石油类仪器仪表（可行性报告节选）及生产技术发展趋势分析（石油类仪器仪表项目市场投资（2018可研报告节选））(可研报告)

可研报告2018-09-11 09:40:03来源：

第一节产品定义及发展历程

一、定义

石油类仪器仪表指专用于石油的检出、测量、观察、计算各种物理量、物质成分、物性参数等的器具或设备。主要产品包括：钻修井仪器、高压试井仪器、低压试井仪器、测井仪器、检定仪器等。

二、产品发展历史

1、岩心分析仪器发展历程

作为油层物理实验技术的手段—岩心分析仪器伴随着我国油层物理实验技术一同成长，大致经历了三个阶段：

一是80年代前的技术培育阶段，从新中国诞生到70年代末，我国的石油工业经过几次石油大会战，取得了辉煌的成绩，甩掉了贫油的帽子。在这期间虽然没有形成我国自己的岩心分析仪器生产技术，但是通过对油层物理实验理论的研究和油层物理实验技术的积累，我国自己的岩心分析仪器独立研制与生产已初见端倪；

二是80年代的技术消化与吸收阶段，70年代末80年代初，我国石油工业的发展势头劲猛。但是，由于前30年国家油气资源的不合理开发，部分油田油藏结构遭到破坏，资源储备明显不足，原油产量有递减趋势。对于科学的认识油藏，了解油藏特性并进行定量化描述，油藏评价和油藏开发的可行性研究，优化油藏开发方案等等问题的研究，我们开始大量的补课。先后派出了许多研究人员出国学习考察，大量的进口仪器设备，使得我国油层物理实验技术得到了快速发展。到了80年代后期，国内的一些研究单位，开始研制岩心分析仪器，取得了大量的研究成果；

三是90年代以来的自我发展阶段，这个时期，我国油层物理实验技术基本成熟。从实验仪器方面，通过对进口仪器的熟练掌握，也认识到进口仪器存在的一些问题。如仪器进口花费的外汇太多，易损件的更换困难等，因为是非标产品，在操作方法和技术路线上有不适于我国的具体情况之处。广大的油田开发研究人员和油层物理实验技术人员转向积极使用国产岩心分析仪器，这为国产岩心仪器的发展和升级换代提供了一次难得的机会。

2、质谱仪的发展历程

质谱仪的发展对于人类工业发展有着重大的意义，如同以往任何的工业技术一样，质谱仪的发展也经历过艰辛的发展和演变过程。

第一台质谱仪是英国科学家弗朗西斯•阿斯顿于1919年制成的，到现在已有近90年了，早期的质谱仪主要是用来进行同位素测定和无机元素分析；十世纪四十年代以后开始用于有机物分析；六十年代出现了气相色谱-质谱联用仪，使质谱仪的应用领域大大扩展，开始成为有机物分析的重要仪器。计算机的应用又使质谱分析法发生了飞跃变化，使其技术更加成熟，使用更加方便。八十年代以后又出现了一些新的质谱技术，如快原子轰击电离子源，基质辅助激光解吸电离源，电喷雾电离源，大气压化学电离源，以及随之而来的比较成熟的液相色谱-质谱联用仪，感应耦合等离子体质谱仪，富立叶变换质谱仪等。这些新的电离技术和新的质谱仪使质谱分析又取得了长足进展。目前质谱分析法已广泛地应用于化学、化工、材料、环境、地质、能源、药物、刑侦、生命科学、运动医学等各个领域。

1885年W.Wien在电场和磁场中实现了正粒子束的偏转。

1912年J.J.Thompson使用磁偏仪证明氖有相对质量20和22的两种同位素存在。

最初的精密仪器由在1918年J.Dempster和F.W.Aston在1919年制作的，用于测量某些同位素的相对丰度。这也是世界上第一台质谱仪器。

从30年代起，离子光学理论的逐步发展，使得仪器性能在很大程度上得到改善，为精确测定相对原子质量奠定了基础。其中，Mattauch和R.Herzog在1935年首先阐述了双聚焦理论，做出了卓越贡献，1935年，Mattauch根据这一理论制成了双聚焦质谱仪。

