編者語：蘇格蘭公司 Petrowell 設計了一套係統，采用 RFID 技術實現了與閥門等地下油井工具的無線通訊。這套係統可以幫助石油公司進行策略性的開采，最大量地抽取地下石油和天然氣。

   過去幾十年，石油開采公司一直嚐試應用多種技術來控製地下幾千米深的油汽井裏的工具；然而
，由於油氣井裏的高壓、高溫和腐蝕性環境，很多技術都無法穩定工作。 

   現在，蘇格蘭公司Petrowell設計了一套係統，采用RFID技ji術shu實shi現xian了le與yu閥fa門men等deng地di下xia油you井jing工gong具ju的de無wu線xian通tong訊xun。這zhe套tao係xi統tong可ke以yi幫bang助zhu石shi油you公gong司si進jin行xing策ce略lve性xing的de開kai采cai，最zui大da量liang地di抽chou取qu地di下xia石shi油you和he天tian然ran氣qi，公gong司si稱cheng。Petrowell現已對這套係統申請了專利。 

   這首先要歸功於定向鑽探技術，定向鑽探使石油公司可以豎向或橫向開采石油。開采商垂直向下鑽探油田，接著將鑽頭旋轉90度，在最低垂直點橫向鑽探。一個油井深度可到達3-4千米，而橫向可達10千米。 

   由於目前全球缺乏大片、未開采油田，這種定向鑽探具有很高的成本效益。油井的縱向延展可以將一些小麵積
、非相連的油田或天然氣田相連起來，避免新油田的開采。換句話，定向鑽探使單個油井可連接6-10個小油田，而不用從地表上鑽探6-10不同的油井。 

   如果垂直方向上的小塊油汽田被全部開采
，那麼公司可能無法在水平方向上最大量地抽取石油和天然氣，據Petrowell設計工程師DanielPurkis稱。過去5年，公司一直致力研究解決這個問題，最近開始銷售地表操控的RFID地下工具。 

   據Purkis稱

，石油和天然氣先從油井的底部流動-垂直區域，鑽頭正是在這個點上旋轉90度。如果底部的石油開始耗盡，油井產生水，從而阻塞了油井底部-油井的水平區域。 

   “在安哥拉鑽探一個油井大約需要花費7200-1.43萬美元，如果新油井一個月後隻湧出水

，那可是個大問題”Purkis稱。 

   通tong過guo控kong製zhi油you井jing鑽zuan管guan垂chui直zhi和he水shui平ping方fang向xiang的de閥fa門men，公gong司si可ke以yi最zui先xian開kai采cai水shui平ping方fang向xiang上shang最zui遠yuan的de小xiao油you田tian，接jie著zhe再zai返fan過guo來lai進jin行xing垂chui直zhi方fang向xiang的de開kai采cai，從cong而er防fang止zhi水shui堵du塞sai石shi油you的de流liu動dong。然ran而er
，如ru果guo地di表biao工gong具ju無wu法fa穩wen定ding地di控kong製zhi閥fa門men
，那na麼me這zhe種zhong定ding時shi和he策ce略lve性xing的de開kai采cai效xiao果guo也ye並bing不bu理li想xiang。 

   目前


，市場上已推出一些控製井內工具的係統
，但Purkis稱開采行業認為這些係統並不穩定。液壓線是地下工具控製常用的一種方法。 

   “這就像是汽車的製動閘”Purkis稱，補充說液壓線長度可能需要長達20，000英尺。液壓線非常昂貴，而且易損壞。如果一個油井內需要控製6個工具，那麼係統必須采用6條液壓線。

   另一個選擇是電纜。然而，電纜也需要20，000英尺長
，價格也很昂貴，Purkis稱，由於電纜必須承受井裏的腐蝕和高溫環境
，也易損壞。此外，液壓線電纜需要地表控製盒和發動機，這要占用地表空間。“要知道石油鑽塔的底麵積可是寸士寸金”Purkis稱。
 
