测井技术的首创者康拉德·斯伦贝谢

2022-09-13 15:12:00

测井技术的首创者是法国人康拉德·斯伦贝谢。斯伦贝谢公司一直是世界第一大测井公司。它的技术“统帅”和“灵魂”就是亨利·道尔(HenryDoll)。

道尔其人

亨利·道尔在他40多年的职业生涯中,先后发明、设计、制造和试验成功了许多种地球物理测井仪器,提出了相应的资料解释方法。他培养指导了大批年轻的科学家和工程师。他一生获得了70多项专利,单独或与他人合作发表了30多篇学术论文。他长期担任斯伦贝谢公司的技术副总裁,1956—1967年期间还是斯伦贝谢公司的董事长。

亨利·道尔,1902年8月11日生于法国巴黎,父亲是瑞士人,母亲是法国人。他自幼学习成绩优异,里昂的中学毕业后以高材生进入巴黎理工学院,毕业后又在巴黎矿业学院深造。22岁的道尔同康拉德·斯伦贝谢的一个女儿安妮结婚,成为斯伦贝谢家族的一员。1925年底,迷上了电法技术的他,开始参加斯伦贝谢兄弟的电法勘探的研究工作,1926年学校毕业后,这位年轻的工程师全身心投入这一事业,当年参加了在阿尔萨斯电法勘探铁矿的试验,1927年就受命负责电法仪器的设计和试验。

第一条测井曲线

1927年9月5日,道尔率领试验小组主持了在佩谢尔布龙油田上首次电阻率测井的试验,他亲手记录了全部数据,画出了世界上第一条测井曲线。在斯伦贝谢兄弟的指导下,1928年以后的10年是他的第一个发明创造的繁荣期。

针对测井作业过程中经常发生电缆绝缘层被磨破而漏电的问题,道尔想出了一种安全而又简便的方法来检测电缆漏电的位置。他第一个对电法测井进行了数学分析,构想出了微差压力计。他在测井作业中仔细观察,发现在没有电流时,两个电极间存在自然电位差,它能反映岩性差别。他实现了对井温、倾角和井斜的测量。他研制成功的倾向测井仪,是第一种不仅有电缆和电极较为复杂的测井仪器。

第二次世界大战在欧洲爆发后的1940年,道尔和公司的一部分人员从巴黎迁往美国,在休斯敦建立了斯伦贝谢的机电研究所,成为斯伦贝谢公司技术创新的源泉。

战争期间,道尔参与成立了一家非盈利的研究机构。他应用测井技术的某些原理和积累的机械设计经验,发明并制造出了可安装在车辆前面的地雷扫雷器。为此,战后得到美国政府的嘉奖。

创立研究中心

1948年,鉴于科学技术的突飞猛进,道尔果断地决策,在斯伦贝谢公司中实行研究与工程(制造)的分离。他选择远离石油产区,但靠近经济中心的里奇菲尔德建立研究中心,让科学家们安安静静地从事新测井方法的探索;而让休斯敦的工程中心“技术接力”,把新方法转化为新的仪器装备,形成斯伦贝谢公司独特的方法研究仪器开发现场服务“一条龙”的技术创新模式。市场需求和科技信息反馈到研究中心,探索出新的方法;工程部据以开发出新的仪器装备,现场服务队用它为用户提供测井服务,在应用中发现问题,反馈给研究中心和工程部,对仪器装备不断加以改进。这种机制保证了斯伦贝谢公司始终走在世界测井业的前头。

战后的10年,道尔作为斯伦贝谢公司的技术总负责人——技术副总裁,渡过了技术生涯的第二个繁荣期。他认为,仅仅开发出仪器测出曲线是远远不够的,更重要的是应用测井资料来帮助石油公司认识地下的地层。因此他以很大的精力献身于测井解释的研究,发表了一系列科学论文,产生了重要影响。他的“自然电位测井的理论分析与解释原理”和“泥质砂岩的SP测井”,描述了井眼内和井眼周围电流和电压的分布,已成为电法测井的经典著作。他1949年发表的感应测井及其在油基泥浆井眼中的应用一文成为后来被引用得最多的论文。他在确定渗透层电阻率的基础理论方面的贡献也是公认的。

