中油测井项目组织管理模式和协调管理做法

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  “大型油气田及煤层气开发”(简称油气开发专项)是《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020)》确定的 16 个重大专项之一,攻关目标是形成六大技术系列和 20 项重大技术,研制10 项具有自主知识产权的重大装备,建设 22 项示范工程,显著增强我国油气科技自主创新能力,形成具有国际先进水平的石油天然气勘探开发理论和技术,保障国家油气安全。

  “油气测井重大技术与装备”项目是油气开发专项中的 6 个重点项目之一,主要围绕复杂油气藏、非常规油气识别和评价难题,开展测井关键技术与重大装备攻关,“十二五”末成像测井装备形成系列,随钻测井技术打破国际垄断,以多井评价为特点的一体化软件广泛应用,把我国测井技术整体水平推进到世界前列。项目设置了 9 个课题 44 个专题,涵盖测井专业主要业务范畴,由中国石油、中国海油及有关高校共 26 家单位 900 余人组成了“产、学、研、用”相结合的联合攻关团队。

  针对研究任务多、要求高、时间紧、参加单位多且管理模式差异大等带来的诸多组织协调管理难题,作为项目责任单位的中国石油集团测井有限公司(简称中油测井)与各承担单位一起积极探索实践了一系列行之有效的组织管理办法,有力推动了项目顺利实施,并取得了一批标志性成果。

  1、 项目组织管理模式

  在国家科技部、财政部、能源局及油气开发专项实施管理办公室(简称专项实施办)的指导帮助下,按照国家专项有关管理要求,建立了项目长负责、专家委员会决策、办公室协调管理的运行管理机制。

  项目长负责项目的总体方案制定、组织实施和统筹协调,副项目长分工协调各主要承担单位研究任务的组织实施,9 个课题长分别负责 9 个研究课题的技术攻关,并对项目长负责。项目长、课题长既是本专业本研究领域的专家,又具备丰富的项目组织管理经验。

  项目专家委员会由测井行业的资深专家和项目责任单位的主要领导成员组成,主要负责前瞻技术咨询、经济技术论证、关键技术把关,确保测井重大项目的顺利实施和技术领先。重大项目协调管理办公室(简称项目办公室)由经验丰富的科技管理人员和财务管理人员组成,作为专职管理机构,主要负责定期向国家、集团公司汇报测井项目的研发进展,向各课题承担单位传达上级的精神和工作要求,协调项目各参与单位的研发工作,收集解决研发工作中的有关问题。

  2、 协调管理的主要做法

  自项目实施以来,在项目长领导下及各课题承担单位的支持配合下,项目办公室逐步探索形成了一套以年度专题检查、专家现场督查和网上动态管理相结合的模式,有力推动了项目研发进度,确保了经费的合理规范使用。

  依据《大型油气田及煤层气开发重大专项管理暂行办法》、《大型油气田及煤层气开发重大专项保密暂行规定》(发改办能源201163 号)和《中国石油天然气集团公司实施“大型油气田及煤层气开发”国家科技重大专项管理暂行办法》(中油科2008620 号),结合测井项目特点和各参加单位实际情况,制定了《“油气测井重大技术与装备”项目协调管理办法》;依据《民口科技重大专项资金管理暂行办法》(财教2009218 号)和《中国石油天然气集团公司大型油气田及煤气层开发国家科技重大专项财务管理及会计核算手册》等,结合单位实际,制定了《“油气测井重大技术与装备”项目财务管理及会计核算实施细则》。

  每年初组织召开一次课题进展检查会,项目长和专家委员会详细了解上一年度课题研发新进展、专家意见落实情况、经费执行情况等,对取得的成果进行交流,对存在的问题进行研讨,明确下步攻关重点,确保项目按照任务书合同要求顺利运行。各课题都由课题长亲自汇报并回答专家提问,每个课题由一个主评专家对该课题的整体情况进行点评分析并提出具体意见,项目长根据专家意见对课题组下步工作提出明确要求。专家委员会根据各课题任务完成情况、资料准备情况、汇报效果和答疑情况进行打分排序。会后形成会议纪要下发各课题组,以促进各课题组更好地开展后续研究工作。各课题组结合自身情况和特点,每年也会不定期组织课题内部的技术交流和进度协调活动,确保研究任务的顺利完成。

