采油工藝研究院（監(jiān)理公司）開(kāi)展壓艙石部署區(qū)科研試驗(yàn)攻關(guān)討論。圖片均由 裘新農(nóng) 攝
科研人員實(shí)地測(cè)量管柱尺寸。
科研團(tuán)隊(duì)針對(duì)復(fù)雜套損井修井新技術(shù)開(kāi)展探討交流。
曾經(jīng)，老油田是支撐國(guó)家能源安全的“壓艙石”；如今，歲月流轉(zhuǎn)，許多老油田邁入“高齡”，地下油層含水率動(dòng)輒高達(dá)90%以上，油井“嘩嘩”出水，珍貴的原油卻像“躲貓貓”一樣難以采出。如何在“水淹”的困境中“淘”出更多油？新疆油田的科技工作者化身“油井醫(yī)生”，研發(fā)出四件智能“利器”，為老油田精準(zhǔn)“止水”“強(qiáng)芯”，老油田上演了精彩的“逆生長(zhǎng)”奇跡。
調(diào)水利器：
超聲波“聽(tīng)診”，不動(dòng)管柱注水或“堵漏”
新疆油田的許多老井已進(jìn)入高含水甚至特高含水階段。地下油層像一塊“千層糕”，有的疏松（高滲透層），水流“跑得飛快”，白白浪費(fèi)；有的緊實(shí)（低滲透層），油卻被水“困住”，難以驅(qū)動(dòng)。以往“一鍋燴”的注水方式，導(dǎo)致好油層“喝撐了”（水淹），差油層卻“渴著”（未動(dòng)用），儲(chǔ)層未得到有效動(dòng)用。
傳統(tǒng)分注技術(shù)如同“笨拙的手術(shù)”，測(cè)調(diào)工序復(fù)雜、周期長(zhǎng)，且無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與調(diào)控。采油工藝研究院（監(jiān)理公司）（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“采油院”）采油工藝研究所井下工藝研究室科研人員趙田打了個(gè)比方：“以前的分注技術(shù)，就像在血管里裝‘限流閥’（孔板流量計(jì)）。但它有個(gè)‘硬傷’——只能讓細(xì)小的‘藥丸’（小顆粒調(diào)剖劑）通過(guò)。一旦‘藥丸’顆粒大點(diǎn)（直徑大于3毫米），‘閥門(mén)’就堵了，‘血管’不通，‘藥效’就大打折扣。我們急需一個(gè)既能精準(zhǔn)控制水流，又能‘吞’下各種‘藥丸’的‘智能閥門(mén)’?！?/p>
2021年底，科研團(tuán)隊(duì)在解決難題的過(guò)程中，創(chuàng)新性地提出：用不接觸水流的超聲波探頭替代“限流閥”。對(duì)此，趙田解釋道：“超聲波流量計(jì)像貼在血管壁外的‘監(jiān)測(cè)貼片’，通過(guò)聲波在流體中的傳播時(shí)間差來(lái)測(cè)量流速和流量，完全不影響‘血管’內(nèi)部通行。”這項(xiàng)創(chuàng)新更絕妙的是，將“堵漏”功能（調(diào)剖）直接集成到注水管柱上，實(shí)現(xiàn)了按需調(diào)剖的智能化操作，省去了調(diào)剖管柱更換工序。
2023年11月至2024年11月，這項(xiàng)技術(shù)先后在陸梁油田作業(yè)區(qū)、采油一廠(chǎng)試驗(yàn)成功。它如同給注水井裝上了“智能遙控器”：地面人員通過(guò)電纜，就能實(shí)時(shí)調(diào)整各層“水龍頭”（配水器）的開(kāi)度，并實(shí)現(xiàn)直徑3-5毫米的“堵漏藥丸”（調(diào)剖劑）有效通過(guò)，流量、溫度、壓力等數(shù)據(jù)也能“秒傳”到控制室大屏上。
“這是國(guó)內(nèi)首創(chuàng)的‘非接觸式注調(diào)一體術(shù)’，讓老油田的‘血管’既能‘通得暢’，又能‘堵得準(zhǔn)’！”趙田自豪地說(shuō)。這項(xiàng)技術(shù)省去了專(zhuān)門(mén)的“調(diào)堵手術(shù)”，單井節(jié)約成本數(shù)十萬(wàn)元，成為破解老油田層間矛盾、降本增效的“智慧鑰匙”，也為國(guó)內(nèi)外同類(lèi)油田提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。
壓裂利器：
“魔改”壓裂液，油走“高速”水遇“路障”
新疆油田八區(qū)，這塊支撐穩(wěn)產(chǎn)的“壓艙石”，已開(kāi)發(fā)四十余載。其主力油藏——下烏爾禾組油藏，如同吸飽水的巨大“海綿”。以往新井壓裂像在“擰濕海綿”：油還沒(méi)動(dòng)，水先“噴涌而出”，導(dǎo)致投產(chǎn)后普遍“高含水、低產(chǎn)油”，成了穩(wěn)產(chǎn)百萬(wàn)噸目標(biāo)的“攔路虎”。