杰出的发明家

测井如何分层是测井技术诞生以来的中心课题。斯伦贝谢两兄弟作了很大努力来提高层分辨率,直到1949年道尔发明侧向测井,研制出七侧向测井仪,才得到突破。在此基础上,道尔把他发明的微测井技术同侧向测井技术结合起来,研制出极板型仪器,开创了微侧向测井,提供了一种合理估算侵入带电阻率和残余油饱和度的方法。1958年他又研制成功邻近侧向测井。这种方法受井壁泥饼影响较小,用来确定侵入带电阻率更好。1946年他又创造出电阻式倾角电极系,用电阻率方法测量井下地层的倾角。

这时期道尔最杰出的贡献是发明感应测井。鉴于非导电的油基泥浆的广泛应用,道尔把地雷探测器的感应原理应用进来。当时许多人不赞成这一思路,认为泥浆中信号太弱,直接耦合信号干扰太大,工艺上难度也很大。道尔坚持不懈,不断探索改进,终于实现了。不久以后,感应测井成为最广泛应用的技术。

英明的科技领导人

亨利·道尔并不是单枪匹马的“孤胆英雄”。他既是一位杰出的科技专家,又是一位英明的科技领导人。他善于把优秀人才团结在自己周围,发挥他们的聪明才智,形成“万紫千红春满园”。里奇菲尔德研究中心人才辈出。例如,“创立了现代解释”的安德烈·普蓬,他创立的以密度中子交会图为基础的解释方法,一直是最广泛应用的岩石物理方法。他为斯伦贝谢公司建立了第一个解释组,建立并领导了应用计算机的解释站,培养造就了一代解释专家。

20世纪50~60年代,世界测井技术突破了电法的局限,出现了放射性测井和声波测井。斯伦贝谢公司起直追。但是放射学和声学都不是它的专长。道尔的办法是吸引人才,借鉴别人的成就,实现跳跃式前进。诸如声波方面的约翰·罗卡德,光电倍增管方面的安德烈·拉勒芒,以及后来获得诺贝尔奖的核磁共振专家尼古拉·布洛因贝根,都由他吸收来研究中心。

纪念

1967年,65岁的亨利·道尔从董事长的岗位上光荣退休。退休后,他创立了一家私人实验室,应用丰富的地球物理知识研究生物流体,特别是失重条件下宇航员的血液流动,做出了新贡献。

因为长期患病,他于1991年7月25日因心脏病突发而去世,死在巴黎近郊的家中。按照他的遗愿,遗体被埋葬在法国诺曼底半岛上斯伦贝谢家族的墓地上,长眠在他的良师益友和岳父康拉德·斯伦贝谢的身旁。他有3个女儿,10个外孙(女),23个重外孙(女),可谓“儿孙满堂”。

为了表彰道尔对斯伦贝谢公司做出的杰出贡献,公司董事会做出决定,把他亲自创立并一直领导的里奇菲尔德研究中心命名为斯伦贝谢道尔研究中心。公司的刊物((Schlumberger’SOilfieldReview))发表了长篇文章,记述了亨利·道尔的光辉业绩和杰出贡献。他的一些老战友纷纷写文章表示悼念。皮埃尔·科思称他是“法国最伟大的科学家”。公司执行副总裁W·J·吉林汉姆写道:“道尔坚信,研究与工程(R&E)是我们公司生命的血液”,“道尔总是认为,任何客户总是愿意为效果更好的仪器和服务支付更多的钱”。“让我们遵循道尔提出的原则,坚持不懈地研制新的更好的仪器,不怕尝试一切新的想法和新的技术。如果我们能给客户们更多的回报,我们将会永远赢得业务和市场”。

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