玉門市恒翔油脂有限公司坐落于中國(guó)第一個(gè)石油基地――玉門,是生產(chǎn)各類真空油脂和特種潤(rùn)滑脂的專業(yè)公司,集研究、開發(fā)、生產(chǎn)于一體的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)企業(yè),具有幾十年專業(yè)生產(chǎn)真空油脂和特種潤(rùn)滑脂的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。

TECHNOLOGY

技術(shù)與應(yīng)用

展望油氣田的開發(fā)新技術(shù)

2017-04-11 10:51 來源: 作者:

  油氣田開發(fā)專業(yè)從開發(fā)地質(zhì)到油田地面工程涉及基礎(chǔ)學(xué)科較多,可謂點(diǎn)多面廣。從油氣發(fā)現(xiàn)到開采,這個(gè)專業(yè)已有百余年的歷史。通常被人們稱為“活頁夾”專業(yè)。換句話說,就是當(dāng)今世界上有什么,油氣田開發(fā)專業(yè)就包括了什么。學(xué)科交錯(cuò),是油氣能源領(lǐng)域中綜合性最強(qiáng)的一門專業(yè)。近年來,隨著技術(shù)的發(fā)展,已經(jīng)使得水驅(qū)原油采收率提高到70%以上將成為現(xiàn)實(shí)。我?guī)е鴿夂竦呐d趣,從多角度采訪了中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院竇宏恩博士,竇博士是該院研究生部碩士研究生導(dǎo)師。長(zhǎng)期從事油氣藏工程、采油工程、石油機(jī)械、油氣田科技發(fā)展規(guī)劃等研究。在國(guó)內(nèi)外著名雜志《SPE油藏工程》、《SPE采油工程》、《JPT》及《石油勘探與開發(fā)》等學(xué)術(shù)刊物發(fā)表學(xué)術(shù)論文達(dá)70余篇。他也是國(guó)內(nèi)外著名行業(yè)雜志《石油工程師雜志(SPEJ)》及《石油科學(xué)與工程雜志(JPS&E)》等雜志的技術(shù)編輯。2009年被美國(guó)出版的《世界名人錄(who’swhointheworld)》收錄,2012年獲SPE頒發(fā)的杰出技術(shù)編輯獎(jiǎng),也曾多次獲得省部級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)。

  問:您在油氣開發(fā)領(lǐng)域中從事過鉆完井、油藏、采油等研究工作,并于2010年在美國(guó)做過訪問學(xué)者,也曾經(jīng)研究了美國(guó)油氣法規(guī)及政策,您有什么樣的思考?

  答:是的,我曾經(jīng)在長(zhǎng)慶油田、遼河油田、中油國(guó)際委內(nèi)瑞拉油田等單位從事過您提到的幾項(xiàng)與油氣開發(fā)相關(guān)的研究工作和現(xiàn)場(chǎng)工作。從表面看,這幾項(xiàng)工作雖然有較大的不同,其實(shí)它們有著千絲萬縷的聯(lián)系,都通過提高油氣采收率這條主線將它們貫穿起來了。鉆完井是提高采收率的最關(guān)鍵環(huán)節(jié),鉆完井全過程保護(hù)油層,就要求了解儲(chǔ)層巖石、流體和耦合流動(dòng)等特性,研制出污染最小的鉆完井液,達(dá)到保護(hù)油層的目的,從而從油田開發(fā)一開始就將提高油氣采收率放在第一位。油藏工程研究要求選擇一種合理的開發(fā)方式、井型等,這個(gè)環(huán)節(jié)雖然是一種設(shè)計(jì),但這個(gè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的好與壞是油田開發(fā)成敗的關(guān)鍵,同樣會(huì)影響到油氣最終采收率。采油過程的各類技術(shù)措施的應(yīng)用及油井維護(hù)都與提高油氣采收率有極強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,常常使用的油水井堵水和調(diào)剖,其目的改變了注入介質(zhì)的波及和流向,從本質(zhì)而言,也都影響提高油氣采收率。不論鉆完井、油藏還是采油它們針對(duì)的目標(biāo)都是“油藏”這個(gè)共同目標(biāo),每個(gè)環(huán)節(jié)的研究最終都直接影響到油氣采收率的大小。全球所有與油氣開發(fā)相聯(lián)系的人們提高原油采收率的夢(mèng)想都是一致,可謂“ONEWORLD,ONEDREAM”。