  每年中期,项目办公室组织有关专家深入各课题研发现场,实地了解各课题对年度检查专家意见落实整改情况和项目研发最新进展,分析讨论研发过程中存在的技术、管理及经费等问题,及时协调解决,切实推动课题顺利进展,确保整个项目的研发进度不受影响。项目开展初期,现场检查主要是了解课题实施方案是否合理、研发人员和经费是否到位、配套基础设施是否落实等情况;项目开展中期,主要了解各课题关键核心技术的突破情况及所存在的薄弱环节等;项目中后期,主要了解样机研制进展与现场试验情况,特别是成果应用情况。针对存在的问题,专家们帮着梳理思路,探讨解决方案,提出具体建议或与有关管理部门沟通协商提出解决办法。截至目前,已开展了两次现场专家督查,根据项目进展情况每年都有所侧重,对每个课题都有针对性,突出重点、盯住短板、务求实效。

  在现场检查中还注重经验交流和分享,及时介绍其他课题承担单位一些好的做法和经验,如有些课题在组织多家单位协同攻关上卓有成效,有些课题在配套基础试验设施建设上成果突出,有些课题在经费使用上高效合理,以此促进各课题组共同进步提高。

  在定期开展项目年度检查和专家现场检查的同时,项目办公室依托自主开发的一套“中国石油测井科技项目管理系统”(图 1),实现了项目实施全过程的网络化管理。及时下达上级有关部门的工作要求及文件,汇集整理课题进展总结季报、半年报、年报及有关的统计报表,向国家有关部门及专项实施办提交项目进展总结汇报和检查纪要,通报各个课题在研发过程中取得的重大技术突破。

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  国家专项对经费的管理是相当严格的。对此项目办公室始终给予高度重视,采取有效措施,加强管理协调力度。为确保重大专项国拨资金的规范、高效使用,组织各课题承担单位财务人员认真学习国家制定的有关规章制度和项目制定的经费管理实施细则。项目运行初期,由于部分单位对国家政策理解不到位,导致有些科目经费使用困难,国拨经费的拨付和支出明显滞后,实际使用与当初预算也有一定出入。针对这些问题,项目办公室多次组织召开重大专项课题资金使用讨论会,加强对各单位在资金拨付、经费使用、预算调整等方面问题的咨询指导和协调处理,及时总结交流各单位好的做法和经验。组织各单位积极参加专项实施办举办的油气开发专项财务管理培训,不断提高资金使用和管理水平。通过这些工作,使整个项目的国拨经费执行率逐年提高,由 2011 年的 48.65%提高到 2013 年的 66.11%,有力地促进了项目研发。

  3、 项目运行的突出特点

  在项目实施过程中,以形成标志性成果、培育战略新兴产业、占领未来发展制高点为目标,加强组织协调和联合攻关,始终注重技术与产品研发的先进性、实用性和经济性。

  3.1 坚持“产、学、研、用”相结合,努力实现合作共赢

  本项目参加单位包括 10 个工程技术企业和油田单位、11 所高校、5 家研究院所,在技术研发上各有优势和特点,通过顶层设计和统筹协调,各单位合理分工、协同攻关,组成了“产、学、研、用”相结合的测井产业技术创新战略联盟,这是在现行体制下实现强强联合、共谋我国测井事业大发展的有效做法。高校在前沿技术跟踪、基础理论方法研究方面具有突出优势,专业研究院所在测井处理解释方法与软件等方面具有丰富技术积累,工程技术企业在仪器装备制造、新技术现场试验等方面具有明显的技术和资源优势。通过项目这一纽带,使这些资源紧密结合起来,研究有目标、技术有来源、推广有市场,各尽所能、互通有无,最大限度地实现了研发资源的合理调配和充分共享,克服了低水平重复开发和成果转化率低等老大难问题,有效促进了核心技术和成套装备的快速突破和产业化推广(图 2)。

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  如在声波测井技术研发中,中国石油大学等发挥在声场理论模拟、相控阵探头设计、远探测成像处理等方面的优势,中科院声学所发挥在高性能探头研制与测试方面的优势,中油测井、中海油田服务股份有限公司等工程技术企业发挥在仪器加工制作、系统集成测试、现场试验推广等方面的优势,通过三方面的协同攻关,加快了三维声波、轻质水泥固井声波、随钻声波等先进技术装备的研发进度。又如,在复杂储层解释评价技术研究中,中国石油勘探开发研究院主要负责资料处理解释方法研究与软件开发,中国石油大学、长江大学配合开展岩石物理基础实验研究,中国石油长庆油田公司勘探开发研究院、中国石油塔里木油田公司勘探开发研究院配合开展典型区块的综合分析应用,验证新方法新技术的试验效果,并提出改进意见。研究单位与生产单位的紧密合作,不仅实现了技术研发与成果应用的良性互动,还解决了油气生产之急需。

