致密砂岩气开发工程技术与实践
中国致密砂岩气及在勘探开发上的重要意义
致密砂岩气开发的社会影响
提高能源供应：致密砂岩气开发可以增加能源供应，缓解能源短缺问题 促进经济发展：致密砂岩气开发可以带动相关产业的发展，促进地方经济发展 改善环境质量：致密砂岩气是一种清洁能源，可以减少对环境的污染 提高人民生活水平：致密砂岩气开发可以提供更多的就业机会，提高人民生活水平
致密砂岩气开发的可持续发展策略
中国致密砂岩气及在 勘探开发上的重要意 义
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第一章
中国致密砂岩气勘探开发的现状
资源分布：中国 致密砂岩气资源 丰富，主要分布 在四川、重庆、 陕西等地
勘探开发技术： 中国致密砂岩气 勘探开发技术已 取得重大突破， 具备大规模开发 能力
开发现状：中国 致密砂岩气勘探 开发已进入快速 发展阶段，产量 逐年增加
发展趋势：中国 致密砂岩气勘探 开发将向规模化、 高效化方向发展， 成为未来能源发 展的重要方向
致密砂岩气开发的经济性分析
资源丰富：中国致密砂岩气资源丰富，具有巨大的开发潜力 市场需求：随着中国经济的快速发展，对能源的需求日益增长 成本效益：致密砂岩气开发成本相对较低，具有较高的经济效益 环境保护：致密砂岩气开发对环境的影响较小，符合绿色发展理念
浅谈致密砂岩气开发中常见技术问题
随着社会的不断发展，致密砂岩气的开发越来越受到人们的关注，致密砂岩气藏在储量增长和能源供应方面发挥着至关重要的作用。
因致密砂岩气所处地质条件比较复杂的影响，致密砂岩气的开发需要一定的技术支持，然而，致密砂岩气在现阶段的开发中，仍然存在一系列的技术问题，需要正确面对，并亟待解决。
1 致密砂岩气的特征以及发展就目前我国致密砂岩气的现状来看。
尽管致密气资源丰富，但是致密砂岩气藏的储量丰度低，产量递减快，经济开发难度大。
我国致密砂岩气藏不仅有陆相随碎屑岩储层的一般特点，而且还表现为低孔低渗、裂缝性、局部含水饱和度、高毛管压力、地层压力异常、高损害潜力等工程地质特征。
经过30年来的不懈奋斗，我国已经形成了裂缝性致密砂岩气藏保护屏蔽暂堵技术系列，气体钻井及全过程欠平衡完井保护技术系列，以及最新的气体钻水平井开发致密砂岩气藏技术等，极大推进了四川盆地新场、洛带、八角场、邛西和鄂尔多斯盆地榆林，大牛地等一批致密砂岩气田的勘测开发进程。
2 致密砂岩气开发技术的问题以及优化措施2.1 加强稳产接替与后期气井管理致密砂岩气所处地质条件相对复杂，因此，致密砂岩气开发过程非常困难，由于其固有的特点，导致在致密砂岩气开采初期递减的速度非常快，因此，为了保证气田的稳产，需要不断加强井与井间的接替或区块接替。
据资料显示，在苏里格气田中，如果按照直井生产方式，保持250×108/a的稳产，灭年需要新钻近1000口井弥补递减，毋庸置疑，这样的模式知识增加工作人员的工作量，因此，必需将高水井的应用规模最大限度的提高，从而减少稳产，为致密砂岩气的开发节约一定成本。
此外，在成产后期，致密气井的生产状况转向低压地产，这时的致密气井携液能力十分差，井筒积液也非常严重，针对这一现象，要求工作人员通过开展低压地产井气工艺技术和生产管理研究进行改善，同时，还要不断参考国际智能化油气田开发管理中的技术和理念，从而减少致密气井开发过程中的问题，保障致密气井的开发水平。
致密砂岩气藏开发工程技术研究
２．１致 密砂 岩 气藏 欠 平 衡 钻 井及 完 井保 护技 术
大型水 力压裂为主 ，在 川Ｉ中八角场、川Ｉ西新场等地取得 了较好
根 据 致 密砂 岩气 藏 特 性 及 损 害 机 理 ，代 表 欠 平 衡 钻 井 技
的 效 益 。在 鄂 尔 多斯 盆 地 北 部 对 压 裂 改 造 措 施 也 进 行 了一 系 术最高水平 的气体钻井技术在 四川致密砂岩天然气勘探开发
发 技 术 和 更 高质 量 的钻 井 技 术 才 能 产 出工 业 性 气 流 。
术和屏蔽暂堵储集层保护技术构成了大 牛地气 田开发 的主体
１提高致密砂岩气藏产能的增产 改造技术
技 术 。
