國際舞臺上,大慶油田曾以大慶精神鐵人精神聞名遐邇,以原油5000萬噸高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)27年、4000萬噸持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)12年書寫奇跡,以三次問鼎國家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)備受矚目……
有權(quán)威資料顯示,目前全球平均原油采收率為33%,老油田剩余儲量依然相當(dāng)可觀,仍將是未來全球石油供給的主力。如果全球采收率提高1個(gè)百分點(diǎn),可采儲量增加50多億噸,相當(dāng)于全球兩年的石油消費(fèi)量。
如今,大慶油田再亮“世界名片”——三元復(fù)合驅(qū)大幅度提高原油采收率技術(shù),可在油田含水率達(dá)到98%的極限開采條件下,再提高采收率20個(gè)百分點(diǎn)以上,使主力油田采收率突破60%,較國外同類油田采收率高出27%,達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
大慶油田經(jīng)過近30年攻關(guān),創(chuàng)新了三元復(fù)合驅(qū)油理論,自主研發(fā)出表活劑工業(yè)產(chǎn)品,創(chuàng)建了完整的工程技術(shù)體系。2017年三元復(fù)合驅(qū)產(chǎn)油達(dá)到416.6萬噸,相當(dāng)于找到了一個(gè)中型油田,使我國成為世界上唯一大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)的國家,踐行了中國創(chuàng)造。
三元復(fù)合驅(qū)產(chǎn)量突破400萬噸——讓老油田常駐“青春期”
作為古生物化石能源,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。隨后一個(gè)時(shí)期,需要將水注入地下,通過物理方式以“空間”換“空間”,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。
1995年,大慶油田進(jìn)入高含水后期。按照世界石油開采慣例,已經(jīng)開發(fā)了近40年的大慶油田完全可以“功成身退”,“順其自然”進(jìn)入產(chǎn)量逐步遞減的軌道。但當(dāng)時(shí)國內(nèi)能源短缺日益突出,剩余探明可采儲量約占全國四分之一的大慶油田不容止步、退縮。而作為志在百年的資源型企業(yè),大慶油田更需要依靠科技推動原油生產(chǎn),探索可持續(xù)發(fā)展之路。
然而,客觀現(xiàn)實(shí)擺在面前,經(jīng)過自噴式采油、水驅(qū)、聚驅(qū)之后,大慶油田雖然還有50%至60%的原油留在地下,但資源條件大不如前。用石油老專家的話說,就是“好吃的都吃得差不多了,剩下的都是難啃的‘硬骨頭’”。
“硬骨頭”怎么啃?可采儲量如何變成實(shí)際產(chǎn)量?
在儲量基本恒定情況下,能采出多少油,取決于一個(gè)關(guān)鍵因素——提高采收率技術(shù)。大慶油田決心向同類油田的開采極限發(fā)起挑戰(zhàn),依靠三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)來提高原油采收率,最大限度采出地下黑色的“碎金”,努力延長大慶油田的“青春期”。
為什么鎖定三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)?
三元復(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。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。
事實(shí)上,按照“應(yīng)用一代,研發(fā)一代,儲備一代”的科技攻關(guān)思路,大慶油田三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)的研究工作早在上世紀(jì)八十年代就已展開。2009年,經(jīng)過20多年的攻關(guān)與實(shí)踐,三元復(fù)合驅(qū)開發(fā)效果漸入佳境,隨后連續(xù)4年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量超百萬噸。
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:規(guī)模化工業(yè)推廣當(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350.9萬噸,首次突破300萬噸,超產(chǎn)26.6萬噸;2016年突破400萬噸,2017年生產(chǎn)原油416.6萬噸,占大慶油田全年總產(chǎn)量的十分之一,成為大慶油田新的產(chǎn)量增長點(diǎn)、推動振興發(fā)展的堅(jiān)實(shí)力量。
截止2017年12月31日,大慶油田三元復(fù)合驅(qū)累計(jì)產(chǎn)油2472.6萬噸。
從室內(nèi)研究到工業(yè)化應(yīng)用——要速度更求實(shí)效
創(chuàng)新路上,總是充滿荊棘。從室內(nèi)合成、篩選評價(jià),到先導(dǎo)性礦場試驗(yàn)、工業(yè)性礦場試驗(yàn),三元復(fù)合驅(qū)的開展同樣幾經(jīng)波折。
上世紀(jì)80年代末,首次接觸三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)后,大慶油田專門派技術(shù)人員出國學(xué)習(xí),隨后展開科研攻關(guān),并于90年代創(chuàng)新形成了三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)理論。而此時(shí),國際油價(jià)的急劇回落,讓復(fù)合驅(qū)發(fā)展受到?jīng)_擊。
