日前，第一屆現(xiàn)代采油工程論壇順利召開，聚焦“保障國家能源安全，在非常規(guī)、老油田提高采收率等重點領(lǐng)域支撐油氣增儲穩(wěn)產(chǎn)”目標，來自勝利油田石油工程技術(shù)研究院和大慶油田采油工藝研究院的科研人員，圍繞頁巖油壓裂、微生物采油、智能注采、綠色低碳等領(lǐng)域進行了技術(shù)交流。本版整理了七大采油工程特色技術(shù)，敬請關(guān)注。

本版文字由 任厚毅 李 強 朱碩沛 張連煜 整理

1高含水油藏堵水調(diào)驅(qū)技術(shù)

隨著我國水驅(qū)油藏進入開發(fā)后期，綜合含水率普遍高達90%。高含水“病根”在哪兒？油井高含水的主要原因是儲層動靜態(tài)非均質(zhì)性加劇。數(shù)據(jù)顯示，僅15%的高耗水層帶消耗了近90%的注水量，導(dǎo)致大量剩余油未被有效驅(qū)替，因此，堵水調(diào)驅(qū)技術(shù)應(yīng)運而生。它在不改變現(xiàn)有井網(wǎng)布局的情況下，利用化學劑封堵極端水洗帶，將水流引向剩余油富集區(qū)域，從而擴大注水波及范圍，提升驅(qū)油效率。

近年來，圍繞不同類型油藏的特點，采油工程系統(tǒng)優(yōu)化形成了特高含水期深度堵調(diào)、功能聚合物深部調(diào)驅(qū)、水平井“調(diào)堵疏”集成控水、高溫中低滲油藏調(diào)驅(qū)、壓驅(qū)井深部封堵液流轉(zhuǎn)向等五大堵調(diào)系列技術(shù)，取得了顯著成效。

特高含水期深度堵調(diào)技術(shù)在理念上實現(xiàn)了由單井近井封堵向區(qū)塊整體深度堵調(diào)的轉(zhuǎn)變。通過分析特高含水期取芯井的水驅(qū)特征和剩余油飽和度，科研人員提出了“三帶（極端水洗帶、強水淹帶和弱水驅(qū)帶）”劃分模式，形成了極端水洗帶深部封堵、強水淹帶流度調(diào)控、弱水驅(qū)帶擴大水驅(qū)的分級調(diào)控技術(shù)對策，研發(fā)了高強封堵、流度調(diào)控及擴大水驅(qū)三類體系。截至目前，該技術(shù)已現(xiàn)場應(yīng)用783井次，累計增油35萬噸，成功解決了注水開發(fā)中“旱澇不均”的難題，延長老油田經(jīng)濟開發(fā)壽命5~10年。

功能聚合物深部調(diào)驅(qū)技術(shù)主要針對點狀注聚、小斷塊等化學驅(qū)尚未全覆蓋的油藏，目前已在17個井組現(xiàn)場應(yīng)用，累計增油兩萬噸。其他技術(shù)也各有側(cè)重地解決了相應(yīng)領(lǐng)域難題。

下一步，科研人員將重點深化地質(zhì)研究，進一步摸清儲層特征和剩余油分布規(guī)律，推動技術(shù)迭代升級，為不同類型油藏高質(zhì)量開發(fā)提供更有力的技術(shù)支撐。

2有桿泵舉升技術(shù)

在國內(nèi)油田開發(fā)中，抽油機、電泵和螺桿泵是主要的舉升工具，其中抽油機占比最大，是最主流的選擇。然而，隨著開發(fā)不斷深入，難動用、高含水等油藏不斷增加，對傳統(tǒng)舉升系統(tǒng)提出了新的挑戰(zhàn)。

首先是舉升時效問題。抽油機井失效形式以管漏、桿斷、泵漏為主，失效原因以偏磨、腐蝕為主。目前的技術(shù)對策是應(yīng)用防腐防偏磨管桿泵技術(shù)、強化舉升系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計、建立油井長壽命舉升標準。防腐防偏磨管桿泵技術(shù)先后經(jīng)歷減磨扶正局部治理、內(nèi)襯包覆整體隔離、材料型防腐三個發(fā)展階段，目前主導(dǎo)模式是“內(nèi)襯油管+包覆型抽油桿”，在保持機械性能不變的前提下，腐蝕速率僅為常規(guī)桿的1/40，現(xiàn)場應(yīng)用106井次，平均延長檢泵周期334天。