  2010年,我在美國(guó)塔爾薩大學(xué)做了近1年的訪問學(xué)者,主要針對(duì)美國(guó)油氣法規(guī)做了一些相關(guān)的研究。100年以前,美國(guó)就已經(jīng)制訂了較為完整的油氣法,目的是力圖通過一種權(quán)力機(jī)構(gòu),使礦權(quán)所有人都能公平地分享油氣資源,從而保護(hù)礦產(chǎn)所有人的相關(guān)權(quán)益。美國(guó)油氣法主要由油氣保護(hù)法、油氣產(chǎn)權(quán)法、油氣租賃法和油氣稅法4大部分組成。整個(gè)法律不僅強(qiáng)調(diào)油氣資源節(jié)約,還鼓勵(lì)油氣合理開發(fā),防止油氣浪費(fèi),使油氣最終采收率最大化。油氣法每個(gè)部分的主要條款都是建立在保護(hù)公眾利益及合理的資源開發(fā),平衡公眾利益與私人權(quán)利條款基礎(chǔ)上的。在美國(guó)聯(lián)邦政府的油氣法之下,各州又建立了州油氣法。另外,在國(guó)家和州政府層面還具有完備的、詳細(xì)的油氣開發(fā)規(guī)則和法規(guī),主要體現(xiàn)在五個(gè)方面:一是油氣勘探開發(fā)規(guī)則;二是油氣供應(yīng)控制法規(guī);三是污染控制法規(guī);四是安全法規(guī);五是油氣業(yè)務(wù)決策控制法規(guī)。美國(guó)油氣法及上述五個(gè)方面的內(nèi)容對(duì)我國(guó)未來建立油氣法,都具有參考和借鑒意義。

  問:您能談?wù)勀约旱目蒲泄ぷ骱腕w會(huì)嗎?

  答:好的。就說科技發(fā)展規(guī)劃研究吧,這項(xiàng)研究工作涉及面相對(duì)較廣,從油田開發(fā)地質(zhì)到油田地面工程,覆蓋了油氣田開發(fā)的所有專業(yè)。在開展此項(xiàng)研究過程中,吸收了國(guó)外科技發(fā)展規(guī)劃的規(guī)劃方法和第三代研發(fā)理念,并將這些方法成功應(yīng)用于公司“十二五”科技發(fā)展規(guī)劃,改變了以前科技發(fā)展規(guī)劃無方法和流程的局面,使“十二五”科技發(fā)展規(guī)劃在研發(fā)項(xiàng)目部署注重技術(shù)超前儲(chǔ)備、重大科技問題的攻關(guān)及主體技術(shù)的推廣應(yīng)用三個(gè)層面,不再具有盲目性??萍剂㈨?xiàng)的產(chǎn)生經(jīng)歷了從生產(chǎn)問題——生產(chǎn)需求——科技需求——科技課題——科研項(xiàng)目的五個(gè)環(huán)節(jié),每個(gè)環(huán)節(jié)都研究得出了具體的方法和步驟。規(guī)劃做到了大力推廣的主體技術(shù),刻苦攻關(guān)的生產(chǎn)急需難題,積極準(zhǔn)備的超前技術(shù)層次分明,目標(biāo)明確。規(guī)劃的研究成果符合公司長(zhǎng)遠(yuǎn)的業(yè)務(wù)戰(zhàn)略目標(biāo),得到了公司管理層的采納。我的主要體會(huì)是:科技發(fā)展規(guī)劃是公司科技創(chuàng)新的重要綱領(lǐng)性文件,要想使科技規(guī)劃具有一定的前瞻性、科學(xué)性和繼承性就要深入油田一線,掌握一線一手資料,了解油氣開發(fā)各領(lǐng)域的生產(chǎn)問題、生產(chǎn)難題及面臨的挑戰(zhàn),準(zhǔn)確把握生產(chǎn)需求,正確提煉科技需求,才能真正做好科技發(fā)展規(guī)劃研究。

