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扬帆“油海”逐浪行——记新疆油田“双博士”提采团队

2024-06-05  

  克拉玛依融媒记者 胡怡颖 通讯员 马聪
  新疆油田公司70%的原油产量来自开发10年以上的老油田。经过近70年的开发,这些老油田正处于高含水、高采出程度的“双高”阶段,平均采收率不足40%,提高采收率技术深化攻关迫在眉睫。
  在玛湖油田等中石油上产稳产主阵地,非常规致密砾岩油藏渗透率低、水敏性强等特性,让区块效益开发面临严峻挑战。
  如何稳住老油田这个稳产增效的“压舱石”,攻克非常规油藏效益开发新高地?实验检测研究院采收率研究所始终坚持以现场需求为导向,致力于三次采油和新能源技术攻关,用室内“小实验”支撑油田开发“大决策”。
  截至记者发稿时,该团队“六大驱油技术体系”应用十余年来累计实现科技增油243.9万吨。其中,处于国内领先水平的二元复合驱技术,实现每立方米注液成本由行业通行的120元降至90元,在先导试验区提高采收率19.6%。

战“双高”

  “就像是加入了洗衣液,可以将油藏中的剩余油‘洗’出来……”栾和鑫这样解释二元复合驱在剩余油动用中发挥的作用。
  今年42岁的栾和鑫是实验院采收率研究所所长,也是这支新疆油田唯一的“双博士”提采团队的领衔人之一。2016年博士后出站后,栾和鑫即投身新疆油田化学驱工作。近年来,他和团队另一位博士领衔人、该所党支部书记罗强一起带队攻关,在准噶尔盆地的西北缘中高渗砾岩、腹部低渗砂岩、玛湖致密砾岩等“双高”和非常规油藏提采战场上攻城拔寨,构建了聚合物驱、二元复合驱、深部调驱、微生物驱、气驱、压驱“六大驱油技术体系”。

栾和鑫(右)和罗强正在做聚合物黏度和流变特性测定实验。新疆石油报记者 徐志远 摄
  其中,二元复合驱是该团队在中高渗砾岩油藏规模化推广应用的主体技术。二元复合驱是指采用聚合物和表面活性剂驱油,相较应用更为广泛的三元复合驱,二元复合驱减少了碱的加入,成本更低,且更有利于油藏的有效保护开发利用。
  2007年,新疆油田作为中石油4家试点油田之一,率先起步研发应用二元复合驱技术。面对这项从研发、应用到见效至少需7至8年周期的技术应用,新疆油田的“超前入场”为技术完善赢得了主动。经过十余年钻研实践,该先导试验在新疆油田七中区二元区块实现提高采收率19.6%,超方案设计4.4个百分点。这在“采收率提高一个百分点,相当于发现了一个大油田”的业内,处于绝对领先水平。这一技术成果也助力该团队捧回了4个省部级科技奖项。
  随后,栾和鑫带队乘胜追击,以提高采收率20%为目标,在七中区区块和八区530、七区八道湾等油藏实现该技术规模化应用,“计划在2026年,实现化学驱技术增油80万吨。”栾和鑫说。
  同期,该团队将该技术拓展到普通稠油油藏开发,编制了新疆油田稠油冷采10万吨规划方案。
  信心来自实力。
  作为新疆油田原创提采技术的策源地,该团队多年来不止登攀,“因藏施策”。尤其今年以来,围绕新疆油田两大重点工程“老油田‘压舱石’工程”和“采收率再提高工程”规划部署,精准匹配化学驱油体系与油藏适应性的具体需求,形成原位聚合强凝胶、耐温抗盐压裂驱油剂等6大类20余种配方体系,重点攻关了中高渗油藏中相微乳液驱、致密油藏注液增能、化学+生物复合稠油冷采等新技术。
  其中,中相微乳液驱是提采团队研发的储备技术,其形成的低浓度、无需额外添加助剂便可以原位形成中相微乳液驱油剂的配方,可实现油、水任意比例互溶。其相应技术体系成熟后,可在水驱基础上再提高采收率40个百分点以上。
  以“中相微乳液驱”为代表的新技术蕴含巨大潜力,成为了两大重点工程的重要接替技术。

