方法進行探測;對于工程質量的檢測也可以采用瞬變電磁法進行檢測。在工程地質問題的解決過程中,對于公路隧道過程中的復雜的地質結構可以采用瞬變電磁法進行探測,其測量結果對于公路設計具有十分重要的參考意義,因此,在一些地區采用瞬變電磁法進行工程地質勘查是一項十分有用的方法。
2.4 瞬變電磁法在海洋中的應用
地球表面75%是海洋,海底蘊藏著對人類有著重要作用的資源,海底石油、天然氣以及各種豐富的資源,在進行地震勘探的方法以外,海洋瞬變電磁法由于具有操作簡單、適應性強以及能夠大范圍的探測的優點,在海洋勘測中具有十分重要的作用。
2.5 瞬變電磁法在石油行業中的應用
采用地震勘探方法進行石油勘探是主要的方法,而在實際情況下,存在很多狀況是,采用地震勘探手段不能解決所遇到的難題,如:地震波很難在碳酸巖大量覆蓋的地區向下傳播。而瞬變電磁就能很好的解決該問題。但是,該方法只是存在在理論基礎的層面上,所以,瞬變電磁法在石油行業應用不多,僅僅停留在理論層面上。但是,瞬變電磁在石油勘探所具有的優越性,將會在不久的將來得到廣泛的應用。
2.6 瞬變電磁法在水文地質勘探中的應用
瞬變電磁法屬時間域電磁感應方法,其探測原理是:在地面布一回線,并給發送回線上供一個電流脈沖方波,在方波后沿下降的瞬間,產生一個向地下傳播的一次磁場,在一次磁場的激勵下,地質體將產生渦流,其大小取決于地質體的導電程度,在一次場消失后,該渦流不會立即消失,它將有一個過渡(衰減)過程。該過渡過程又產生一個衰減的二次磁場向地表傳播,由地面的接收回線接收二次磁場,該二次磁場的變化將反映地下地質體的電性分布情況。如按不同的延遲時間測量二次感生電動勢V(t),就得到了二次磁場隨時間衰減的特性曲線。如果地下沒有良導體存在時,將觀測到快速衰減的過渡過程;當存在良導體時,由于電源切斷的一瞬間,在導體內部將產生渦流以維持一次場的切斷,所觀測到的過渡過程衰變速度將變慢,從而發現地下導體的存在。
現實中,運用瞬變電磁法在水文地質勘探中起到了非常重要作用,并且其勘查的結果是可行而且有效的。這種方法勘查的深度相對來說比較大,分辨能力也是非常強,受到地形影響比較小,工作效率也能夠得到充分的保證,能為水文地質的勘探提供非常有參考意義的調查線索。在某些工程建設之中,需要對一定深度的水文地質結構進行詳細的勘查和了解其是否存在地下暗河,以確保工程的安全性和穩定性。運用瞬變電磁法能夠較好的解決這一問題。但是,由于地下暗河的勘查工作具有比較強的復雜性,而物探資料也具有多解性,這就需要我們從不同的角度來對異常情況進行綜合解釋分析,以提高勘查工作的準確性。同時,這一方法與其他的方法對比分析的結果表明,運用CUGTEM-2001型的瞬變電磁儀進行勘查還存在這兩個方面的問題待解決,其一是勘查的成果對于淺部地層信息的壓制范圍比較偏大;其二是勘查結果的交流視電阻率值普遍存在這偏低的情況。
參考文獻:
[1]劉志新.礦井瞬變電場分布規律與應用研究[D].北京:中國礦業大學博士學位論文,2007.
