經(jīng)過60多年開發(fā),大慶油田的主力油田即將進(jìn)入后油藏階段,采收率每提高一個(gè)百分點(diǎn),難度堪比百米跑成績提高0.1秒。在這樣的階段,大慶油田該如何突破瓶頸,謀求發(fā)展?
近日,大慶油田發(fā)布消息,企業(yè)自主創(chuàng)新復(fù)合驅(qū)大幅度提高采收率技術(shù)已達(dá)到國際領(lǐng)先水平,在水驅(qū)基礎(chǔ)上提高采收率20個(gè)百分點(diǎn)以上。數(shù)據(jù)顯示,截至2020年底,復(fù)合驅(qū)在大慶油田累計(jì)動用地質(zhì)儲量2.57億噸,累計(jì)從石頭縫里“洗”出原油3759萬噸,產(chǎn)量連續(xù)5年超過400萬噸。
依托不同時(shí)期國家重大專項(xiàng)、中國石油重大專項(xiàng)科技攻關(guān)等一系列重大科研任務(wù),大慶油田自主創(chuàng)新的復(fù)合驅(qū)技術(shù)大幅度提高了原油的采收率,科技創(chuàng)新為老油田帶來曙光。
全力研發(fā)“國字號”產(chǎn)品
每個(gè)油田的開采都有自己的周期,大慶油田也不例外。
開采初期,原油是靠地層自身壓力作用,通過油井“噴”出來。第二個(gè)時(shí)期,需要將水注入地下,把油“擠”出來。進(jìn)入開發(fā)中后期,則是靠化學(xué)劑,把石頭縫里的油“洗”出來,就好比用洗衣液把衣物上的污漬清洗掉一樣。
復(fù)合驅(qū)技術(shù)是一種大幅度提高原油采收率的方法,通過在注入水中加入堿、表面活性劑和聚合物,形成三元復(fù)合體系來驅(qū)替常規(guī)水驅(qū)、聚驅(qū)無法開采的原油。
1995年,大慶油田進(jìn)入高含水后期。外國專家早就認(rèn)為大慶原油酸值低不適合三元復(fù)合驅(qū),讓大慶油田“把三元復(fù)合驅(qū)徹底忘掉”。不過,大慶油田并沒有放棄,反而憋了一口氣要開展研究。
科研人員經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)、理論分析,首次揭示了原油中雜環(huán)化合物在堿性環(huán)境下與外加表面活性劑協(xié)同作用形成超低界面張力機(jī)理,創(chuàng)建了表面活性劑與原油定量匹配關(guān)系,打破了依賴原油酸值的傳統(tǒng)理論,大幅度拓展了應(yīng)用領(lǐng)域,得出“復(fù)合驅(qū)技術(shù)在大慶不但可行,而且效益可觀”的結(jié)論,為大慶油田進(jìn)一步提高采收率找到了突破點(diǎn)。這對于面臨儲采失衡、儲量品質(zhì)變差、開發(fā)成本不斷上漲等嚴(yán)峻挑戰(zhàn)的大慶油田而言,猶如一把開啟夢想大門的金鑰匙。
復(fù)合驅(qū)試驗(yàn)最“卡脖子”的難題是表面活性劑,只能從國外進(jìn)口,高昂的成本成為制約三元復(fù)合驅(qū)油技術(shù)工業(yè)化推廣的瓶頸。
“外國人能做到的,我們不但要做到,還要做得更好!”科研團(tuán)隊(duì)夜以繼日展開攻關(guān),沒有原料,就利用工業(yè)產(chǎn)品的下腳料代替,工藝設(shè)備不滿足,就獨(dú)創(chuàng)工藝。經(jīng)過上千次實(shí)驗(yàn)、分析,實(shí)驗(yàn)記錄本摞起來有一人多高,團(tuán)隊(duì)僅用不到1年的時(shí)間完成了3年的工作量,為復(fù)合驅(qū)推廣應(yīng)用贏得了主動。
在攻關(guān)過程中,科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)出“國字號”表面活性劑,填補(bǔ)了國內(nèi)空白,綜合性能優(yōu)于國外同類產(chǎn)品,成本降低40%,為油田節(jié)省了大量資金。
創(chuàng)新科研項(xiàng)目管理模式