  3.2 加强国际合作,推动前沿关键技术的突破

  测井是一个技术密集型专业,涉及电、声、核、磁、力等众多学科,还涉及机械、电子、材料、高温器件、通信等技术领域。虽然近年来我国测井技术装备取得了巨大进步,但在超深井测井、三维成像测井、水平井随钻测井等方面仍与国外先进水平有较大差距。部分瓶颈技术和关键技术需要采取国际合作方式加以解决,以便在较短时间内实现跨越式发展。

  近年来,随着大斜度井、水平井及海上油气勘探开发的快速发展,对随钻测井技术的需求越来越迫切。我国随钻技术发展起步较晚,通过自主研发,目前已经完成了随钻三参数测井系统的研制并开始推广应用,但要实现精细地质导向和地层评价,还需要发展更先进的随钻成像测井技术。相关课题组利用集团公司在休斯敦设立的研究中心,吸引海外人才建立了一个联合研发团队,快速实现了关键技术的突破,提前一年多完成了随钻电阻率成像测井仪样机研制,并成功进行了现场试验,取得了国内第一张随钻电阻率成像测井图,展示了良好的应用前景。

  核磁成像测井技术在复杂储层油气识别方面具有独特优势,同时也是技术难度很大的一项测井技术,突出表现在探头磁体的设计和制作上。在攻克多频核磁测井仪的基础上,加快了二维核磁共振成像测井仪的研制。相比多频核磁测井仪,二维核磁共振成像测井仪具有更高的测量精度、更大的测量深度和更好的环境适应性,但二维核磁探头设计中涉及更为复杂的磁体材料及加工工艺,国内技术水平和磁性材料还难以满足设计要求。通过与美国专业核磁实验室开展合作,实现了探头技术的突破,提升了探测深度和信噪比,确保了仪器研发顺利进行。

  在开展国际合作的过程中,不仅实现了一些关键核心技术的突破,也带动了我国测井研究队伍的建设。先后引进了多名高水平的专家,部分为“千人计划”学者,与国外有关研究机构和专家建立了良好的合作关系,他们的一些先进科技理念和较强的创新能力,给我们很大的启发,促进了一批年轻人才的快速成长。

  3.3 数值模拟与物理模拟相结合,确保技术方案合理可行

  测井是运用物理原理解决地质问题的交叉性学科,随着更多复杂和隐蔽性油气藏勘探开发的需要,测井仪器的研发越来越复杂化。我国前期的仪器研发主要是跟踪模仿,现阶段越来越注重自主创新。这就需要项目研发更加重视数值模拟研究,辅以物理模拟实验,确保仪器设计更加合理可行并满足生产实际需求,以避免仪器在设计阶段由于考虑不充分所造成的重复更改设计和配套技术开发滞后的问题,在整体上提高研发效率和成功率,少走弯路。随着计算机技术的快速发展,仪器的设计和配套处理方法的建立越来越离不开数值模拟,因为它不仅成本低、效率高,而且分析全面。

  在现实工作中,理论与实际始终存在一定差异,因此需要用模拟实验来补充完善,加以刻度和校正。

  如在三维感应、三维声波测井等高端仪器的研制中,通过三维有限元或有限差分数值模拟,可以全面系统地进行线圈系或声系结构及参数的设计和优化,也为后续刻度方法的建立和资料处理解释方法的研究提供了必要的基础。由于数值模拟对一些实际复杂问题采取了一定的简化处理,有些影响因素或关键参数的分析确定还必须通过适当的物理模型实验来分析和验证,如阵列化探头的响应一致性差异等,所以,两者紧密结合是十分必要的。

  3.4 加强基础配套设施建设,持续提升自主创新能力

  国家要求油气开发专项在项目研发的同时还要重视配套基础设施的建设。研发平台的建立,不仅服务于本项目研究,也要为“十三五”乃至更长久的研发提供可持续发展的平台条件。为此,各课题承担单位在研发过程中高度重视配套基础实验设施建设,加大了投入力度,使仪器在现场应用中出现的问题提前在研发过程中充分暴露并得到解决,保证了仪器研发质量。通过配套设施的建立和不断完善,使得我国测井行业的自主创新能力得到了显著提高。