[關鍵詞]中國石油 戰略研究 供需
中圖分類號:TP360 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)13-0220-01
一、中國石油的發展現狀
1.簡要回顧與發展現狀
我國石油工業的發展經歷了四個階段,一是探索成長階段(20世紀50年代):以1959年發現大慶油田為標志;二是快速發展階段(20世紀60~70年代):主要是1965年結束對進口石油的依賴,實現自給,還相繼發現并建成了勝利、大港、長慶等一批油氣田,全國原油產量迅猛增長,1978年突破1億噸大關,我國從此進入世界主要產油大國行列;三是穩步發展階段(20世紀80年代):這一階段石油工業的主要任務是穩定1億噸原油產量。這十年間我國探明的石油儲量和建成的原油生產能力相當于前30年的總和,油氣總產量相當于前30年的1.6倍;四是戰略轉移階段(20世紀90年代至今):90年代初我國提出了穩定東部、發展西部、開發海洋、開拓國際的戰略方針,東部油田成功實現高產穩產,特別是大慶油田連續27年原油產量超過5000萬噸,創造了世界奇跡;西部和海上油田、海外石油項目正在成為符合中國現實的油氣資源戰略接替區。
2.存在問題
存在的主要問題有資源相對不足,石油儲量增長的難度大、主力油田進入穩產后期,新區上產任務重、石油供需缺口加大,進口依存度進一步提高、石油安全形勢不容樂觀等因素。
二、石油形勢與供需預測
1.當前石油形式
據有關資料統計,截至2002年底,全球石油最終可采資源量為4138億噸,累計探明石油可采儲量2471億噸,剩余石油可采儲量1427億噸,儲采比40:1;天然氣可采資源量為436萬億立方米,累計探明天然氣可采儲量211萬億立方米,剩余天然氣可采儲量156萬億立方米,儲采比61:1。豐富的石油資源為世界石油業的發展提供了堅實保障。
但是,地區性不平衡加劇,北美、亞太和歐洲三個地區2002年的石油消費量達29.8億噸,占世界總消費量的84.6%。亞太地區是世界第二大石油消費區,預計2005年,亞太地區將超過北美成為世界第一大石油消費區。世界三大石油消費國中有兩個在亞太,其中中國已是繼美國之后的世界第二大石油消費國,日本排第三。
進入21世紀后,世界石油領域的整合開始出現一些新特點。主要是:從多元化經營向產業集中化、專業化、規模化方向發展,從油田業和服務業的分割向業務綜合性、全過程服務,追求產業鏈價值最大化方向發展,并形成了埃克森莫比爾、BP-阿莫科、英荷殼牌等一批超大型石油及石油服務公司壟斷世界石油的格局。據稱,這些公司擁有世界80%以上的優質石油儲量,控制著30%以上的石油工業產值、50%以上的石油技術服務市場份額、65%以上的國際石油貿易額和直接投資額以及80%以上的石油石化先進技術。近兩年國際石油領域的兼并重組趨于理性成熟,為了各自的戰略利益和長遠發展,各大公司開始進入內部消化階段。今后,中國石油的競爭對手和合作伙伴,都是這些跨國石油公司。
2.中國油氣資源供需預測
在成品油方面,汽油、煤油、柴油,按0.6的彈性系數,折合年均增長率為4.2%,預計2020年全國汽油、煤油、柴油消費量為2.5億噸;在化工輕油方面,2002年中國乙烯消費量為1400萬噸,進口占61.3%。預計2020年以前,乙烯需求年均增長率約為5%,2020年乙烯需求總量將達到3370萬噸。
國內專家利用年增儲量法和翁旋回法,預測2020年以前,石油探明儲量處在穩定增長期,平均年新增探明石油可采儲量1.5億噸;老油田通過調整措施,每年可增加可采儲量2000~3000多萬噸。預計2005~2020年中國原油產量為1.75~1.9億噸。原油缺口將增加到2020年的2.2億噸,進口依存度提高到55%。
2002年全國天然氣終端消費量為280億立方米。天然氣消費市場主要分布在西南、西北、華北、東北和油田周邊地區。其中西南地區市場銷售量最大。天然氣銷售量增長最快的是西北地區澀寧蘭管道沿線的青海、甘肅市場,其次是華北地區。天然氣消費結構以化工原料和工業燃料為主,占消費量的比例約70%,增長最快的是城市用氣。
三、中國石油發展的總體思路與戰略重點