采油院專(zhuān)家形象比喻：“普通壓裂直接‘暴力’撐開(kāi)地層裂縫，溝通地層水體，導(dǎo)致更多水涌出來(lái)，寶貴的油被‘困’在原地，難以流出?！?/p>
高含水層真的無(wú)油可采嗎？2022年，采油院聯(lián)合西南石油大學(xué)院士團(tuán)隊(duì)，決心給壓裂液來(lái)場(chǎng)“魔改”。科研人員在化學(xué)試劑堆里“淘金”三年，終于研發(fā)出“潤(rùn)濕改性納米流體”等系列“控水利器”。簡(jiǎn)單地說(shuō)，這些新材料能改造巖石表面——在巖層表面鋪設(shè)“捕水透油網(wǎng)”，專(zhuān)門(mén)捕捉水滴，放掉油滴！采油院采油工藝研究所稀油及CCUS技術(shù)研究室科研人員張利偉解釋說(shuō)：“控水壓裂，好比在油層里為原油修建了‘高速公路’（讓油流得快），同時(shí)給水流設(shè)置了‘減速帶’和‘限行小路’（讓水流得慢或繞路），有效實(shí)現(xiàn)了油水分離！”
2024年，試驗(yàn)區(qū)10口井通過(guò)精細(xì)化設(shè)計(jì)壓裂工藝參數(shù)，同時(shí)在高含水區(qū)域1口新井應(yīng)用上述“魔改”壓裂液體系，該井投產(chǎn)后僅5天，原油日產(chǎn)量飆升至28.1噸，含水率驟降至14.4%！“這就像給滲水的地下室精準(zhǔn)定位并堵住了所有漏水點(diǎn)，油一下子涌出來(lái)了！”張利偉興奮道。
2025年，該技術(shù)持續(xù)發(fā)力，為20余口新井“止水增產(chǎn)”，效果顯著。同年3月，捷報(bào)傳來(lái)：10口井累計(jì)產(chǎn)油突破11000噸！這不僅有力支撐了八區(qū)“壓艙石”工程的穩(wěn)產(chǎn)目標(biāo)，更成功打造了老區(qū)水淹層高效開(kāi)發(fā)的可復(fù)制技術(shù)范本，為老油田煥發(fā)新生點(diǎn)亮了科技之光。
找水利器：
“聲控密碼鎖”，井下“微創(chuàng)手術(shù)”精準(zhǔn)隔水
車(chē)排子等井區(qū)的火山巖油藏，裂縫縱橫，油水關(guān)系復(fù)雜如“迷宮”。傳統(tǒng)找水方法效率低下，如同在黑暗中“摸石頭過(guò)河”——用機(jī)械封隔器一層層“封”、一層層“試”，耗時(shí)費(fèi)力，精度差，對(duì)多層找水束手無(wú)策。
“老辦法就像拿著簡(jiǎn)陋的標(biāo)尺去丈量復(fù)雜的地形，費(fèi)時(shí)費(fèi)力還容易‘看走眼’。”采油院采油工藝研究所井下工藝研究室科研人員王小萌道出痛點(diǎn)。
2023年，破局之戰(zhàn)打響。團(tuán)隊(duì)決心研發(fā)更聰明的工具。歷經(jīng)一年攻關(guān)，國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的智能找隔水一體化技術(shù)誕生，其核心是給井下裝上了“聲控密碼鎖”和“CT透視眼”。王小萌詳解：“我們用封隔器將井下各層位精準(zhǔn)‘隔離’（相當(dāng)于分房間），在每個(gè)‘房間門(mén)口’裝上智能開(kāi)關(guān)（‘密碼鎖’）。地面人員通過(guò)泵車(chē)發(fā)送特定的‘壓力密碼’（壓力脈沖信號(hào)），就能遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)指揮這些‘鎖’——開(kāi)哪個(gè)‘門(mén)’？開(kāi)多大？開(kāi)多久？全都‘一鍵操控’！”
“這相當(dāng)于給油井做了一次精準(zhǔn)的‘微創(chuàng)手術(shù)’！”王小萌自豪地說(shuō)，“一趟管柱下井，找水、隔水、生產(chǎn)、調(diào)層測(cè)試‘一站式’搞定！”更創(chuàng)新的是，采用無(wú)線(xiàn)“波碼通訊”對(duì)比電纜傳輸工藝，避免了電纜在復(fù)雜井身結(jié)構(gòu)（如大斜度井、水平井）中下入困難、易受井筒狀況（如結(jié)垢、結(jié)蠟、套管變形）影響以及長(zhǎng)期在高溫高壓環(huán)境下易老化、破損或短路的風(fēng)險(xiǎn)，通信成功率100%。
2024年10月、11月，該技術(shù)先后在采油一廠(chǎng)紅032區(qū)、車(chē)23區(qū)兩口高含水井應(yīng)用，效果顯著：平均日產(chǎn)油增加2.5噸，含水率降低12%。王小萌總結(jié)其優(yōu)勢(shì)：“它能同時(shí)‘鎖’住3-5層水，開(kāi)度分16檔精細(xì)調(diào)節(jié)，耐高溫高壓，找水成功率達(dá)80%以上，不僅‘找得準(zhǔn)’‘隔得死’，還省時(shí)省錢(qián)，是解放油流、提高產(chǎn)量的全新智能‘鑰匙’！”