其次是不同類型油藏舉升問題。針對不同類型油藏，采油工程系統(tǒng)研發(fā)了低滲油藏深抽提液、稠油油藏高效舉升、中高滲油藏大排量舉升三項技術(shù)。深抽提液技術(shù)是利用油套壓差原理，在管柱上加裝助力深抽裝置，在保持原有設(shè)備不變的情況下，實現(xiàn)抽油機懸點載荷加深泵掛，達到降低能耗、改善桿柱受力的目的。該技術(shù)已現(xiàn)場應(yīng)用297井次，單井平均加深527米、減載25.7千牛、日均增油1.1噸，提高泵效12.6個百分點。

再次是碳纖維連續(xù)抽油桿研究與應(yīng)用。傳統(tǒng)鋼制抽油桿在應(yīng)用中比重大、抗拉強度低、耐腐蝕能力弱等局限性越來越突出，而纖維復(fù)合材料具有質(zhì)量輕、強度高、耐腐蝕等優(yōu)勢，能有效克服金屬材料自身的應(yīng)用局限性，目前已研究形成了桿體設(shè)計、起下作業(yè)裝備等4項技術(shù)，并針對碳纖維抽油桿特性，研究形成了“機-桿-泵”一體化配套系列技術(shù)，最大程度發(fā)揮了碳纖維抽油桿的應(yīng)用優(yōu)勢。

未來，隨著頁巖油、深井等新興開發(fā)陣地不斷拓展，舉升系統(tǒng)要開展三個方向的研究：針對頁巖油井開發(fā)周期長、工況復(fù)雜的特點，探索全周期生產(chǎn)制度優(yōu)化方案，提升開發(fā)效率；開發(fā)適用于高溫環(huán)境的內(nèi)襯油管，解決高溫條件下設(shè)備易損的問題；建立先進的機械采油模擬試驗平臺，為新技術(shù)的研發(fā)和驗證提供支持。

3 CCUS高效注采技術(shù)

當前，國內(nèi)二氧化碳驅(qū)油技術(shù)大多為近混相驅(qū)，為進一步提高采收率和埋存率，發(fā)展“混相驅(qū)”勢在必行，但由于相當一部分油藏埋藏深、混相壓力高，加上二氧化碳本身弱酸性、高擴散性、低黏性等特點，高效注采工藝面臨較大挑戰(zhàn)。

針對難題，業(yè)內(nèi)提出了“新區(qū)超前壓驅(qū)增能、老區(qū)強化補能”的開發(fā)理念，并在此基礎(chǔ)上研發(fā)了長效高壓注氣、高氣液比舉升和高效防腐、分級氣竄堵調(diào)等一系列關(guān)鍵技術(shù)，推動二氧化碳驅(qū)由非混相驅(qū)向混相驅(qū)、由籠統(tǒng)注氣向分層注氣、由連續(xù)注氣向氣水交替注氣轉(zhuǎn)變。

圍繞CCUS示范區(qū)的需求，科研人員進一步研發(fā)了長效注氣、分級氣竄堵調(diào)、高效舉升等一系列配套技術(shù)，形成了覆蓋“注入-驅(qū)替-采出”全流程的工藝體系，最終構(gòu)建“高效注采+分級調(diào)控+腐蝕防護+氣體回收”的完整技術(shù)鏈條，實現(xiàn)CCUS示范區(qū)安全、高效、平穩(wěn)、綠色運行。

高效注采技術(shù)主要由高效注氣、高氣液比舉升、氣竄堵調(diào)、長效防腐、回收利用等技術(shù)組成。其中，注氣技術(shù)研發(fā)較早，目前已形成四次迭代，分別是連續(xù)注氣工藝、針對壓驅(qū)需求形成的壓驅(qū)/注氣一體化工藝、針對吸氣剖面測試需求形成的配套可測試安全注入工藝，以及針對油藏非均質(zhì)需求形成的配套分層注氣測調(diào)工藝。

圍繞高氣液比采油難題，科研人員開發(fā)了防腐自噴及機抽自噴一體化技術(shù)，大幅提升了采油效率；針對氣竄問題，采用“裂縫封堵+基質(zhì)調(diào)剖”分級堵調(diào)技術(shù)，有效遏制了氣體竄流現(xiàn)象；根據(jù)二氧化碳采出氣濃度變化大、處理難度高的特點，研發(fā)了橇裝化富含二氧化碳采出氣分離提純技術(shù)，成功解決了氣體回收這一關(guān)鍵難題，為實現(xiàn)綠色開發(fā)提供了重要保障。