1.總體思路
根據油氣資源和經營環境的分析,中國油氣發展的戰略定位應當是:圍繞國家提出的小康社會建設目標,繼續貫徹/立足國內、開拓國際、油氣并舉、厲行節約、建立儲備0的方針,要在立足國內石油資源勘探開發,保持和增加國內石油產量的同時,大踏步走向世界,充分利用兩種資源、兩個市場,建立全球油氣供應體系,以滿足中國經濟對油氣資源日益增長的需求。
2.重點戰略
石油發展戰略的目標就是加強東部精細勘探開發,努力保持原油穩定生產、加強西部石油勘探開發,努力建成重要戰略接替區、加強海域勘探開發,早日實現海上石油快速發展。
天然氣發展戰略的目標就是陸上要立足中部、發展西部,著力形成幾個萬億立方米級儲量的大型天然氣生產基地; 海上要立足南海西部和東海、渤海,著力形成近海海域天然氣儲量和產量增長基地;按照天然氣上游勘探開發、中游集輸、下游市場利用一體化的發展原則,統籌規劃,合理調配,逐步形成上中下游相互推動的天然氣工業體系; 同時要堅持“氣代油、氣發電”的結構優化戰略,促進天然氣在中國一次能源消費結構中的比例從2002年的2.7%上升到2020年的12%左右。
國際化經營戰略目標就是積極開展國外石油直接投資、擴大國際石油貿易、建立亞太能源安全多邊合作體系與大力發展海權。
我國在“十一五”發展計劃中明確提出:“建立國家戰略石油儲備,維護國家能源安全”。國家石油儲備已于今年正式啟動,初選一期建設地址在大連和青島黃島,預計到2005年底,將建成1600萬立方米儲備規模。
建立國家戰略石油儲備體系,應實行國家儲備與企業儲備相結合,以國家儲備為主的方針,爭取建成相當于90天石油進口量的國家戰略儲備能力。國家儲備由中央政府直接控制和管理,保證穩定供應;企業儲備是生產經營使用的周轉性石油儲備。國家儲備與企業儲備應嚴格分開,以保證國家儲備庫的石油在數量和質量上準確無誤。
目前,我國石油利用效率明顯偏低。據統計,現在每千美元國內生產總值的石油消耗,中國為0.26噸,是日本的3.3倍,美國的2倍,印度的1.2倍,這說明中國提高油氣利用效率、降低石油消耗的潛力十分可觀,應致力于走低耗、節約型的石油消費新路子。從長遠來看,在解決中國石油供應短缺的問題上,應積極采取石油替代戰略,主要有:合理開發和利用國產優質煤炭替代石油;加快發展核電替代石油;努力培育天然氣利用市場、提高天然氣產量替代石油;積極發展煤層氣產業替代石油。
參考文獻
[1] 宗堅.國際油價超常波動逼迫大陸企業實施“走出去戰略”[J].中國國情國力. 2009(02).
[關鍵詞]大地電磁 時間序列 依賴關系 噪聲處理
[中圖分類號] O441 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2015)-3-149-1
0引言
地球物理勘探會受到政治以及經濟因素影響比較大,根據相關統計顯示,2002年3月同一年前相比較而言,全球減少了31%地震勘探人員。但是點磁(EM)勘探的應用情況可以簡略概括是:使用石油勘探的EM方法同之前相比保持穩定具有持續穩定態勢;地熱勘探的應用已經有了一定程度的降低,而其趨勢則就可以延續到經濟形勢好轉之后;地下水勘探則就有上升的趨勢,如此則就表明全球用水問題的急需,并且也就使得地球物理勘探方法較廣的應用。當前,石油、地熱勘探的電磁方法通常使用大地電磁(MT),淺部瞬變電磁(TEM)等等用于MT的靜位移校正;當前全球有價值的是地下水資源勘探,主要用Geometric'sStratagemTM系統(具MT原理的可控源系統)、ATM或者是FEM、TEM等等淺部勘探技術。
1基本原理