致 密砂岩气藏低孔低渗的地质特征使得开发这类气藏时
２致密砂岩气藏钻井及完井保护配套技术
一 般 需 要进 行压 裂增 产 改造 。四Ｊ１Ｉ盆 地 致 密 砂 岩 改 造 以应 用
致 密砂岩气 藏开发工程 技术研 究
于蔚兰 张龙龙 李 艳文 方 园
（中国石 油化 工股 份 有 限公 司 中原 油 田分公 司天然 气产销 厂 河 南 ·濮 阳 ４５７００１）
摘 要 致 密砂岩 气藏具有低孔低渗、裂缝发 育、局部超低含水 饱和度 、高毛管压力、地层压力异 常、高损害潜力 等工
天然气产出过程更加复杂。低致密砂岩气藏物性差 ，埋藏深 ， 由于储集层存在严 重的水相 圈闭损害和其他敏感性损害 ，以
天然丰度低，还表现为低孔低渗 、裂缝发育、局部低含水饱和 往采用常规砂岩储集层 的压裂改造方法在该地 区不能达到满
度、高毛管压力、地层压力异常、高损害潜力等工程地质特 征。 意 的增 产 效 果 。通 过 ２００１年 以来 的 攻 关 研 究 ，提 出 了改 进 的
致密砂岩油气藏开发技术
致密砂岩油气藏开发技术作者：刘国良朱丽君李朋来源：《科技资讯》2015年第15期摘要近年来，随着油气藏开采水平的提高，致密砂岩油气藏的勘探开发成为关注的焦点。
由于致密砂岩储层具有孔隙度小、渗透率低、粘土矿物类型丰富和岩性致密等特殊的地质特征，导致此类油气藏经济高效开发难度大。
虽然在国内外已有成功开发致密油气藏的先例，但目前对于致密砂岩油气藏的开发技术还未形成统一的认识。
本文对目前致密砂岩油气藏的开发技术进行了分析，希望借此文章达到对致密砂岩储集层开发技术能有一个较为明确的认识。
关键词致密砂岩；油气藏；开发技术中图分类号：TE34：P61 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）05（c）-0000-001引言目前国外所开发的大型致密砂岩气藏以深盆气藏为主，主要集中在加拿大西部和美国西部。
全球致密油资源量约为6900×108t；根据中国国土资源报（2014/1/9）公布的全国油气资源动态评价的结果，我国剩余天然气资源62×1012m3，其中非常规致密天然气资源量占天然气总资源的50%左右。
我国未来油气产量稳产增产将更多地依靠开采低渗透油气藏，致密砂岩油气藏是低渗透中重要的一种。
随着勘探程度的提高和油气资源需求的不断增长，对致密砂岩油气藏的开发将是中国油气开发建设的主战场之一，所以研究致密砂岩油气藏显得至关重要。
2致密砂岩油气藏的特点致密砂岩油气藏由于储层致密，油气逃逸速度低于生烃和排烃速度，原生油气藏均为高压油气藏，其油气水的关系十分复杂，这类油气藏当中都有一定程度天然裂缝的发育。
在对此类油气藏进行开发的过程中，往往出现以下特征：①不高的水驱动用程度；②油井动液面出现较低，采油井底流压太小；③采油速度降低很快；④地层压力降低很快。
3致密砂岩油气藏开发技术3.1多段压裂水平井技术多段压裂水平井技术结合了水平井技术和人工压裂技术的优点，有效改善了近井地带渗流条件，大幅提高了单井控制储量，已成为有效开发致密砂岩油气藏的重要技术手段。
项目名称大型致密砂岩气藏高效评价开发一体化关键技术及
项目名称：大型致密砂岩气藏高效评价开发一体化关键技术及工业化应用主要完成单位：中国石油大学（北京）、中国石化西南油气油田分公司 、中国石化华北分公司、北京石大油源科技开发有限公司主要完成人：王志章, 刘成川, 刘忠群, 曹思远, 韩秀梅, 黎平, 高青松, 张国印, 刘绪刚, 黎化继, 秦学菲, 冉令波, 陈奎, 葛中伟, 王鹏项目简介：大型致密砂岩气藏高效评价开发一体化关键技术及工业化应用是国家十一五重大专项东部盆地深层砂岩输导体预测及定量表征、大牛地气田多层叠合岩性气藏描述；十二五重大专项致密砂岩气藏地球物理识别方法及评价技术（2011ZX05008-004-64）、大牛地气田（大66）致密砂岩气藏描述及预测（2011ZX05045）；中石化西南分公司新场气田、川西凹陷，中石化华北分公司大牛地气田，中石油长庆油田公司苏里格气田致密砂岩油气重点研究项目成果的集成与总结。