934年丹普斯特首先证明了火花离子源用于质谱分析的可能性，并通过实验证明其灵敏度更高，适用性更广。1951年Gorman等首先采用电测法来记录波动性大的火花质谱，并用样品证明了此法的可靠性。1957年英国联电科学仪器公司（AEI）生产了第一台商售的马陶赫-赫佐格型双聚焦质谱仪。自此，世界各国竞相发展质谱仪。经过近百年来的漫长发展，质谱仪在世界工业史上正绽放着它的光辉。

3、测井仪发展历史

石油测井技术是随着钻井采油的发展而发展的。

石油测井技术起源于1921年，巴黎矿业学院第一次进行了人工电场测量。测井技术的发展，经历了四个阶段，第一阶段为半自动测井，应用多线简单地测量地层的电阻和自然电位，1927年法国斯伦贝谢公司成功测出了第一条电阻率曲线，真正诞生了在井眼内进行地球物理测井。

我国的测井工作始于1939年，当年12月，著名地球物理学家翁文波先生在四川巴县石油沟1号井用1m电位电极系成功测得第一条电阻率曲线，继而发展了手摇绞车点测仪。翁先生的工作不仅在当代具有极高的应用价值，时至今日，仍在测井的理论和实践上具有普遍的指导意义。

测井技术发展的第二阶段为数字测井，在此阶段广泛应用了电子技术和计算机技术。我国测井设备的重大发展出现在20世纪50年代。在经历了长期的艰苦攻关之后，“ID581型多线式自动井下电测仪”通过了石油部技术鉴定。多线式自动井下电测仪的研制成功，提高了测井时效，为我国的测井史揭开了新的一页。ID581型多线式自动井下电测仪的出现和大批量投入使用，不仅缓解了我国测井装备的供求矛盾，而且对我国测井装备的发展产生了重大影响。

以计算机为核心的数控测井设备是国外20世纪70年代开发的新一代测井设备，其显著特点是高精度的质量监控、大容量的数据传输及计算机处理技术的应用，由此带来了测井技术第三阶段的发展。7年代末，我国从西方引进了一批测井装备，最早进入我国市场的是1978年石油部组织引进的3600系列测井仪器，装备有磁带记录解释用的计算机；1984年引进的3700系列测井仪器，配备了车载计算机，基本实现了方法系列化，记录数字化，操作程序化和解释自动化。这些数控测井系统的引入刺激了我国石油测井装备的发展。

进入二十一世纪以后，国际测井技术向集成化快速化方向发展迅速，由此带来测井技术第四阶段的发展，进入高可靠、高集成和高精度测井时代。以530系列高可靠常规测井系列为代表的新一代数控测井产品就是为适应这一阶段的需求而研制的。

4、综合录井的发展历史

我国在五十年代初期主要是手工方式录井，到1953年引入荧光录井，1955年从前苏联引进半自动气测仪，从此开始了使用仪器的历史。1957年钻井液检测技术引入录井范畴。1964年研制出全自动气测仪，1974年发展出SQC-701型气测仪，而当时的西方国家已经开发出第一代面板式综合录井仪。80年代初期，法、英、美等国将计算机技术引入综合录井领域，制造出第二代脱机式综合录井仪。随着电子技术和计算机技术的高速发展，80年代中期西方国家又推出第三代联机式综合录井仪，其中具有代表性的有我国于84年引进的法国Geoservices生产的TDC综合录井仪。80年代后期及九十年代，西方国家又推出第四代无二次仪表、基于WINDOWS环境的联网式综合录井仪。近几年来，又发展了MWD、LWD及快速色谱技术。

我国于80年代后期开始研制国产综合录井仪，包括上海石油仪器厂于88年推出的SDL-1地质录井仪、SQC882气测录井仪，新乡二十二所于91年推出的SLZ-1综合录井仪。近几年，国内生产厂商也加快了产品升级步伐，如新乡二十二所生产的SLZ-2A型综合录井仪、上海神开生产的SK2000型综合录井仪就相当于国外生产的第四代综合录井仪。

第二节产品特点及应用领域分析

1、心分析仪器

可用于获得岩心样品的孔隙度、渗透率、可动流体饱和度、束缚流体饱和度等渗流特性，用于地层评价和油藏评价。

2、测井仪应用

测量结果不受储层破坏带的影响；可以通过径向剖面来识别流体以及排除环境的影响；可以应用到井眼不规则或者薄的泥饼储层评价中；降低了钻井时间。

在储层评价中的应用主要包括如下几个方面：确定流体体积以及流体饱和度径向剖面；在淡水、未知或者变化的地层水电阻率，以及低电阻率、低对比度油层和薄层条件下进行直接的油气表征；在不规则井眼条件下进行储层评价；利用高的纵向分辨率测量值进行薄层评价；能够利用连续测量油的粘度来优化射孔和完井；利用计算的不受岩性影响的孔隙度来确定储层流体体积；确定水基泥浆的残余油饱和度和油基泥浆的残余水饱和度。