2000年后,油價(jià)大幅反彈,國外重啟了復(fù)合驅(qū)研究工作,但也僅限于基礎(chǔ)理論研究和驅(qū)油用表面活性劑及聚合物開發(fā)研制等方面?!俺绷鳌泵媲埃髴c油田堅(jiān)定信念,始終保持技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略定力,持續(xù)開展相關(guān)研究。
2005年,三元復(fù)合驅(qū)項(xiàng)目被列入中國石油“十大礦場試驗(yàn)”之一,人們以為三元復(fù)合驅(qū)工業(yè)化推廣指日可待。但在接下來的幾年時(shí)間里,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,希望之光轉(zhuǎn)瞬即逝。
科技攻關(guān),急不得,也緩不得。
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。
科技攻關(guān),重效果,也重效益。
三元復(fù)合驅(qū)增油效果好,但進(jìn)口表面活性劑價(jià)格昂貴、噸油生產(chǎn)成本高,油井結(jié)垢致使頻繁卡泵、斷桿,出現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)時(shí)間短、維護(hù)成本高等問題,嚴(yán)重制約其規(guī)模化應(yīng)用。
“我們從來都是在壓力和挑戰(zhàn)中前進(jìn)的,也一定能繼續(xù)在壓力和挑戰(zhàn)中不斷前進(jìn)?!眴栴}面前,大慶石油人沉下心,鉚足勁,以攻克難題提升技術(shù)“含金量”。
通過53141次的各種性能評價(jià),大慶油田實(shí)現(xiàn)了復(fù)合驅(qū)驅(qū)油機(jī)理的“三個(gè)量化”,成功研制并生產(chǎn)使用了組分可控、結(jié)構(gòu)固定、穩(wěn)定高效的表面活性劑,將成本降低了四成。
針對結(jié)垢難題,大慶油田展開技術(shù)攻關(guān),自主研發(fā)清防垢劑系列產(chǎn)品,配套三元復(fù)合驅(qū)采油井復(fù)雜垢質(zhì)清防垢舉升工藝技術(shù),實(shí)現(xiàn)了超前預(yù)測、實(shí)時(shí)治理,使油井連續(xù)生產(chǎn)時(shí)間由87天延長到408天以上。
規(guī)?;I(yè)推廣前,大慶油田還專門對復(fù)合驅(qū)經(jīng)歷全過程開發(fā)的4個(gè)工業(yè)性試驗(yàn)區(qū)塊進(jìn)行全成本分析,以平均生產(chǎn)成本為參照,選擇典型區(qū)塊模擬水驅(qū)、聚驅(qū)、三元復(fù)合驅(qū)三種驅(qū)替方式,進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益評價(jià),進(jìn)一步驗(yàn)證了三元復(fù)合驅(qū)規(guī)?;I(yè)推廣的經(jīng)濟(jì)可行。
從“被放棄”到獲稱贊——“小學(xué)徒”變身“領(lǐng)跑者”
開展三元復(fù)合驅(qū)是歷史必然的選擇,也是大慶油田的夢想和決心。
1986年,大慶油田與法國國家石油研究院合作進(jìn)行三元復(fù)合驅(qū)可行性研究,結(jié)果并不理想。法國權(quán)威專家認(rèn)為,大慶原油酸值太低,不適宜開展三元復(fù)合驅(qū)。
大慶油田沒有輕言放棄,歷經(jīng)30年的堅(jiān)守與求索,在國外仍處于實(shí)驗(yàn)室和井組試驗(yàn)階段的今天,率先實(shí)現(xiàn)了三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用。
2016年,到大慶油田進(jìn)行學(xué)術(shù)交流的美國科學(xué)院、工程院、藝術(shù)與科學(xué)院院士,哈佛大學(xué)教授David Weitz用“震撼”二字形容自己的感受,他說:“在來大慶以前做夢也沒想過能親眼看到大規(guī)模應(yīng)用三元復(fù)合驅(qū),我曾經(jīng)認(rèn)為大規(guī)模應(yīng)用三元復(fù)合驅(qū)是不經(jīng)濟(jì)可行的?!?/p>
“超越權(quán)威,超越前人,超越自我”。從“被放棄”到獲稱贊,當(dāng)年的“小學(xué)徒”,如今已成長為“領(lǐng)跑者”,成功引領(lǐng)了全球提高采收率技術(shù)發(fā)展的新趨勢。
在工程技術(shù)上“領(lǐng)跑”。研發(fā)了三元復(fù)合驅(qū)采油井復(fù)雜垢質(zhì)清防垢舉升工藝技術(shù)、大容量三元復(fù)合體系配注和復(fù)雜采出液處理技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù),攻克了油井因垢無法長期連續(xù)生產(chǎn)、采出液無法有效分離等一系列世界級難題。
在應(yīng)用規(guī)模上“領(lǐng)跑”。已投入三元復(fù)合驅(qū)工業(yè)化區(qū)塊24個(gè),累計(jì)動用地質(zhì)儲量2.09億噸,使我國成為世界上唯一大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)的國家。
在開發(fā)效果上“領(lǐng)跑”。已結(jié)束的工業(yè)試驗(yàn)及工業(yè)區(qū)塊采收率均較水驅(qū)提高20個(gè)百分點(diǎn)以上,較聚驅(qū)提高8到10個(gè)百分點(diǎn),使大慶油田主體油田采收率突破60%,較國外內(nèi)同類油田高27%以上。
……
資源有限,科技無限。大慶油田科技創(chuàng)新之路還在延續(xù)。
大慶油田將以國家實(shí)施‘一帶一路’倡議為契機(jī),在依靠三元復(fù)合驅(qū)大幅度提高原油采收率技術(shù)持續(xù)推進(jìn)油田開發(fā)的基礎(chǔ)上,‘打包’技術(shù),走出大慶,放眼全球,以技術(shù)換市場,以技術(shù)換資源。
(責(zé)任編輯:沈曄)