研究成果以实现扩大勘探开发领域、致密砂岩气藏高效评价开发技术为目标，建立了完善的理论技术创新体系，有效解决大型复杂致密砂岩气藏从油气田评价、开发地质到气藏工程的基础理论、前沿应用技术到工业化应用的关键技术，重点突破大型致密砂岩气藏高效评价与开发的技术关键，取得如下创新性成果：1. 提出了基于“皮尔森体系”独立分量分析实现信号去噪的方法以及基于HHT的点谱白化的高分辨率处理方法，在数学跟石油勘探之间搭起了一座桥梁。
薄层识别符合率由传统的60%，提高到85%。
随着开采技术的不断提高和社会生活对石油需求量的不断增长，人类对石油勘探技术提出了更高的要求。
常规的地震资料的去噪方法已经越来越不能满足高精度数据处理的需要。
通过多年实践研究，并基于“皮尔森体系”已有的相关知识，创新性地提出了“基于‘皮尔森体系’独立分量分析地震去噪”的方法，并获得了国家发明专利。
在本项专利中提出的解决方案，既无须大量的观测样本，也无须信号的先验信息，就可实现信号与噪声的有效分离；过程简单、计算速度快、应用方便灵活。
中国致密砂岩气藏勘探开发关键工程技术现状与展望
Current status and prospect of key techniques for exploration and production of tight sandstone gas reservoirs in China
KA NG Yi li, LU O P ing ya ( State K ey L abor atory of Oil and Gas Reser voir Geolo gy and Ex p loitation ,
[ 18] 8 3 12 3 8 3
2 致密砂岩气藏钻井及完井保护配套技术
2. 1 裂缝性致密砂岩气藏屏蔽暂堵钻井及完井保护配 套技术 川西坳陷致密砂岩天然裂缝比较发育, 且当钻井、 完 井条件有利时就可以获得高产量气流, 因而在钻井、 完井 中应采取有效措施保护天然裂缝 , 以屏蔽式暂堵技术思 想作指导, 研究地下裂缝参数变化规律, 评价裂缝性致密 砂岩的敏感性和损害规律, 建立适用于裂缝性储集层特 点的钻井、 完井保护技术方案。大面积推广应用证明, 这 套技术路线是正确的, 是行之有效的[ 8] 。 经过& 八五∋ 以来的 3 轮国家项目攻关, 深井钻井和 钻井液工艺本身的技术难题基本得到解决, 致密砂岩气 层损害理论与保护技术研究成为钻井、 完井技术工作重 点。形成了潜在损害因素分析、 室内评价、 矿场评价、 工 作液制备和钻井、 固井、 完井配套保护技术系列, 建立了 川西致密砂岩气层保护钻井 完井 增产措施技术系统框 架。对致密砂岩气层损害的特殊关键问题, 如黏土矿物 微结构稳定性、 应力敏感性评价标准、 水相圈闭损害、 裂 缝屏蔽暂堵数学和物理模型等方面认识得到深化, 揭示 了定向钻井致密气层损害特性。形成了原地裂缝宽度预 测与评价技术系列、 裂缝性储集层敏感性评价方法、 裂缝 性应力敏感储集层损害矿场评价技术、 系列裂缝性储集 层保护处理剂、 裂缝性储集层屏蔽暂堵技术、 裂缝性储集 层优化射孔技术、 保护裂缝性储集层射孔液及压井液技
致密砂岩气固井技术综述
致密砂岩气固井技术综述摘要：通过优选前置液体系、水泥浆体系，采取节流控压固井技术、清水替浆采用紊流-塞流复合顶替技术，确保固井质量、提高产量，实现致密砂岩气的高效开发。
关键词：固井技术；致密砂岩气为了实现致密砂岩气的高效开发，需要通过优选前置液体系、水泥浆体系，采取节流控压固井技术、清水替浆采用紊流-塞流复合顶替技术等措施，以达到确保固井质量、提高产量的目的。
1优选前置液体系复合钾盐钻井液因其具有良好的稳定性和抑制防塌性，被广应用于水平井钻进中，为了防止井壁失稳，保证有效的携岩效率，钻井液密度、黏度一般比较高，流动性差，其与水泥浆相容性很差，两者接触浆体会迅速失去流动性，造成憋泵事故。
因此前置液与钻井液、水泥浆的相容性要好。
不仅要有良好的冲刷效果，能够有效的驱替残留钻井液、虚泥饼，提高顶替效率；还具有较好的悬浮性能，可以避免钻井液固相颗粒和冲蚀下来的虚泥饼沉降和堆积；同时协助水泥浆压稳地层。