3、录井仪应用

综合录井使用现代化的计算机系统进行综合性数据采集、存储、处理，为用户进行作业决策提供完备翔实的资料，和强大的系统工具。应用到了钻井、测井、录井、随钻测量、中途测试、完井等各方面跨部门的井场作业，发展了综合评价技术，进一步的应用到井场废弃物处理以及各种作业的经济效益评价等诸多方面，强大完备功能的综合录井仪使作业决策趋于现场化。

第三节产业链概述

一、在产业链中的位置

湿接头是水平井测井工具的核心部件、分子泵和电子倍增器等是仪器仪表的关键部件，这些部件的生产以及石油类仪器仪表的生产设备等形成了产业链的上游，仪器仪表用于石油工业，因此，石油仪器仪表处于整个产业链的中游。

二、相关行业简述

石化行业发展情况：

1、经济规模再上台阶，化工总量世界第一。2010年，全行业总产值达8.88万亿元，其中化学工业产值达5.23万亿元，按汇率计算已突破7700亿美元，超越美国(7340亿美元)，化工经济总量跃居世界第一。但“大而不强”问题突出，与美国、欧洲和日本等发达国家和地区相比，在产业集中度、整体生产技术和技术创新等方面仍存在较大差距。

2、技术装备水平不断提高，竞争实力明显增强。目前，我国石油和化工行业有40余种产品产量居世界第一或第二位。经过多年努力，技术装备水平大幅提升，部分处于世界前列。我国乙烯关键设备国产化水平大大提高，并首次实现了乙烯成套技术和工程设计总承包的国产化突破。新型煤化工和大型化肥技术装备水平也处于世界领先地位。

3、经济结构继续优化，化工比重稳步攀升。近年来，随着石油和化工行业产业结构调整力度加大，上游资源型产业在经济增长中的比重呈逐步下降趋势，下游技术密集型产业比重上升。2010年，化工行业产值比重上升到59%，比2008年提高5个百分点。在化工行业中，专用化学品、合成材料在经济增长中的比重呈上升趋势，而基础化学原料和化肥等行业则呈下降趋势。

4、投资增速总体放缓，化工领域投资比重持续上升。2010年，石油和化工行业投资同比增长13.8%，远低于同期城镇投资增幅。化工领域投资占全行业比重为62.7%，比上年提高1个百分点，比2008年提高约5.5个百分点。在化工领域中，专用化学品的投资比重持续扩大，而基础化工原料投资所占比重则不断缩小。

5、价格涨势逐步趋缓，产销衔接基本顺畅。2010年，石油和化工行业价格总水平同比上涨16.1%，其中油气开采、炼油行业、化工涨幅分别为37.8%、18.3%和7.4%。全行业产销衔接总体顺畅，产品销售率为98.3%，与上年基本持平。其中，化工行业产销率为97.8%，油气开采行业产销率为99%，炼油行业产销率为99.3%。

6、对外贸易大幅增长，出口结构继续调整。2010年，在国际贸易摩擦频发、贸易保护主义盛行的情况下，石油和化工行业进出口总额创历史新高，增幅达40.3%。其中进口、出口分别增长42.3%和35.7%。出口结构继续调整。橡胶制品、无机化学品等资源型产品在出口贸易中的比重呈下降趋势，而专用化学品等技术含量较高的产品，出口比重不断上升。

第四节产品生产技术发展现状

1、岩心分析仪器技术现状

我国石油工业已进入了采用高新技术，合理开发油气资源的科学生产模式。对于科学的认识油藏，了解油藏特性，进行定量化描述，并通过油藏评价和油藏开发的可行性研究优化油藏开发方案，油层物理实验技术功不可没。油层物理实验的技术装备主要是岩心分析仪器。我国岩心分析仪器的研制已处于国际先进水平，完全能够满足我国石油工业发展的需要。