技術(shù)的研發(fā)自然不是一帆風(fēng)順。當(dāng)人們以為復(fù)合驅(qū)工業(yè)化推廣指日可待時(shí),隨著試驗(yàn)規(guī)模的擴(kuò)大,配注系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)率低、舉升檢泵頻繁、采出液油水分離困難等問題接踵而至。
為加快推進(jìn)復(fù)合驅(qū)攻關(guān)效率和質(zhì)量,2010年底,大慶油田創(chuàng)新推行大項(xiàng)目運(yùn)行模式,成立復(fù)合驅(qū)項(xiàng)目經(jīng)理部,一改以往“管理層級多、攻關(guān)效率低”等問題,實(shí)施扁平化管理,按照“產(chǎn)、研、用一體化”思路,組織推廣院、廠聯(lián)合攻關(guān)模式,大力推進(jìn)技術(shù)自主化、系列化。在集中方向、集中隊(duì)伍、集中投入、集中精力、集中攻關(guān)的強(qiáng)力推進(jìn)下,三元復(fù)合驅(qū)進(jìn)展迅速,接連突破了采出液無法有效分離等多個(gè)世界級難題。
作為大慶油田的戰(zhàn)略性接替技術(shù),三元復(fù)合驅(qū)于2014年正式實(shí)施規(guī)?;I(yè)推廣,并取得顯著效果:當(dāng)年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量首次躍上200萬噸臺階,2015年生產(chǎn)原油首次突破300萬噸,2016年生產(chǎn)原油超400萬噸,至2020底,產(chǎn)量連續(xù)5年超過400萬噸,已成為大慶油田建設(shè)百年油田的重要開發(fā)技術(shù)之一。
從“被放棄”,到如今成長為“領(lǐng)跑者”,大慶油田成功引領(lǐng)了全球提高采收率技術(shù)發(fā)展的新趨勢:突破依賴原油酸值的傳統(tǒng)理論,創(chuàng)新了三元復(fù)合驅(qū)油理論體系,并為工業(yè)化應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ),在理論體系上“領(lǐng)跑”;攻克了油井因垢無法長期連續(xù)生產(chǎn)等一系列世界級難題,在工程技術(shù)上“領(lǐng)跑”;自主研發(fā)的系列產(chǎn)品,不但綜合性能優(yōu)于國外同類產(chǎn)品,且成本降低20%以上,大幅度降低了生產(chǎn)成本和維護(hù)成本,在成本管控上“領(lǐng)跑”。
“我們一直向‘技術(shù)越來越高,成本越來越低,效果越來越好’這個(gè)目標(biāo)努力。”大慶油田首席技術(shù)專家、復(fù)合驅(qū)技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人程杰成介紹,如今,大慶油田在油田含水率達(dá)到98%的極限開采條件下,復(fù)合驅(qū)大幅度提高原油采收率技術(shù),再提高采收率16個(gè)百分點(diǎn)以上,使大慶主力油田采收率突破60%,達(dá)到國際領(lǐng)先水平,創(chuàng)造了中國石油開發(fā)奇跡。
程杰成介紹,大慶油田建立了“研發(fā)、試驗(yàn)、應(yīng)用”三位一體的團(tuán)隊(duì)攻關(guān)方式,加快成果快速轉(zhuǎn)化、經(jīng)濟(jì)規(guī)模應(yīng)用,并以機(jī)制創(chuàng)新推動技術(shù)創(chuàng)新,制定“課題設(shè)立、任務(wù)分解、人員選聘、資金支持、考核激勵(lì)”的管理機(jī)制,以人才為核心激發(fā)科技創(chuàng)新動能,從而提高了攻關(guān)效率。
占領(lǐng)三采技術(shù)制高點(diǎn)
在復(fù)合驅(qū)技術(shù)研發(fā)的過程中,大慶油田始終把科技創(chuàng)新放到戰(zhàn)略高度來認(rèn)識、優(yōu)先地位來推動,面向制約油田發(fā)展的重大技術(shù)難題,理清“應(yīng)用一代、研發(fā)一代、儲備一代”三個(gè)層次,制定了油田核心技術(shù)路線圖,掛圖作戰(zhàn),關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)成效顯著。
