一直在井口站了8個小時的張濤,是被帶隊的賈德利博士挖開沒過腳面的黏稠原油拽出來的。“沒人幫忙還真出不來。”他事後説。
作為中國石油“精細化、智能化分層注水技術及工業應用”項目團隊在吉林油田新立採油廠吉26-22井現場試驗的工程師,張濤眼看着試驗即將完成卻一下子前功盡棄,他一屁股坐在了地上,絕望到幾乎懷疑人生。
他是在被科技日報記者問到“項目最難是什麼時候”才説出這個故事的。而事實上,類似的現場試驗,項目團隊已經做了上千口井,“沒有最難、只有更難”。
“分層注水”是什麼?
項目長、中國工程院院士劉合表示,油氣開發,都面臨一個油井(氣井)能量衰減的問題。也就是説,開發伊始,地層壓力足以讓油氣沿井道自噴出來;之後隨着壓力衰減,需靠人工向地層補充能量,其中用得最多的方法就是注水,“把油氣從岩石縫裏驅趕出來”。
如果不注水,有沒有別的選擇?面對記者提問,劉合答道:“沒有選擇,全世界都一樣,包括油藏條件好得多的中東地區。”
他強調,當然現在可以選擇聚合物驅等一些更先進的技術,但是一來當時沒有,二來現在有了也不可能直接上,“因為水驅還是最經濟的、也是見效最快的一個提高採收率的手段”。
“石油工業,無外乎兩件事:多找、多采”。劉合解釋,多找就是勘探,用多種技術手段找到更多資源,找到最新、最優的儲層,“這肯定是首選,但問題是資源是有限的”;多采就是用多種技術手段把找到的資源儘可能多地、有效地開發利用,也就是提高採收率。“這兩件事是永恆的主題”。
他介紹,原油開採分為一次採油、二次採油、三次採油,以後甚至會發展到四次採油,“注水就是二次採油”。在大慶幹過28年的他對此體會尤深,“大慶幾代人圍繞注水下了很大的功夫”。
跟普通人認知有所不同的是,像大慶這樣開發超過60年的老油田,遍佈各處的“磕頭機”(採油機)採出的並不是“滾滾油流”,而是油水混合物,甚至説是“水”更準確——大慶油田綜合含水率已在95%以上:採出1噸,950公斤是水,只有50公斤油。而大慶的例子,在國內比比皆是。
據瞭解,我國油田一直以水驅為主體開發方式,目前大多數油田已進入了開採後期,高含水老油田儲量、產量均佔全國的70%以上。這一階段,將面臨生產與環境、產量與效益、剩餘儲量有效開採與技術水平不適應等一系列世界級難題,“以當前技術水平開採,將很快進入廢棄階段”。項目課題長賈德利指出,如何盤活老油田高質量可持續發展的資源潛能(滯留於地下地質儲量約190億噸),最大限度提高採收率,延長高含水老油田生命週期,對保障我國能源安全和支撐高質量發展意義重大。
在技術進步日新月異的當下,已經沿用了幾十年的水驅,有沒有過時呢?
對此,劉合用“老技術要常用常新”作答。他一連拋出了三個反問:“我們以前什麼時候遇到那麼深的井,什麼時候遇到那麼高温的井,什麼時候分層分到十幾層?”説白了就是,同樣是水驅,現在的水驅,跟以前的水驅,面對的情況完全不同。怎麼個不同法?他説,好吃的、容易吃的資源吃完了,剩下的那些難動用的“邊際儲量”怎麼辦?
從地質認識角度看,油藏層系越來越多了、數據越來越真了。劉合如此詳解“層越來越多”:儲層層次是本來就有的,但是以往受認識、技術能力所限,多層當一層看,“單層注水,注完拉倒,形成孔道都跑了”,導致低效注水、甚至無效注水。現在一是對儲層認識更精細了,對地下油藏分佈情況瞭解更透徹了;二是注水技術能力更強了,有條件“讓每個層都吃飽、吃好”,讓注入地層的水往最有效的地方走。最好的儲層開發完了,找次好的儲層,次好的完了找再次好的,“一層一層地把千辛萬苦找到的儲量儘可能都動用起來,這就是我們已經和正在做的事情”。
其中的技術最難點是什麼?劉合總結有三:如何把地下信息真實、實時傳上來;傳感器等井下工具所用材料如何應對高温、高壓及易腐蝕結構環境;如何在數據小樣本情況下,通過不斷迭代,實現油藏工程一體化。
以地下信息實時傳輸為例。賈德利比喻,第四代分層注水工藝相當於在井下植入了“眼睛”和“手”,“我們的傳感器不僅僅是作層段調整式(流量閉環控制)使用,更重要的是監測生產狀態下油藏的(吸水)變化”。所以項目組2016年實施纜控式第四代分層注水工藝技術小規模應用後,按照劉合的思路及時調整方案:首先進行長期監測,“不要層段調整,要給油藏看病”;然後分析配注方案是否合理,可否優化,再利用“手”的功能進行調節。“這才是最新一代分層注水工藝升級換代的核心價值所在,是前幾代技術所做不到的。”
截至目前,“精細化、智能化分層注水技術及工業應用”已推廣至國內多數油田,中國石油、中國石化、中國海油和延長油田分層注水井約8.55萬餘口,應用第三代高效測調分層注水技術和第四代分層注水技術的達5萬餘口,佔60%以上;相關技術還出口到哈薩克斯坦、印尼等多個國家。記者 瞿 劍
(科技日報北京11月24日電)
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