现在我国仪器仪表已经形成了门类比较齐全，具有一定技术基础和生产规模的工业体系。就岩心分析仪器来说，岩心夹持器是岩心分析实验的关键技术，在很大程度上决定岩心分析实验的成败与实验数据质量。国产岩心分析仪器的模拟油藏环境覆盖压力可达100MPa，模拟油层温度可达300±2℃；能够模拟油层的油、气、水条件；岩心分析仪器的模块化我们已做了大量的工作。应该说，在岩心分析仪器方面，我国与发达国家的差距并不大。

2、测井仪器

我国的石油测井仪器虽然取得了较快的发展，但和国际发达国家相比还有较大差距，国外著名的测井仪器生产供应商，如斯伦贝谢、哈里波顿、阿特拉斯等著名公司的石油测井仪器总体水平目前领先我国一代的水平，尤其是在高端仪器的研制生产方面，如阿特拉斯的5700测井系统，斯伦贝谢的MAX-500测井系统，哈里波顿的excell2000测井系统基本都具备了成像测井功能，占据了测井仪器的高端市场，是我国测井仪器研制生产企业赶超的对象。

中国电子科技集团公司第二十二研究所的石油仪器研制生产开始于我国改革开放初期，走过了由仿制到自主研发的艰辛路程，经过多年技术积累，相继开发生产了几十种石油测井仪器，在石油测井高端仪器研发方面，依靠自身技术优势，开发出了以SDZ-3000快速测井平台（组合测井仪器）为代表的一系列高新测井设备，形成了具有自身特色的石油仪器研制生产体系。

3、石油仪器—多级脉冲双盲孔复合射孔器应用成功

2010年10月11日，渤海钻探测井公司在滨47X1井首次应用多级脉冲双盲孔复合射孔器，射孔一次成功。这标志着测井公司多级脉冲射孔技术迈向一个新台阶。

近年来，随着多级脉冲射孔技术不断在油区推广应用，取得了可喜的试油效果。测井公司技术人员不断探索，使这项工艺日趋成熟，形成了多种系列，各项性能指标均达到完井要求，极大改善了近井带地层渗流条件，在开发井及污染堵塞储层使用能够提高油井产能，在探井中使用可降低油气层漏失率。

滨47X1井人工井底为3932米，井温达152.29摄氏度，射孔井段在3786.7米至3809.6米，累计厚度为22.9米。这口石油设备井采用多级脉冲射孔技术，采用新引进的双盲孔复合射孔器，采用TCP投棒点火方式。

此次成功应用的双盲孔复合射孔器枪身无泄压孔，彻底消除了原工艺密封垫密封不好枪身进水、静耐压指标低、加工精度高等诸多问题，用盲孔取代泄压孔后提高了复合射孔器使用的安全性，并大大降低了生产成本，提高了燃气的做功效率，使多级脉冲射孔技术日臻完善。

第五节产品生产工艺特点或流程

石油测井仪器外壳加工工艺改进：

测井仪器外壳是石油测井仪器部件的保护壳，是测井仪器下井的承压部件，所以保证其加工质量是至关重要的。结合以前仪器外壳加工过程中出现的壁厚偏差问题，分析加工过程中可能导致产品出现壁厚偏差的原因，提出改进加工工艺，保证仪器外壳符合要求。