通過多年的持續(xù)創(chuàng)新,大慶油田占領(lǐng)了世界三次采油技術(shù)制高點(diǎn),復(fù)合驅(qū)成為大慶油田戰(zhàn)略性接替技術(shù),使我國成為世界唯一大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用復(fù)合驅(qū)技術(shù)的國家。
2012年底,大慶油田決定與國外一家油田開展合作,讓三次采油技術(shù)“走出去”。而這一油田屬于超高溫和高礦化度油藏,超出了世界復(fù)合驅(qū)技術(shù)公認(rèn)的界限。
復(fù)合驅(qū)技術(shù)拿到這個(gè)油田應(yīng)用可行嗎?為了更早更快提出解決方案,技術(shù)人員要模擬真實(shí)油藏條件下的驅(qū)油效果,因此每次都是在110℃的高溫下忍受著烘烤進(jìn)行操作。經(jīng)過幾十個(gè)方案的實(shí)驗(yàn),技術(shù)人員攻克了理論和技術(shù)難題,研制出性能優(yōu)良的抗高溫高鹽的表面活性劑和聚合物產(chǎn)品。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)可提高采收率20個(gè)百分點(diǎn)以上,比以往的技術(shù)提高了約10個(gè)百分點(diǎn),性能指標(biāo)均優(yōu)于國外大公司提供的配方。
異軍突起的大慶油田復(fù)合驅(qū)技術(shù)及工業(yè)化應(yīng)用,迅速成為國際原油市場萬眾矚目的焦點(diǎn),引起了中東、中亞、俄羅斯及亞太等主要產(chǎn)油區(qū)各國的關(guān)注。目前,已經(jīng)有多個(gè)國家先后與大慶油田達(dá)成復(fù)合驅(qū)技術(shù)服務(wù)和技術(shù)咨詢合作意向。
如何當(dāng)好標(biāo)桿旗幟建設(shè)百年油田?程杰成認(rèn)為,只有依靠技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新才能保證老油田的持續(xù)發(fā)展。
如今,大慶油田實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)復(fù)合體系評價(jià)技術(shù)的飛躍,首次利用國產(chǎn)原料研發(fā)出高效界面位阻表面活性劑,攻克了界面張力和溶解性相互矛盾的瓶頸,引領(lǐng)國內(nèi)外表面活性劑研制技術(shù)快速發(fā)展。
“十四五”期間,中國石油將設(shè)立系列重大科技專項(xiàng)和重大現(xiàn)場試驗(yàn)加快這一技術(shù)完善、應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)復(fù)合驅(qū)技術(shù)的快速提檔升級,現(xiàn)場效果得到驗(yàn)證后,預(yù)計(jì)2024年在大慶油田全面推廣應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)油田開發(fā)技術(shù)有序接替,將有力支撐百年油田建設(shè)。
30多年前,三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)還只是大慶人的夢想,而今,這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)成為油氣開發(fā)過程中,最核心、最關(guān)鍵的驅(qū)油技術(shù),為大慶油田參與國際合作提供了科技砝碼,成為石油科技的“世界名片”。(經(jīng)濟(jì)日報(bào)-中國經(jīng)濟(jì)網(wǎng)記者 馬維維)
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