目前，這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用效果持續(xù)向好，為新疆油田水平井高效開(kāi)發(fā)開(kāi)辟了智能新路徑。
管理利器：
“數(shù)據(jù)煉金術(shù)”，萬(wàn)口油井裝上“智能遙控”
作為國(guó)內(nèi)油田數(shù)字化建設(shè)的先行者，從20世紀(jì)90年代開(kāi)始，新疆油田就開(kāi)始著手物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)取得了顯著成效，匯聚了眾多井和站庫(kù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。如何讓這些沉睡的“數(shù)據(jù)金礦”產(chǎn)生價(jià)值，驅(qū)動(dòng)傳統(tǒng)油田管理轉(zhuǎn)型升級(jí)？
采油院采油工藝研究所井下工藝研究室科研人員張輝道出愿景：“物聯(lián)網(wǎng)建好了‘超級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)’。我們的使命，就是當(dāng)好‘煉金術(shù)士’，把數(shù)據(jù)‘點(diǎn)石成金’，提煉出優(yōu)化生產(chǎn)的‘智慧結(jié)晶’，為油田決策裝上‘最強(qiáng)大腦’?！?/p>
2022年，融合物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等尖端技術(shù)的“機(jī)采提效管控系統(tǒng)”啟動(dòng)建設(shè)。
一期攻堅(jiān)，數(shù)據(jù)是基石也是難關(guān)。面對(duì)物聯(lián)網(wǎng)中龐雜，甚至重復(fù)的數(shù)據(jù)，科研人員化身“數(shù)據(jù)清道夫”與“質(zhì)檢員”，進(jìn)行了大量繁雜、持續(xù)的甄別、篩選、核對(duì)工作?！皵?shù)據(jù)質(zhì)量是系統(tǒng)的生命線(xiàn)，我們必須從源頭確保每一組數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠，才能為后續(xù)的智能分析打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)?！睆堓x強(qiáng)調(diào)。
歷經(jīng)努力，一期系統(tǒng)于2023年12月初步建成，形成了生產(chǎn)監(jiān)控、工況診斷、指標(biāo)分析、提效優(yōu)化、指標(biāo)報(bào)表、系統(tǒng)管理六大智能應(yīng)用功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)油井“感知獲取、過(guò)程監(jiān)控、狀態(tài)預(yù)警、優(yōu)化生產(chǎn)”的全方位智能化管控，如同給油井裝上了全方位“監(jiān)護(hù)儀”和“遙控器”。在采油一廠(chǎng)、采油二廠(chǎng)等單位試點(diǎn)應(yīng)用中，系統(tǒng)展現(xiàn)出強(qiáng)大能力：診斷準(zhǔn)確率達(dá)90.6%，系統(tǒng)效率、日耗電量等關(guān)鍵指標(biāo)計(jì)算平均誤差僅3.5%，整體效果優(yōu)異，滿(mǎn)足了油田現(xiàn)場(chǎng)對(duì)機(jī)采井精細(xì)化、信息化管理的迫切需求。
2024年，二期建設(shè)展開(kāi)，劍指更智能、更全面的管理：重點(diǎn)打造設(shè)備管理、智能防蠟等高級(jí)模塊，目標(biāo)直指安全生產(chǎn)、智能管理、節(jié)能降耗、提質(zhì)增效。目前二期系統(tǒng)已初步建成，正在采油單位試用。
展望未來(lái)，張輝信心滿(mǎn)滿(mǎn)：“我們將以智能平臺(tái)為基座，打造覆蓋各類(lèi)油井的一體化‘智慧管家’，目標(biāo)是讓油井運(yùn)行效率提升5%以上，有效降本減員，為老油田穩(wěn)產(chǎn)和高質(zhì)量發(fā)展注入強(qiáng)勁‘?dāng)?shù)智’動(dòng)能！”
醫(yī)者妙手，枯井逢春。“油井醫(yī)生”用硬核科技開(kāi)具的“逆齡處方”，讓曾經(jīng)深陷“水淹困境”的老油田，如今在科技賦能下澎湃新生。