前置液包括冲洗液和隔离液两部分，设计如表 1：表1前置液性能2优选水泥浆体系2.1水泥浆柱设计水泥浆体系设计的原则，采用双凝水泥浆体系，领浆封固上部套管内井段，尾浆封固水平段气层，严格控制失水、游离液、稳定性，缩短水泥浆稠化过渡时间，提高水平段固井质量。
表2水泥浆设计2.2水泥浆实验表3 水泥浆实验条件（1）降失水水泥浆体系稠化时间：209min 图 1 领浆稠化曲线图 1 领浆稠化曲线（2）塑性膨胀水泥浆体系稠化时间：128min图 2 塑性膨胀尾浆稠化曲线2.4防气窜设计评价水泥浆从液态到固态转变初期的失水量假设与时间的平方根，有线性关系，用 SPN表示，在凝固过程理论上的失水量可由下式计算：SPN=API×0.1826×((t100BC)1/2-(t30BC)1/2)公式中：水泥浆失水量 Ml/30mint100BC---水泥浆稠度在100Bc的时间mint30BC---水泥浆稠度在30Bc的时间min水泥浆从初凝开始（表达式中稠度30Bc的时间）到固态转变的初期（稠度 100Bc的时间）的过渡阶段越短，水泥浆的防窜性能越好。
中国致密砂岩气开发工程技术与实践
中国致密砂岩气开发工程技术与实践马新华;贾爱林;谭健;何东博【摘要】Tight sand gas is the main type of unconventional natural gas. According to the geologic characteristics of large-scale tight sandstone gas reservoirs discovered in China in recent years, tight sand gas reservoirs can be classified into three main types, multi-layer lens overlaid tight sand gas reservoir, multilayered tight sandstone gas reservoir and massive tight sand gas reservoir. A series of development technologies for the first 2 types of reservoirs have been formed, focusing on improving individual well producing rate and reducing development cost. They drive the scale development of tight gas. As to multi-layer lens overlaid tight sand gas, the specific technologies include well location optimization, multi-stage sand fracturing, down hole choking and low-pressure surface gas gathering system. As to multilayered tight sand gas, the specific technologies include sweet-spot prediction and evaluation, integrated horizontal well development technique, and drainage gas recovery technique. There are still great challenges in tight gas development from several aspects, such as the enhancement of reserve deployment ratio and recovery ratio, the improvement of individual well producing rate, the development of new and difficult-to-produce reserves as well as the rate maintenance, and gas well management in its later stage of life cycle.