用水從岩縫驅趕油氣，可以做到如此精細
2021-11-26 08:37 作者：瞿 劍 來源：科技日報 閱覽：
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。」他事後說。
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，張濤眼看著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」才說出這個故事的。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。也就是說，開發伊始，地層壓力足以讓油氣沿井道自噴出來；之後隨著壓力衰減，需靠人工向地層補充能量，其中用得最多的方法就是注水，「把油氣從岩石縫裡驅趕出來」。
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，遍布各處的「磕頭機」（採油機）采出的並不是「滾滾油流」，而是油水混合物，甚至說是「水」更準確——大慶油田綜合含水率已在95%以上：采出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、產量均占全國的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準不適應等一系列世界級難題，「以當前技術水準開採，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溫的井，什麼時候分層分到十幾層？」說白了就是，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？他說，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，對地下油藏分布情況瞭解更透澈了；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：如何把地下資訊真實、實時傳上來；傳感器等井下工具所用材料如何應對高溫、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。
以地下資訊實時傳輸為例。賈德利比喻，第四代分層注水工藝相當于在井下植入了「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。
（科技日報北京11月24日電）
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，張濤眼看著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」才說出這個故事的。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。也就是說，開發伊始，地層壓力足以讓油氣沿井道自噴出來；之後隨著壓力衰減，需靠人工向地層補充能量，其中用得最多的方法就是注水，「把油氣從岩石縫裡驅趕出來」。
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，遍布各處的「磕頭機」（採油機）采出的並不是「滾滾油流」，而是油水混合物，甚至說是「水」更準確——大慶油田綜合含水率已在95%以上：采出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、產量均占全國的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準不適應等一系列世界級難題，「以當前技術水準開採，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溫的井，什麼時候分層分到十幾層？」說白了就是，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？他說，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，對地下油藏分布情況瞭解更透澈了；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：如何把地下資訊真實、實時傳上來；傳感器等井下工具所用材料如何應對高溫、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。
以地下資訊實時傳輸為例。賈德利比喻，第四代分層注水工藝相當于在井下植入了「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。
（科技日報北京11月24日電）