一、测井仪器外壳加工过程中出现壁厚偏差原因分析：

测井仪器外壳在加工过程中出现壁厚偏差的主要原因有以下几方面：

1、原材料外圆和内孔的圆度、同心度及直线度偏差较大，影响了镗孔时的定位基准；

2、镗孔时装夹基准面和材料端面不垂直，造成镗孔时镗刀走偏；

3、加工过程中由于高速旋转产生的离心力；

4、车削时材料内部存在的内应力得不到释放，造成外壳本身变形；

5、加工过程中存在的热变形不易控制，从而影响加工质量。

二、新改进加工工艺：

针对加工过程中可能出现的仪器外壳壁厚偏差原因，从以下几方面进行改进：

1、下料时留足加工余

外壳在下料时，每件留余量12～14MM，保证在平完端面后为镗孔试刀预留足够余量。镗床试刀长度一般为3～5MM，经试刀后可以保证镗孔时内孔符合尺寸要求。

2、镗孔前车原材料外圆，齐端面

原材料下料校直后，将外圆车圆，保证原材料外圆的圆度和直线度，提高镗床装夹时定位基准的精度，为提高镗孔精度奠定基础。

外圆车圆后，以外圆定位将原材料的两个端面车平，保证外壳轴线与端面的垂直度，减少镗孔时镗刀偏移量。

3、在镗孔过程中，增加一次定位基准校正

外壳在进行半精镗前，以内孔为基准车外圆。车圆后以外圆为基准，重新车平外壳两端面，保证外圆与端面垂直、内孔与外圆的同轴度，然后再进行半精镗和精镗。

4、严格控制半精镗、精镗时切削深度

在外壳粗镗至5MM余量时，对外壳壁厚差进行检测，检测合格后开始半精镗。半精镗每刀切削深度为1.5MM，精镗必须在半精镗最后一刀后不改变定位基准前提下进行，根据剩余尺寸余量镗至内孔尺寸，精镗切削深度为0.4～0.6MM。通过对切削深度的控制，减小切削阻力，提高内孔加工精度。

5、改变外圆加工装夹方式

原加工方法是采用两端顶尖顶外壳内孔，在加工外圆过程中，内应力得不到释放，造成外壳变形。改为前端撑内孔，且外壳端面和卡盘端面留有间隙，尾端顶尖顶内孔，让应力得以释放。

6、中心架位置安装自制工装

增加中心架并安装自制工装，增加中间支撑的稳定性，减小车削时外壳的变形量和冲击力，保证外壳加工质量。

7、在中心架位置增加冷却装置

由于外壳在车削过程中高速旋转，外壳与工装之间存在相互摩擦，摩擦产生的热量导至外壳发生热变形，影响外壳加工精度。在中心架位置增加冷却装置后，降低了摩擦产生的热量，减小了由于热变形对加工质量产生的影响。

8、控制外圆加工切削量

在车削仪器外壳时，每刀切削深度不大于2.5MM，车削完后检测壁厚偏差。如果壁厚差较大，及时进行调整。通过对切削量的控制，减小了车削产生的形变，避免外壳壁厚产生偏差。

通过加工工艺的改进，目前生产的测井仪器外壳可以满足壁厚差要求，壁厚差全部控制在≤0.4MM范围内。

第六节国内外生产技术发展趋势分析

1、岩心分析仪器技术趋势

当前，仪器仪表企业最困难的问题是没有核心技术，没有能提高竞争力的自有技术。现在仪器仪表行业产品的主要技术来源不是国内自己的，必须尽快建立自己核心技术的创新平台，主攻我们科技水平相对较强的项目，发展我国拥有自主知识产权的拳头品牌。要把行业科技工作的重点转向培育高新技术产业，分工合作打好以国产系统为主的攻坚战，并有计划地构建产业群，以引导、带动、促进和支撑全行高科技发展和改造传统产品。

2、石油测井仪器

石油测井仪器不断向高集成化、高可靠性、高时效化方向发展，成像测井系统、随钻测井系统等高端测井仪器的研制开发成为各大测井仪器生产开发商追逐的焦点，同时也代表了石油测井仪器的未来发展方向。

3、综合录井仪

综合录井技术在近几年发展很快，形成了实时录井、监测、处理、传输、评价服务及决策一体化系统的录井技术。毫无疑问，这门技术还在不断地发展之中。

１）录井参数向定量化方向发展

已经量化的参数变得更加灵敏、准确，原来未量化的录井项目或参数，通过新的方法和手段已能量化。如定量荧光分析技术（QFT）、定量脱气分析技术（QGM）等。由于数据采集实现了定量化，更趋于准确反应地下客观情况，提高了油气层发现率和解释精度。

２）录井检测方法多样化

在常规综合录井内容基础上，新类型的检测仪器和检测项目不断增加，为现场评价提供了新的方法。

（1）Geoservices 公司研制的自动连续检测进出口钻井液滤液矿化度分析仪，可以测量钻井液中钾，钠，钙和录离子的含量，为判断井下地层流体性质提供了新的检测方法。

（2）Schlumberger 公司研制的利用四个红外分光光度计检测气体组份的方法，将原来气体组份的色谱分析变为光谱分析，变原来的周期性分析检测为连续分析检测。

（3）使用Ｐ－Ｋ仪，在录井现场对岩心、岩屑进行孔隙度、渗透率分析，进行全井段物性测量。

（4）酸解烃法进行油气层评价：把岩石在一个真空压下加热加酸处理，破坏其颗粒表面吸附力，使被吸附的烃类物质释放出来，并加以收集分析、鉴定和计算，进行油层评价。