  國(guó)家重大專項(xiàng)的研究是國(guó)家科技部下達(dá)的攻關(guān)性課題,要求理論有創(chuàng)新、技術(shù)有發(fā)展、應(yīng)用有實(shí)效。我負(fù)責(zé)的國(guó)家重大專項(xiàng)43個(gè)項(xiàng)目中的其中一個(gè)專題——油氣開發(fā)理論及技術(shù)研究,突出的是理論技術(shù)研究,這個(gè)研究定位在總結(jié)、集成與提升其它油氣重大專項(xiàng)的理論成果和技術(shù)成果,在總結(jié)的基礎(chǔ)上,我個(gè)人還針對(duì)目前低滲透油藏開發(fā)中存在的幾個(gè)理論問題做了一些深入研究,主要研究了低滲透油藏應(yīng)力敏感性問題,厘清了“地層壓縮系數(shù)”及“壓實(shí)系數(shù)”幾種常用巖石壓縮系數(shù)的概念,及其在儲(chǔ)量估算、試井分析和油藏模擬中正確使用問題,從理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面證明了低滲透儲(chǔ)層在滲流過程中存在較強(qiáng)的應(yīng)力敏感性。通過幾年的理論探索與研究,我的主要體會(huì)是:創(chuàng)新的動(dòng)力是興趣,多數(shù)創(chuàng)新不是發(fā)生在專業(yè)環(huán)境下,是自覺意識(shí)下的產(chǎn)物;研究的靈感進(jìn)入人們腦子的時(shí)間與及時(shí)抓住靈感不分“上下班”時(shí)間。如果壓制科研靈感,可能就會(huì)錯(cuò)失創(chuàng)新時(shí)機(jī);科技創(chuàng)新絕不是一蹴而就的事情,做科研要腳踏實(shí)地,實(shí)事求是,力戒浮躁、浮淺及浮夸的3浮(3F)現(xiàn)象,淡化追名逐利的功利意識(shí),只有這樣,在科技田園中的常年耕耘才會(huì)有一點(diǎn)收獲。

  問:你認(rèn)為近期或未來一個(gè)時(shí)期,我國(guó)油氣開發(fā)的發(fā)展方向是哪些?

