自主創(chuàng)新驅(qū)動“舊設(shè)備”打造“新能力”：中石化物探院改造建成高溫高壓低頻巖石物理實驗平臺

    近日，中石化物探院技術(shù)團隊經(jīng)過三年攻關(guān)，成功對一臺2006年購入的MTS 815巖石力學試驗機實現(xiàn)“再造升級”，使其具備了開展高溫高壓（100℃、100 MPa）低頻巖石物理實驗的能力，可模擬地下約6500米的溫壓環(huán)境。這一突破性成果顯著提升了我國在深地勘探領(lǐng)域的實驗技術(shù)水平。

    國內(nèi)外現(xiàn)有低頻測試系統(tǒng)多局限于中淺層，隨著油氣勘探目標轉(zhuǎn)向深層與小地質(zhì)體，原位地層溫壓條件下的低頻實驗對真實還原地下油氣賦存狀態(tài)、避免數(shù)據(jù)偏差至關(guān)重要，對其的需求日益迫切。面對這一挑戰(zhàn)，物探院技術(shù)團隊沒有選擇整體更換設(shè)備的“老路”，而是走出一條“自主創(chuàng)新核心模塊＋集成賦能舊設(shè)備”的“新路”。

    MTS 815設(shè)備具有良好的溫壓控制能力和高剛度結(jié)構(gòu)，卻因“感知能力”的局限，無法開展低頻測量，改造需要硬件軟件“雙管齊下”。團隊選擇從“硬骨頭”入手，自主研發(fā)了低頻震源液壓伺服控制系統(tǒng)，攻克了在高壓下穩(wěn)定生成高強度、高信噪比低頻信號的世界難題，相當于讓僅能承受1米水壓的脆弱琴弦在3米水深處發(fā)出一個極其微弱卻又清晰可辨的穩(wěn)定低音。同時開發(fā)出高精度信號采集與處理系統(tǒng)，能夠從強噪聲背景中提取出極弱的有效信號，這種弱信號通常需要被放大1000倍以上才能被常規(guī)示波器檢測到。最終通過配套開發(fā)專業(yè)分析軟件，將這些創(chuàng)新模塊與原有設(shè)備的主機及壓力艙進行系統(tǒng)性集成，讓老設(shè)備煥發(fā)出全新的技術(shù)活力。

    改造后，MTS 815設(shè)備新增了高溫高壓低頻巖石物理實驗能力，將業(yè)內(nèi)低頻實驗的溫壓條件由中淺層擴展至可模擬地下6500米深度，平均信號丟失率從25%降低到13%，而改造成本僅相當于進口新設(shè)備的15%。

    目前，該設(shè)備已成功應用于深層頁巖樣品的低頻巖石物理實驗，揭示出頁巖在高溫高壓環(huán)境下顯著且連續(xù)的頻散與衰減特征，將為深層頁巖“甜點”預測提供了新的理論依據(jù)和實踐路徑。

    該測試系統(tǒng)實現(xiàn)了物探與工程學科的深度融合，具備地震、測井、超聲等多頻帶實驗測試能力，將為深層儲層流體檢測提供全新的思路與視角，對推進深部油氣勘探、保障能源安全具有重要的戰(zhàn)略意義。