這些技術(shù)成果在勝利油田高89-樊142示范區(qū)和萊113區(qū)塊得到了充分驗證。自注氣裝置投運以來，日注二氧化碳1200~1800噸，已累計注入107萬噸。注氣使地層壓力升高，帶來了可喜變化，區(qū)塊日產(chǎn)油由注氣前的220噸提高到422噸，幾乎翻了一番。

4石油微生物技術(shù)

近年來，石油微生物技術(shù)逐漸嶄露頭角，形成了以微生物采油和安全環(huán)保為核心的兩大技術(shù)體系，不僅為油田穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)提供了新手段，而且在綠色環(huán)保領(lǐng)域展現(xiàn)了巨大潛力。

微生物采油技術(shù)自20世紀90年代初起步，經(jīng)過數(shù)十年的機理研究和技術(shù)積累，已實現(xiàn)了從引進、自主研發(fā)到規(guī)�；�現(xiàn)場應(yīng)用的跨越式發(fā)展。2022年，國家重點研發(fā)計劃“油田采油生物制劑研發(fā)及應(yīng)用”獲批立項，標志著微生物采油技術(shù)邁上了新臺階。

該項目主要是為了解決目前國內(nèi)生物制劑性能不足、成本高、應(yīng)用難的問題，開發(fā)適用于高溫高鹽油田的新型生物采油制劑，打破國外技術(shù)壟斷，支撐我國油田穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)。目前已取得多項突破性進展：研發(fā)了新型生物聚合物體系，具有極端油藏條件下分子空間尺寸大、黏彈性能好及耐溫抗鹽性能優(yōu)越的特點，在5萬毫克/升礦化度、85攝氏度下黏度保留率大于80%，通過平面可視化實驗發(fā)現(xiàn)，新型生物聚合物可在水驅(qū)基礎(chǔ)上提高采收率20個百分點以上，注入壓力升高約8倍；開發(fā)了以生物代謝產(chǎn)物為主的生物乳液降黏體系和生物潤濕改性體系，實現(xiàn)了高效降黏和充分洗油，可提高采收率14個百分點；構(gòu)建了系列高效鉆完井解堵酶體系，實現(xiàn)耐溫90攝氏度、耐鹽5%，對有機大分子的降解率達到95%以上，性能優(yōu)于國內(nèi)外同類產(chǎn)品。

此外，依托國家項目，科研人員還建立了以毛細管力為主要矛盾點的微生物驅(qū)油動力學關(guān)系，為水驅(qū)油藏剩余油動用提供了理論指導(dǎo)；提出了以“時間累積效應(yīng)”為核心的微生物輪注輪采驅(qū)油工藝，通過多輪次注入靜置培養(yǎng)，驅(qū)替效率最高可提升28.4%。在現(xiàn)場應(yīng)用方面，針對不同類型油藏，科研團隊量身定制了不同的微生物采油技術(shù)方案，并結(jié)合油藏開發(fā)中的“三大矛盾”，提出地質(zhì)工程一體化解決方案，顯著提高了技術(shù)效果和適應(yīng)性。

除了采油，石油微生物技術(shù)在安全環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用也成效顯著，目前已形成成熟的采出水生化處理、含油沉積物處理、硫化氫治理和生物酶解堵等技術(shù)。其中，微生物硫化氫治理技術(shù)表現(xiàn)尤為突出，在現(xiàn)場累計實施215井次，治理后均實現(xiàn)預(yù)期目標，累計節(jié)約藥劑費用約290萬元。

未來仍需著力提升微生物對復(fù)雜油藏的適應(yīng)性，建立微生物采油數(shù)值模擬技術(shù)，優(yōu)化工藝設(shè)計，為頁巖油、CCUS、低滲透油藏、特稠油等新領(lǐng)域提供技術(shù)支持。

5新型注水工藝技術(shù)

經(jīng)過60多年的開發(fā)，我國水驅(qū)油藏面臨平面和縱向動用差異大、油水分布復(fù)雜等問題。如何實現(xiàn)高效開發(fā)？智能化測控分注技術(shù)成為關(guān)鍵突破口。

注水是補充油層能量、提高采收率的重要手段，但在實際應(yīng)用中存在流量測量不準、設(shè)備壽命短、海上油田需求難滿足等諸多難題。一系列創(chuàng)新技術(shù)成果正有效解決這些“痛點”。