  答:我國(guó)常規(guī)油氣田開發(fā)(老油田)基本已進(jìn)入深度開發(fā)階段,而非常規(guī)油氣開發(fā)才剛剛開始。常規(guī)油氣開發(fā)依然是我國(guó)較長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)油氣開發(fā)的重點(diǎn)領(lǐng)域,而非常規(guī)油氣開發(fā)是我國(guó)未來油氣的主要增長(zhǎng)點(diǎn)。針對(duì)我國(guó)油田開發(fā)實(shí)際,我個(gè)人認(rèn)為我國(guó)未來大型油氣田開發(fā)理論及技術(shù)發(fā)展方向是:一是解決高含水/特高含水油田后期水驅(qū)油高效驅(qū)替,科學(xué)開采問題,揭示高/特高含水油田水驅(qū)規(guī)律,建立新的高/特高含水油田有效水驅(qū)油理論,形成特高含水油田同井采注技術(shù);高含水油田解決化學(xué)驅(qū)過程中的復(fù)雜滲流問題,正確認(rèn)識(shí)聚驅(qū)、復(fù)合驅(qū)、泡沫驅(qū)和CO2驅(qū)過程中物理化學(xué)作用下的相變及非牛頓流體的滲流規(guī)律,創(chuàng)立不同驅(qū)替介質(zhì)大幅度提高原油采收率的滲流理論,發(fā)展形成適合各種驅(qū)替介質(zhì)的井筒及地面注采工藝技術(shù)。二是解決低滲/特低儲(chǔ)層,裂縫、基質(zhì)多重介質(zhì)條件的三維三相滲流問題,揭示低滲透/特低滲透油藏不同驅(qū)替介質(zhì)注入后的儲(chǔ)層流體滲流規(guī)律,發(fā)展低/特低滲透油藏開發(fā)的高效/有效滲流理論,形成適合低滲透油藏開發(fā)的高效能量補(bǔ)充、壓裂和舉升技術(shù)。三是解決稠油/超稠油開發(fā)中不同熱力作用(蒸汽驅(qū)、火燒油層、SAGD等)下巖石、流體固液耦合的復(fù)雜流動(dòng)問題,揭示稠油/超稠油高溫下注蒸汽儲(chǔ)層巖石、流體耦合流動(dòng)的滲流規(guī)律,準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)稠油/超稠油殘余油和剩余油的分布形態(tài),形成稠油油藏開發(fā)的系統(tǒng)理論,形成耐高溫、耐腐蝕的井下各種工具及高效舉升泵。四是針對(duì)高壓氣藏/酸性/低(特低)滲透等復(fù)雜氣藏的滲流問題,建立合理的實(shí)驗(yàn)流程,通過物理模擬實(shí)驗(yàn),開展復(fù)雜氣藏的流體物性及相態(tài)變化,揭示復(fù)雜氣藏在開發(fā)過程中相態(tài)變化規(guī)律及多重介質(zhì)氣藏非線性滲流規(guī)律,創(chuàng)立復(fù)雜天然氣藏開發(fā)理論,形成適合復(fù)雜氣田開發(fā)的天然氣開發(fā)技術(shù)。五是借鑒美國(guó)非常規(guī)油氣開發(fā)經(jīng)驗(yàn)及技術(shù),建立我國(guó)非常規(guī)油氣的資源評(píng)價(jià)體系,加大勘探投入,有效、有量的部署探井,真正找到經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量,較短時(shí)間內(nèi)將資源量落實(shí)到儲(chǔ)量上,將非常規(guī)資源的開發(fā)利用落到實(shí)處。

  問:您認(rèn)為未來一段時(shí)間全球油氣開發(fā)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是什么?

  答:好的。近年來,石油科學(xué)理論創(chuàng)新層出不窮,技術(shù)發(fā)展日新月異,新產(chǎn)品琳瑯滿目。石油理論的發(fā)展使頁巖氣、致密油和頁巖油的開發(fā)在北美已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)化開采;虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展將相距萬里之遙的世界不同地區(qū)的石油科學(xué)家們聚集在網(wǎng)絡(luò)空間里,共同研究和討論同一個(gè)技術(shù)問題;深海機(jī)器人施工技術(shù)等海工技術(shù)的發(fā)展使深海油氣、深海水合物和北極等復(fù)雜地區(qū)的油氣開發(fā)等已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。

  未來的主要理論發(fā)展包括:非常規(guī)油氣識(shí)別、評(píng)價(jià)方法和理論,非常規(guī)儲(chǔ)層的巖石破裂機(jī)理,非常規(guī)油氣的儲(chǔ)層流體流動(dòng)機(jī)理,非常規(guī)油氣的產(chǎn)能評(píng)價(jià)方法及理論等。

  簡(jiǎn)要地說,未來的主要技術(shù)發(fā)展內(nèi)容包括數(shù)字巖心及儲(chǔ)層原位參數(shù)測(cè)量技術(shù)、納米孔喉結(jié)構(gòu)參數(shù)測(cè)量及描述技術(shù)、納米CT掃描巖心動(dòng)態(tài)驅(qū)替及分析技術(shù)、共享地模及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、億級(jí)網(wǎng)格數(shù)值模擬技術(shù)、多尺度動(dòng)態(tài)地質(zhì)建模及閉環(huán)油藏管理技術(shù)、納米機(jī)器人油藏檢測(cè)技術(shù)、智能流體提高采收率技術(shù)、致密儲(chǔ)層及頁巖油氣儲(chǔ)層水平井多段無水壓裂技術(shù)、智能井技術(shù)、極大油藏接觸技術(shù)、新一代的二氧化碳驅(qū)油技術(shù)等。

作者:佚名 來源:中國(guó)石油新聞網(wǎng)