向“新”行

  “非常规”,这是罗强在工作中避不开的关键词。
  一方面,近年来他带队主攻非常规油藏和CCUS/CCS(碳捕集、利用与封存/碳捕集与封存),地质复杂、强水敏、气窜等“非常规”属性让团队吃了不少苦头。另一方面,由主攻调剖调驱转向非常规油藏和CCUS后,万事从头起,实验设备不足、缺乏可借鉴经验等“非常规”科研实践经历,也让他和伙伴们深感不易。
  2008年,罗强博士毕业后即加入提采团队,和同事一起先后在化学驱、调剖调驱、微生物驱等领域攻克了一个又一个难关。2020年,随着新疆油田非常规油藏开发面临越来越多难题,提采团队顺应油田发展需求进入这一领域。“本来只是想试试,没想到在这条路上越走越快。”罗强说。
  通常油田通过天然能量开发为一次采油,随后依靠注水补充地层能量为二次采油,后续开展的化学驱、热采、微生物驱油等则为三次采油。
  “三采”一直是提采团队的核心任务。而在玛湖、吉木萨尔等非常规油藏开发中,这一“常规”被打破。尤其在玛湖,因其属于非常规致密砾岩油藏,非均质性极强,部分油藏强水敏,注水开发非但没有效果,还会污染储层。因此,二氧化碳驱油等气驱技术被推上前台。
  气驱经验不足,甚至一时没有专业的实验设备,团队就把一些废旧设备重新组装,建立了自己的二氧化碳驱实验装置。“那段时间,我们把自己封闭在这栋楼里,没日没夜地摸索。”罗强说。克服了气体腐蚀、装置漏气等困难后,最终建立起了实验方法和平台。
  这还只是第一步。
  二氧化碳驱现场实施成功样本有限,要在实践中反复碰撞摸索,突破难;气驱容易形成气窜,进而影响波及效率,攻关难;玛湖油藏类型多,一项技术在不同油藏有不同的适用性,见效难……

栾和鑫和罗强(右)带领团队人员在进行电位滴定法测定表面活性剂浓度。新疆石油报记者 徐志远 摄
  培育气驱技术,还有诸多急坡险滩要闯,但提高非常规油藏采收率的探索却没有停。针对非常规油藏大规模体积压裂后递减快、采收率低的现实情况,提采团队与百口泉采油厂联合攻关“注液增能”技术。他们创新提出渗吸置换和裂缝洗油的机理,优选了适合玛18、玛131等井区的注液增能配方体系,并成功应用于现场,从最初的两口试验井到188井次的规模化应用,累计增油19.5万吨,投入产出比为1:3.5,为玛湖致密砾岩效益开发提供了现实支撑。
  目前,八区530先导试验区二氧化碳驱已经见效,罗强和团队主持的新疆油田碳捕集、利用与封存重点实验室日臻完善。在CCUS实验技术持续扩建的同时,页岩油注液增能深化研究也在稳步推进。

聚合力

  作为“双博士+双高”——栾和鑫博士与罗强博士均为正高级工程师——带领的专业团队,提采团队也是一个名副其实的“双高”团队:平均学历高,现有41名员工中,硕博士占比48.8%,高级、正高级工程师占比51.2%;党员占比高,60%的员工为党员。
  “十四五”以来, 该团队累计授权发明专利16件,数量较“十三五”期间年均翻了2.6倍。2023年一年授权发明专利7件,荣获集团公司优秀专利等专利类奖两项。2024年以来,已有2件发明专利得到授权,14件正在申报。
  这支有着66年科技报国光荣历史的团队,立足现场需求实施基础研究、研发原创技术,支撑驱油机理研究,在奋战“双高”油藏过程中书写了不朽传奇。
  一句“立足现场需求”的背后,是一场又一场硬仗。
  2021年以前,玛湖油区部分油井在开发过程中出现硫化氢,这一剧毒气体严重威胁着员工生命安全,也易造成生产井管柱腐蚀。新疆油田公司主要领导明确指示,必须找到原因,确保安全环保生产。
  刻不容缓。提采团队调研了国内外硫化氢产生机理的资料,提出假设并开展实验验证,均以失败告终,团队热情一度陷入低谷。
  现场出现问题,还得回到现场。团队开始认真分析生产动态,特别是高浓度硫化氢井的产出特征,请教并钻研施工工艺、储层矿物类型,再次提出假设开展实验验证。为确保实验正常开展,团队还自掏腰包购置急需的材料。
  通过半年上千次的实验,最终找到了答案:在压裂施工过程中加入的酸剂和储层中的含硫矿物发生反应,生成了硫化氢。
  原因找到了,团队一面通知现场停止加酸剂,一面迅速展开实验,寻找酸剂的其他化学剂替代品,最终彻底解决了这一难题。每年节约硫化氢检测费、除硫剂、酸液等费用546万元。
  “有条件要上,没有条件创造条件也要上”,正是这支提采团队不懈攻关的现实写照。
  在团队紧锣密鼓开展气驱技术攻关时,对气驱最小混相压力的测定成为了“拦路虎”。起初,团队采用传统的细管法测定,测试一次要30天左右才能得出数据,严重影响了方案编制进度。为改变这一状况,团队利用油气混相时界面张力为零的原理,改造了所里利用率低的高温高压接触角仪,建立了界面张力测定最小混相压力的方法,将实验周期缩短到了7天。目前已完成24个区块的测试,为油田二氧化碳驱潜力评价和方案编制提供了强力支撑。
  靠前服务、科技增油,以二元复合驱为代表的核心技术低成本发展,以气驱为代表的接替技术加快培育,在这里,新发展思路已然明晰。
  结束采访时,记者看到采收率研究所党支部阵地一行醒目的标语:“每个‘双高’油藏都是我们的战场。”
  这是一代代石油人用热血和担当谱写的铮铮誓言,更是这支优秀团队在提采路上奋勇前行的真实写照。

责任编辑:姜蕾
本期编辑:边瑞雪



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