  为适应页岩气、煤层气及致密砂岩气等非常规油气资源勘探开发需要,建立了非常规岩石物理实验室,可以进行包括流体驱替电阻率、纵横波速与三轴应力、核磁共振谱、CT 扫描成像、X-衍射元素分析、有机碳含量等方面的测试;为适应成像测井仪器的研发与推广,建立了三维感应各向异性模拟实验装置、无感木质刻度工房及阵列感应 6m 刻度架、二维核磁多点刻度屏蔽装置、声波探头测试水池、电声成像测井模拟试验井群等;为解决随钻测井仪器性能测试,特别是可靠性测试难题,建立了大型随钻钻井液循环实验系统、三维高强度振动台等配套实验设施;为适应油气生产动态监测测井技术发展,建立了大斜度水平井注采剖面测井实验模拟装置;为适应测井解释数据库的建设和油气评价服务能力的提升,建立了云计算服务器系统和数据挖掘实验室。这些实验研究设施在研究过程中都对课题承担单位开放,不仅促进了各课题研发,也提高了设备自身的利用率(图 3)。

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  3.5 紧密围绕生产需求,加速成果推广转化

  作为国家油气开发专项中的重点项目,始终是以解决生产中重大实际问题为最终目标,因此在研发过程中,紧密围绕油气田勘探开发需要,围绕油藏预测监测、工程提速提效之要求,加快研发进度,将阶段成果及时用于生产,解决生产急需问题;同时阶段成果及时用于生产又会促进技术研发的深化和拓展。

  为适应长庆等低渗透油田快速上产所提出的低成本、高效率等需求,相关课题组在原有技术基础上,采用探头线路一体化设计新工艺、专用厚膜电路新器件、阵列感应双边测量变为单边测量等手段,使常规测井组合仪器串的总体长度由 24.3m 缩短到 12.88m,实现了一串测,即由原来至少下井两次才能完成全部资料采集变为只需下井一次,大幅度提高了测井时效,而且满足了快速油气评价和产能预测的需要,降低了生产成本和人员劳动强度。

  在中国石油新一代测井软件 CIFLog1.0 成功研发的基础上,继续深入推进,重点研发以多井解释评价为核心、支持国产重大装备,且功能齐全、运行稳定、质量可靠的新版软件 CIFLog2.0,进一步提升了我国测井软件研发水平及国际竞争力。与此同时,始终注重 CIFLog1.0 版本的推广应用和改进完善,修正了平台中存在的问题,交互能力和处理能力显著提高,形成了 7 套特色化应用系统,在生产中发挥了重要作用,并在中国石油国内及海外探区形成规模应用。

  地层测试器通过应用一代、研发一代和储备一代的研发模式,实现了产品更新换代,替代了国外同类产品,提高了国际竞争力。基本型测压泵抽取样仪器作业区域覆盖渤海、南海及印尼、缅甸、伊拉克、阿联酋等国家,获得了用户高度认可,为一些重点区块的重大油气发现和增产目标顺利实现提供了技术支持。以“压力测试快、流体识别准、地层取样真”为特征的新一代地层测试技术装备及其配套处理解释方法开发取得了重大进展(图 4)。

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  4、 结 语

  本项目实施已进入到第 4 年,在项目长的具体领导下,在专家们的大力帮助下,在项目办公室的积极协调下,各课题承担单位相互配合、协同攻关,全面完成了阶段目标任务,顺利通过了 2013年 6 月国家三部委组织的中期检查,充分体现了中国测井行业的整体技术优势。

  以“3 电 2 声 1 核磁”为标志的国产成像测井装备系列基本形成,达到国际在用装备的先进水平;国际前沿的三维扫描成像仪器系列基本完成样机研制;模块式地层动态测试器系统研制取得重大突破;地层评价随钻测井系统实现国产化,打破了国际垄断;新一代测井一体化软件实现了技术升级;构建了碎屑岩、缝洞性、页岩 3 类储层测井评价技术体系,形成了复杂储层评价特色技术。

  培养了一批学科带头人和技术人才。以中国石油北京创新基地国家测井工程中心、中国海油燕郊科技园、休斯敦测井研究中心、大庆动态监测试验基地和西安产业化基地为主,形成了设施较为配套先进的测井研发平台,保障了我国测井仪器研发和制造能力的提高。

  当然,在国家重大专项的联合攻关中,还存在一些需要改进的方面,如不同行政隶属单位之间如何更紧密的合作和更有效的资源共享,各课题之间如何进一步统筹进度和质量,如何进一步加大推广应用力度以提升产业核心竞争力和国家油气保障能力等,还需要不断探索实践,不断创新科研体制机制。

  参考文献:
  [1]张利华.华为研发[M].北京:机械工业出版社,2009.
  [2]傅诚德.石油科学技术发展对策与思考[M].北京:石油工业出版社,2010.
  [3]赵明,金鼎.测井成套技术装备推广应用实践与认识[J].石油科技论坛,2013,32(6):26-28.

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