可以把MT工作的基本原理看成一個線性系統,磁場為輸入信號,可通過地球該特殊的系統,將其輸出電場,也可以通過測量電磁場實現估算系統的傳遞函數,則就是我們通常說的阻抗,該阻抗是穩定的,一般情況之下同時間沒有關系,則促使我們使用MT方法探測地下介質電性結構的物理基礎。因此,雖然電磁場信號的隨機性比較強,但是同一測點磁場同電場之間是互相依賴的,不同測點同步的磁場信號有著比較強的相關性,電場信號之間的差異主要則主要測點間地下介質的電性結構差異引起的,但這種差異是穩定的,就像是兩個有著比較強相關的輸入信號,分別通過穩定的系統之后,可以得到的輸出信號應該具備某種相關性,所以不同測點的電場信號之間也應該具有彼此相對穩定的關系,總的來說,同步多道電磁場信號之間應該具有較為穩定的依賴關系.當本地點電場或者是磁場信號在某些時刻受到噪聲干擾之時,使用此種依賴關系以及參考點的數據,合成本地道受干擾時段的數據,并且使用合成數可以代替噪聲段數據,那么就可以構成新數據,如此就可以是吸納去除噪聲的目的。實現此種方法要求解決兩個基本問題,首先是依賴關系的求取方法,第二是依賴關系之中的穩定性。我們可以選擇四個同步測點的高信噪比數據作為較為理想的信號,那么就可以討論當前的基本問題。測點位于某地的無人區,其曲線連續較為光滑,誤差棒比較小,并且儀器噪聲較低,可以把獲得的數據當做理想信號。
2同步時間序列依賴關系的大地電磁噪聲處理基本方法
2.1格值轉化。按照大地電磁探測深度的不同,根據工作頻率的高低,可以將大地電磁方法分為音頻大地電磁法、寬頻大地電磁法和長周期大地電磁法。三者的工作頻率分別為:n×104Hz~nHz、n×102Hz~n×10-3Hz 和nHz~n×10-5Hz。由于工作頻率不同,相應的儀器設備也存在差異鞏秀鋼,等,葉高峰,等,,用感應式磁場傳感器采集變化的磁場,即通常說的磁棒,用金屬棒電極采集電場,代表性的儀器有。也采用感應式傳感器,只是探頭更長一些,可以采集到低頻的信號,用不極化電極集電場,不極化電極具有較小的極差和較長時間的穩定性,,有利于提高電場信號的信噪比。采用磁通門式傳感器和高穩定性的不極化電極。感應式磁場傳感器是利用電磁感應原理,將變化的磁場轉化為電場信號后再測量,因此在處理數據前,需要對原始數據進行格值轉化謝成良,,轉化為國際單位的大地電磁場磁場為納特,電場為毫伏每米。磁通門式傳感器直接集磁場,存儲電磁場值,無需轉化,只需對電場除以極距即可。針對加拿大鳳凰地球物理公司生產的v5和v8大地電磁儀,下面給出相應的電場和磁場格值轉化公式如下:
對應單位的變化為:
對應單位的變化為:
其中,dat為儀器記錄的數字格值,FSCV為模擬數字信號轉換模塊(AD)的總參考電壓,即AD轉化器達到最大值時對應的電位值,Bit為AD轉化器的位數,EGN為用戶設置的電場放大器增益,ELN為電極距,HGN為磁場放大器的增益,HATT為磁探頭與儀器連接處控制板的放大倍數,HNUM為磁探頭放大倍數。這些參數可以在儀器使用手冊中查到,利用式(1)和(2)可以將儀器記錄的格值轉化為國際單位大地電磁的場值。由于不同儀器設備的差異和各測點采集參數設置的差異,需要將格致轉化為場值,這是我們討論大地電磁時間序列信號的基礎。
2.2仿真試算。天然大地電磁信號比較微弱,頻帶寬,同復雜的人文噪聲之間耦合,比較難分別。時域之中處理噪聲的難點在于,去除強干擾噪聲的同時要保留微弱的有效信號成分,過分追求連續光滑的測深曲線,而忽略微弱的信號,可能會導致對地下介質電性結構的錯誤認識.為了試驗本文方法的有效性和正確性,進行如下仿真試算。
2.2.1仿真噪聲。對測點四個水平分量之中加入仿真噪聲,將測點當做為參考點,兩點之間距離10.1km.仿真噪聲通過方波、三角波以及脈沖此三種較為常見的強干擾噪聲(隨機組合而成,其形態以及幅值之間也是隨機的,而對于每一個信號道,隨機則就選擇20%的窗口可以加入噪聲之中;
2.2.2噪聲識別。使用本地道同參考道時間序列方差比來對噪聲進行識別,第一應該同步后數據加窗,使用wk,n表示第k道第n個窗口的數據,var(wk,n)和rrvar(wk,n)分別表示給本地道數據以及參考道數據方差的,如果,var(wk,n)/rrvar(wk,n)>th時,th表示閥值,則就可以認為本地點第k道第n個窗口的數據之中包含有噪聲。
3結語
大地電磁的人文噪聲干擾非常復雜,各參考點噪聲類型和水平各不相同,宄其噪聲本質特征,只是能量強于信號,將大地電磁噪聲按波形分為三角波、方波或脈沖并不合理,對大地電磁噪聲處理問題的研究,除了討論噪聲與信號的特征外,更重要的是要深入研究天然場信號間的內在聯系。
參考文獻