一是井下流量精準測試技術(shù)。為實現(xiàn)流量的長期穩(wěn)定和精準測控，科研人員優(yōu)化差壓孔板流量計的流道結(jié)構(gòu)、孔板尺寸及計算標定方法，設(shè)計出“多級節(jié)流孔板+分段精準擬合”的井下流量測試系統(tǒng)，實現(xiàn)了不同流量下的精準計量，計量誤差小于±5%。

二是有纜測控長效密封技術(shù)。針對井下測控系統(tǒng)易受水汽侵入導(dǎo)致短路的問題，科研人員對配水器結(jié)構(gòu)、內(nèi)部電路系統(tǒng)及電纜密封工藝進行優(yōu)化，研發(fā)出耐高壓密封技術(shù)，有效解決了儀器短路問題，讓現(xiàn)場操作更加簡單高效。

三是小直徑測控分注及系列化技術(shù)。成功研發(fā)了小直徑測控配水器及相應(yīng)工具，集成配套3種標準化分層注水工藝，實現(xiàn)了對溫度120攝氏度、深度3000米以內(nèi)油藏的技術(shù)覆蓋，為海上油田的智能化分注提供了有力支持。

對于低滲透油藏來說，“注不進、采不出、波及差”一直是開發(fā)難題。為此，科研人員創(chuàng)新研發(fā)了壓驅(qū)注水技術(shù)，利用高壓注入設(shè)備，形成高排量、大液量注水，在水井端生成復(fù)雜縫網(wǎng)，建立高壓水體驅(qū)替系統(tǒng)，推動驅(qū)替壓力前移，消除井間滯留區(qū)，配合油井端引效，可大幅提高單井產(chǎn)能和采收率。

此外，科研人員還針對不同開發(fā)需求和井況特點，攻關(guān)形成了輪替分層壓驅(qū)、壓驅(qū)注水一體化、同步壓驅(qū)注水等三類壓驅(qū)注水技術(shù)。這些技術(shù)耐溫150攝氏度、耐壓50兆帕，適用于4寸半到7寸套管，可實現(xiàn)2~4層分層注水，為低滲透油藏高效開發(fā)提供了有力技術(shù)支撐。

通過規(guī)�；�推廣，現(xiàn)代注水技術(shù)已實現(xiàn)從單井實施向井組壓驅(qū)的轉(zhuǎn)變，并逐步從籠統(tǒng)補能向精準補能邁進。截至目前，已在297個單元實施873個井組，累計注水2600多萬立方米、增油110多萬噸，為油田穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)作出重要貢獻。

6濟陽頁巖油壓裂工藝技術(shù)

濟陽坳陷頁巖油資源分布廣泛，油藏地質(zhì)呈現(xiàn)“低、深、厚、高”和構(gòu)造、巖相、流體性質(zhì)“三復(fù)雜”特征，給壓裂改造帶來了巨大挑戰(zhàn)：裂縫難以擴展、改造體積有限、流體流動規(guī)律復(fù)雜，且壓裂效果評價困難。

面對難題，科研人員以地質(zhì)和油藏認識為基礎(chǔ)，通過加強基礎(chǔ)試驗和理論研究，不斷升級和完善壓裂工藝技術(shù)體系。自“十二五”以來，科研團隊結(jié)合現(xiàn)場實踐，逐步完成了壓裂技術(shù)從1.0到2.0的迭代升級，實現(xiàn)了從單井到平面再到立體開發(fā)的技術(shù)跨越。這一過程中，壓裂設(shè)計更加精細化，裂縫網(wǎng)絡(luò)更加復(fù)雜化，有效改造體積也實現(xiàn)了最大化。

在渤南、博興等洼陷開展的先導(dǎo)試驗中，科研人員成功突破了“裂縫壓不開、撐不住，改造體積有限，單井產(chǎn)能低”等一系列技術(shù)瓶頸，創(chuàng)新形成了現(xiàn)代壓裂工藝技術(shù)體系，不僅增強了頁巖油開發(fā)效果，而且為后續(xù)規(guī)模化開發(fā)奠定了堅實基礎(chǔ)。

壓裂2.0技術(shù)的核心目標是“剁碎”儲層，使裂縫更加復(fù)雜化，并實現(xiàn)全支撐縫網(wǎng)的有效改造。通過集成多項關(guān)鍵技術(shù)，如大排量膠液擴縫起裂、極限限流密切割暫堵壓裂擴展、等粒徑小粒徑石英砂強化支撐、差異化規(guī)模設(shè)計增能滲吸等，實現(xiàn)多種類型頁巖油壓裂技術(shù)突破。

