自主創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)“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(shí)驗(yàn)平臺(tái)

    近日，中石化物探院技術(shù)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過三年攻關(guān)，成功對(duì)一臺(tái)2006年購入的MTS 815巖石力學(xué)試驗(yàn)機(jī)實(shí)現(xiàn)“再造升級(jí)”，使其具備了開展高溫高壓（100℃、100 MPa）低頻巖石物理實(shí)驗(yàn)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(guó)在深地勘探領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)技術(shù)水平。

    國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有低頻測(cè)試系統(tǒng)多局限于中淺層，隨著油氣勘探目標(biāo)轉(zhuǎn)向深層與小地質(zhì)體，原位地層溫壓條件下的低頻實(shí)驗(yàn)對(duì)真實(shí)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(duì)其的需求日益迫切。面對(duì)這一挑戰(zhàn)，物探院技術(shù)團(tuán)隊(duì)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(cè)量，改造需要硬件軟件“雙管齊下”。團(tuán)隊(duì)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(qiáng)度、高信噪比低頻信號(hào)的世界難題，相當(dāng)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(gè)極其微弱卻又清晰可辨的穩(wěn)定低音。同時(shí)開發(fā)出高精度信號(hào)采集與處理系統(tǒng)，能夠從強(qiáng)噪聲背景中提取出極弱的有效信號(hào)，這種弱信號(hào)通常需要被放大1000倍以上才能被常規(guī)示波器檢測(cè)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(jī)及壓力艙進(jìn)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(shí)驗(yàn)?zāi)芰�，將業(yè)內(nèi)低頻實(shí)驗(yàn)的溫壓條件由中淺層擴(kuò)展至可模擬地下6500米深度，平均信號(hào)丟失率從25%降低到13%，而改造成本僅相當(dāng)于進(jìn)口新設(shè)備的15%。

    目前，該設(shè)備已成功應(yīng)用于深層頁巖樣品的低頻巖石物理實(shí)驗(yàn)，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(diǎn)”預(yù)測(cè)提供了新的理論依據(jù)和實(shí)踐路徑。

    該測(cè)試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了物探與工程學(xué)科的深度融合，具備地震、測(cè)井、超聲等多頻帶實(shí)驗(yàn)測(cè)試能力，將為深層儲(chǔ)層流體檢測(cè)提供全新的思路與視角，對(duì)推進(jìn)深部油氣勘探、保障能源安全具有重要的戰(zhàn)略意義。