%致密砂岩气是非常规天然气的主要类型.根据中国近年来发现的大型致密砂岩气藏的开发地质特征,可划分为3种主要类型:透镜体多层叠置致密砂岩气、多层状致密砂岩气及块状致密砂岩气.前2种类型以提高单井产量、降低开发成本为技术目标形成了系列开发技术,推动了致密气的规模化发展.针对透镜体多层叠置致密砂岩气,形成了以优化布井、多级加砂压裂、井下节流与低压地面集输为特点的开发技术.针对多层状致密砂岩气,形成了以富集区预测与评价、水平井整体开发和排水采气为特点的开发技术.中国致密砂岩气具有广阔的发展前景,但仍面临诸多技术挑战,包括提高储量动用程度和采收率、进一步提高单井产量、新类型和难动用储量的开发、气田稳产接替与开发后期气井管理等.【期刊名称】《石油勘探与开发》【年(卷),期】2012(039)005【总页数】8页(P572-579)【关键词】致密砂岩气;分类评价;开发工程技术系列;技术挑战【作者】马新华;贾爱林;谭健;何东博【作者单位】中国石油勘探与生产公司;中国石油勘探开发研究院;中国石油勘探与生产公司;中国石油勘探开发研究院【正文语种】中文【中图分类】TE132.2致密砂岩气是非常规天然气的主要类型，也是目前国际上开发规模最大的非常规天然气，在天然气资源结构中的意义和作用日趋显著。
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巴喀下侏罗统致密砂岩凝析气藏位于新疆吐哈 盆地台北凹陷北部山前构造带中部柯柯亚构造带 ， 储 层埋深 2800m ～ 4300m， 平均孔隙度 4. 26% ， 平均渗 透率 0. 26mD， 地层温度 94. 8℃ ， 属高温、 低渗、 深层 致密砂岩凝析气藏 。 由于储层孔喉半径小、 毛管 压力 高、 渗 透 率 低、 非 均 质 性 强， 导致水锁伤害严 重
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第 35 卷
第2 期 表1 瓜胶类型 三源一级瓜胶 三源特级瓜胶 三源特优级瓜胶 濮阳 KL － 2000 江苏鼎特瓜胶 昆山瓜胶 昆山特级瓜胶 信德瓜胶 表2 甲醇 交联剂交联性能评价 交联剂 类型 WD － 4B WD － 4A WD － 4B WD － 4A SW － 4A SW － 4B 交联剂 浓度 （ %） 0. 25 0. 30 0. 35 0. 40 0. 35 0. 40
。因此， 尝试
研究利用醇的热力学 在压裂液中加入较低浓度的醇， 特性， 降低气藏含水饱和度和压裂液体系表面张力 ， 提高残液返排效率， 解除水锁伤害， 改善高温深层条 件下气相渗流条件。 研制的醇基压裂液体系在巴喀 致密砂岩气藏应用中， 取得了较好的效果。
* 基金项目： 中国石油天然气股份公司重点工程资助项目 “吐哈油田低孔低渗（ 致密砂岩气） 储层试油、 试采产能评价技术 （ 2009D － 2404 － 01 ） 。 研究”
。常规瓜胶水基压裂返排效率低， 措施效 果
差， 达不到气藏开发要求。针对致密砂岩气藏储层水 锁伤害， 国内外研究应用了多种压裂液体系， 除了常 规水基、 油基压裂液和增能泡沫压裂液外， 一些非常 规压裂液如粘弹性表面活性剂压裂液 （ 也称清洁压 裂液 ） 、 甲醇压裂液、 低浓度聚合物压裂液等也逐步 ［6 － 9 ］ 。 其中甲醇压裂液能大幅 进入试验和应用阶段 降低低渗气藏储层含水饱和度， 有效解除水锁伤害。 但是， 高浓度甲醇压裂液的高成本、 高危险性， 限制了 低沸 其在油田的应用和发展。醇类具有低表面张力、 点、 低密度及防粘土膨胀等特性， 可降低体系的表面 张力、 毛管阻力和含水饱和度， 有效解除水锁效应并 增加排液速度， 从而增加气相渗透率