實踐表明，縫網(wǎng)對儲量的控制程度是頁巖油改造的基礎(chǔ)，而最大化有效支撐改造體積則是增強壓裂效果的關(guān)鍵。壓裂2.0技術(shù)通過強化儲層改造，進一步提升了頁巖油開發(fā)效率，為不同類型頁巖油資源的經(jīng)濟開發(fā)提供了有力支撐。

當前，頁巖油開發(fā)仍面臨諸多挑戰(zhàn)：一是立體壓裂井間段間干擾導(dǎo)致裂縫難以均衡擴展，難以實現(xiàn)縫控儲量最大化；二是裂縫擴展干擾導(dǎo)致支撐劑難以均衡鋪置，難以實現(xiàn)有效改造體積最大化；三是立體壓裂合理經(jīng)濟技術(shù)對策界限尚未建立，難以實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化；四是復(fù)雜斷裂系統(tǒng)下壓裂對井筒完整性影響機制不明，難以實現(xiàn)安全平穩(wěn)施工。

針對這些問題，下一步攻關(guān)將依托示范區(qū)建設(shè)，以地質(zhì)工程一體化理念為指導(dǎo)，重點加強基礎(chǔ)理論研究，推動單井工藝技術(shù)、立體井網(wǎng)開發(fā)工藝技術(shù)迭代升級，形成基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能壓裂工藝技術(shù)，爭取“十四五”末新建產(chǎn)能100萬噸/年，平衡油價達到45美元/桶。

7油田鉆完井新技術(shù)

隨著國內(nèi)油田“甜點”儲量逐步動用，建產(chǎn)陣地逐漸轉(zhuǎn)向深層超深層、頁巖油等復(fù)雜類型。然而，這些新增儲量資源稟賦較低，探明儲量保有量逐年下降，對鉆完井工藝配套提出了更高要求。面對挑戰(zhàn)，勝利油田在鉆完井方案設(shè)計、地質(zhì)研究、油藏開發(fā)和工程技術(shù)等領(lǐng)域積極探索，形成了一系列創(chuàng)新成果，為高效建產(chǎn)提供了示范。

一是方案設(shè)計源頭優(yōu)化。聚焦“提產(chǎn)能、降投資”，搭建了產(chǎn)能建設(shè)工程方案管理平臺，推行三級一體化審查機制，壓實從方案編制、實施到跟蹤評價的全過程管理責任。

二是技術(shù)不斷迭代升級。針對傳統(tǒng)疏松砂巖篩管完井模式存在的“完井周期長、儲層傷害嚴重”問題，全面推廣鉆完井一體化技術(shù)，大幅縮短了施工時間，減少了儲層傷害；針對西部淺層稠油埋藏淺、薄互層、特超稠的特點，持續(xù)完善超淺層短半徑水平井技術(shù)；針對高滲儲層常規(guī)鉆井液對油氣層的傷害問題，研發(fā)了無固相、低活度、環(huán)�？煞蹬陪@井液體系，實現(xiàn)了對高滲強水敏油藏的有效保護。

三是一體融合協(xié)同發(fā)展。針對未動用儲量，立足油藏經(jīng)營價值最大化、資源資產(chǎn)利用最大化，油田方和工程方堅持風險共擔。這種協(xié)同模式體現(xiàn)在管理體制機制上，也貫穿于關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)中。從抱團取暖到合作共贏，勝利油田成功打造了從新區(qū)到老區(qū)、從陸上到海上、從常規(guī)到非常規(guī)等多個高效建產(chǎn)樣板。

四是成果共享共同提高。在頁巖油開發(fā)中，勝利油田近兩年累計應(yīng)用經(jīng)緯領(lǐng)航系列旋轉(zhuǎn)地質(zhì)導(dǎo)向系統(tǒng)15套、68口井，商業(yè)化應(yīng)用成效顯著；構(gòu)建方案設(shè)計、鉆完井、投產(chǎn)設(shè)計階段的交互式“三交底”模式，明確各環(huán)節(jié)監(jiān)督和質(zhì)量管控要點，確保方案嚴格執(zhí)行；共建數(shù)據(jù)共享平臺，圍繞油井業(yè)務(wù)擴展開發(fā)動態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測、問題分析等多項功能，實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時共享和高效利用。