   而Petrowell設計的係統在地下閥門等其它工具安裝RFID閱讀器。開采工人將無源RFID標簽放入油井向下流動的液體
，標簽經過閱讀器時發送相關的命令。 

   井下玻璃密封的標簽 

   在歐洲和北美，Petrowell和MarathonOilCo聯合開展過多個測試。測試中
，Petrowell在鑽管閥門上安裝電池供電的RFID閱讀器。開采工人在井下扔入一把散亂的、玻璃密封的RFID標簽，標簽隨著液體水平或垂直流動，並與它們經過閥門的閱讀器通訊。 

   “通過控製閥門，係統平衡石油的流動

，使我們更快地得到更多的石油”標簽發送編碼信息給井裏特定的閥門，指令閥門保持靜止不變或活動，如開或關
，如編碼中數字6可能代表閥門關或開，或關閉10%。  

   據Purkis稱，係統采用冗餘的設計方式，多個編有同一個指令的標簽同時被扔到井裏
，以防有些RFID標biao簽qian不bu可ke讀du或huo破po裂lie。另ling外wai
，係xi統tong還hai帶dai有you檢jian測ce機ji製zhi，如ru果guo一yi個ge標biao簽qian經jing過guo閥fa門men，那na麼me它ta不bu可ke能neng重zhong新xin經jing過guo同tong一yi個ge閥fa門men，導dao致zhi閥fa門men不bu必bi要yao的de反fan應ying。

   “可能發生最壞的情況是”Purkis稱，“一個遊蕩的標簽在錯誤時間激活閥門，或激活一個錯誤的閥門。這可能導致爆炸，發生火災”。為防止這類情況
，Petrowell必(bi)須(xu)保(bao)證(zheng)係(xi)統(tong)的(de)安(an)全(quan)性(xing)。標(biao)簽(qian)被(bei)扔(reng)進(jin)井(jing)裏(li)之(zhi)前(qian)必(bi)須(xu)對(dui)它(ta)編(bian)入(ru)時(shi)間(jian)和(he)順(shun)序(xu)。這(zhe)樣(yang)
，經(jing)過(guo)特(te)定(ding)時(shi)間(jian)段(duan)後(hou)，標(biao)簽(qian)命(ming)令(ling)無(wu)效(xiao)，閱(yue)讀(du)器(qi)隻(zhi)對(dui)新(xin)標(biao)簽(qian)反(fan)應(ying)。標(biao)簽(qian)最(zui)後(hou)遺(yi)留(liu)在(zai)井(jing)底(di)或(huo)嵌(qian)入(ru)岩(yan)石(shi)裏(li)。 

   標簽有兩種尺寸，一種直徑為4毫米
，長24毫米；另一種直徑為2毫米，長8毫米。標簽從TI購進，經過Petrowell改良。 

   標簽讀取率由標簽掉入井裏的速度和湍流渦旋所決定。每個標簽的平均讀取率為60-79%
，開采工人一般要同時放入10個相同標簽，將讀取率提高到100%。舉個例子
，運營商扔下10個含關閉某閥門5%命令的標簽

，從油井的出油速度可以看出閥門設置的改變。
 
   RFID係統在油井的試運行階段進行安裝和測試，Purkis稱開采商初期每天需要扔3-4次的標簽來調整設置。當油井投入生產時
，標簽一個月隻需扔一次，或按需求投放標簽。 

   這套係統目前已經投入使用中
，雖然Purkis拒絕透露除MarathonOil外其它測試公司的名稱。然而

，他稱，近日這套係統被送往加拿大一家公司及國際石油公司SaudiAramco 。此外，一家大型公司目前正考慮安裝一套係統，監測油井裏的熱量
、壓力和液體流動速度。 

   “我們RFID應用非常獨特，我們合作夥伴稱它會改變將來油井的開采方式”Purkis稱。