［10 ］
两种交联剂交联后的冻胶都具有很好的粘弹性 ， 由于 WD 系列交联剂使用的浓度较低， 因此选用 WD 系列 交联剂作为醇基压裂液体系交联剂 。 1. 3 醇 （ 1 ） 筛选醇的类型 醇的种类很多， 从经济实用性考虑， 只有几种小 分子量醇可用于油藏压裂酸化中。 实验中选择了甲 醇至正丁醇 4 种醇进行筛选。 甲醇、 乙醇、 异丙醇、 正丁醇醇基压裂液表面张力 与醇浓度的关系曲线见图 1 。 随着醇浓度增加， 几种 溶液的表面张力下降幅度较大， 其中甲醇、 乙醇的表 ， 、 面张力变化较为平缓 异丙醇 正丁醇的表面张力变 化则先陡峭后平缓， 表明醇具有良好的降低表面张力 作用； 相同浓度下， 甲醇的表面张力最高； 当醇浓度达
［2 － 5 ］ ［1 ］
1
1. 1
醇基压裂液主剂筛选
稠化剂
室内评价了国内主产羟丙基瓜胶的基本性能 ， 主 要指标见表 1 。 综合评价粘度、 液体残渣含量、 抗温 性能， 选用三源特级羟丙基瓜胶作为醇基压裂液体系 主稠化剂。 1. 2 交联剂 分别采用广汉阜康厂的 WD 系列和南充正达厂 的 SW 系列交联剂进行小样交联实验， 结果见表 2 。
致密砂岩储层成岩作用研究
导读：本辑归纳了致密砂岩储层成岩作用研究，致密砂岩裂缝识别中的应用，致密砂岩储层 绿泥石成因及其与优质储层关系， 致密砂岩储层构造裂缝特征及其形成期次， 致密砂岩储层 裂缝特征及识别。
中国学术期刊文辑（2013）
目 录
一、理论篇 巴喀致密砂岩气藏醇基压裂液研究及效果评价 1 柴达木盆地乌南油田致密砂岩储层特征 6 利用元素俘获测井评价致密砂岩岩性及有效性 13 洛阳伊川地区三叠系致密砂岩油气藏地质特征 18 色彩交会图在致密砂岩孔隙组分计算中的应用 23 四川元坝地区须二段致密砂岩储层孔隙演化与天然气成藏 28 苏东致密砂岩气藏水平井适应性研究 35 苏里格地区致密砂岩地层水赋存状态和产出机理探讨 39 苏里格南部地区盒 8 段致密砂岩储层成岩作用及成岩相划分 45 元坝地区陆相致密砂岩储层流体性质识别方法 53 致密砂岩储层特征及气藏成藏过程 55 二、发展篇 致密砂岩建立含水饱和度方法研究 59 致密砂岩气井递减参数的合理取值 61 致密砂岩气聚集模型与定量模拟探讨 65 致密砂岩三维孔隙结构及矿物特征 74 致密砂岩水力压裂裂缝微地震成像技术的研究 77 致密砂岩有效储层形成的控制因素 78 致密砂岩中建立高含水饱和度的新方法 90 中国致密砂岩气及在勘探开发上的重要意义 94 中国致密砂岩气开发工程技术与实践 102 中国致密砂岩气主要类型地质特征与资源潜力 110 中美致密砂岩气成藏分布异同点比较研究与意义 119 中原油田致密砂岩裂缝性储层测井评价方法 127
储运化工
天然气勘探与开发
2012 年 4 月出版
巴喀致密砂岩气藏醇基压裂液研究及效果评价
卢红杰
1
*
郭建设
1
周
波
1
刘平礼
2
金建国2. 西南石油大学）
摘
要
为解决巴喀致密砂岩气藏压裂时的水锁等地层伤害问题， 研制了一种低浓度醇基压裂液体系， 用于
改善地层气相渗透率和压裂效果 。在筛选醇、 增稠剂、 交联剂等主剂与添加剂， 研究评价醇对瓜胶液性能的影响， 醇基压裂液体系的抗温抗剪切性能 、 破胶性能的基础上， 通过室内实验表明， 醇基压裂液体系可降低破胶液的表面 张力， 解除水锁提高返排效率， 对岩心的伤害率比常规水基压裂液降低 30% 以上。 现场醇基压裂井平均增产 9. 5 倍， 残液自喷返排率达到 55% 以上。图 3 表 8 参 10 关键词 醇基压裂液 致密砂岩 气藏 解除水锁 甲醇 羟丙基瓜胶
作者简介 1962 年出生， 1984 年毕业于大庆石油学院采油工程专业， 卢红杰， 男， 山东平度人， 高级工程师； 从事油田开发技术研究工作 。 地 址： （ 838200 ） 新疆鄯善县 62 号信箱井下技术作业公司 。电话： （ 0995 ） 8373407 。E － mail： luhongjie@ petrochina. com. cn