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2021中国石油科技与信息化创新大会·企业案例 大庆油田:科技之光照亮百年征程
打印 2021-09-22 15:19 字体: [大] [中] [小]
  大庆油田的发展史,既是一部我国石油工业的艰苦创业史,更是一部自主创新、持续攻关的科技进步史。大庆精神铁人精神薪火相传,大庆人接续奋斗,建成我国最大的石油生产基地,累计生产原油超24亿吨,新时代更展现了新气象新作为。
  特别是“十三五”以来,大庆油田科技工作者坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻总书记贺信和重要讲话指示批示精神,深入落实集团公司工作部署,坚持问题导向、目标导向、结果导向,大力实施创新驱动发展战略,紧紧围绕“大规模经济有效增储、大幅度提高采收率、大幅度降低成本”目标,按照“应用一代、研发一代、储备一代”三个层次,深入推进油田核心技术发展路线图,丰富发展基础理论认识,完善应用特色配套技术,攻关形成高效实用接替技术,探索储备支撑长远发展前沿技术,充分发挥了科技创新“支撑当前、引领未来”作用。
  创新未有穷期,奋进永在路上。大庆油田牢记总书记政治嘱托,担当保障国家能源安全使命,聚力“稳、增、干”,强化科技自立自强,全力推动企业实现依靠创新驱动的内涵型增长,为高质量发展打造强大科技新引擎,为建设世界一流综合性国际能源公司再做大庆新贡献。
  自主创新 筑牢发展新根基
  资源有限,科技无限。大庆油田持续强化科技管理提升,大力推进科技自主创新,书写出科技支撑和引领油田高质量发展的新篇章。
  核心技术水平快速提升。围绕“勘探、开发、工程”三大核心技术领域,大庆油田丰富发展4项理论认识,创新形成22项核心技术,其中特高含水后期水驱高效精准挖潜技术、化学驱大幅度提高采收率技术持续处于世界领先水平,常规油精细勘探、致密油勘探开发一体化、断陷盆地油气勘探技术处于国内领先水平,陆相页岩油理论认识实现战略突破,大幅度降本工程配套技术处于国内领先水平。
  自主创新能力再上新高。大庆油田共获得上级科技成果奖励128项,其中2017年获国家科技进步二等奖和集团公司科技进步特等奖各1项、2020年获国家技术发明二等奖1项;申请专利1582件、授权专利1011件,获得中国优秀专利奖2项、集团优秀专利奖6项,集团公司认定自主创新重要产品13项;大庆油田优秀专利奖94项。
  国际标准工作实现重大突破。《潜油直线电机》项目成为中国石油钻采设备领域首个在ISO正式立项的产品标准,实现了零的突破,有力提升中国石油在国际石油钻采设备领域的话语权;首次在ISO TC67下成立了提高采收率临时工作组(AHG02),有望首次在ISO成立国内首个石油行业上游领域分技术委员会(SC)。大庆油田共培育23项国际标准化研究项目,其中8项列入集团公司、7项列入勘探与生产分公司国际标准培育计划。
  基础研究能力不断加强。大庆油田共建成“国家能源陆相砂岩老油田持续开采研发中心”和“大庆古龙陆相页岩油国家级示范区”、黑龙江省致密油和泥岩油成藏研究重点实验室等4个省级重点实验室,碳酸盐岩重点实验室等2个集团公司级重点实验室;推进平台建设提档升级,促进实验技术创新发展,支撑陆相淡水湖盆页岩油富集规律、特高含水后期渗流理论及规律、新型复合体系相态转化理论等多项基础理论的丰富发展,自主研发DS系列抗盐聚合物、界面位阻表活剂、预交联型凝胶颗粒(PPG)等多种驱油药剂,在多个领域实现了“0”到“1”的突破。
  核心技术 激活发展新动能
  创新形成致密油勘探开发一体化技术,实现规模增储效益开发新跨越。大庆油田自主研发以薄层阻抗Z反演等为核心的不同类型砂体地震刻画技术体系,2-3米砂体预测符合率达到73.6%;首创基于不同甜点类型的主力层—水平井、主薄层错叠—直平联合、多薄层叠置—斜直井三种开发模式,储量动用率由70.7%提高到86.5%;形成以水平井CO2吞吐为主的多介质能量补充技术,现场试验两轮次提高采收率两个百分点以上。“十三五”与“十二五”相比,实现储量、产量大幅增长。
  发展长垣水驱特高含水后期精准挖潜技术,充分发挥产量和效益压舱石作用。大庆油田创新形成以沉积单元级构造建模、井震结合储层三维定量预测、千万节点数值模拟技术为核心的精准油藏描述技术,自主模拟软件首次实现由百万节点向千万节点跨越,剩余油描述精度由80%提高到85%,指导断层区部署高效井和措施调整井数1353口,累计增油113.06万吨;发展形成以层系井网优化调整、无效循环识别、层段组合及水量优化、薄差层精控压裂技术为核心的特高含水后期精准开发调整及配套技术,落实新钻井潜力4697口,增加可采储量1391.6万吨,控制无效注水150万立方米。
  创新研发新一代高效低成本聚合物,有效破除差油层大幅提采增效技术瓶颈。面向油层条件变差的二类油层,大庆油田深化抗盐聚合物驱油机理,自主研发DS2500抗盐聚合物产品并工业生产,已在区块投注,预计可大幅度提高采收率,降低聚合物用量10%;聚焦储层物性更差的三类油层,自主研制DS系列低分抗盐聚合物,其中DS800抗盐聚合物实现工业化生产并应用于现场,提高采收率明显,节省聚合物用量20%,达到国际领先水平,实现“从无到有”的突破。
  攻关二类油层化学驱提质提效技术,实现“对象变差、效果不降”。大庆油田突破聚合物分子尺寸动态表征理论,创新注入参数个性化设计及全过程跟踪调整技术,在长垣油田二类A油层12个工业化区块推广应用,深化复合驱相态转化理论,自主研发出界面位阻表活剂,创建催化剂流加、梯度引发等专有合成工艺技术,利用国产原料生产出中试产品,室内驱油实验较现有三元复合体系多提高采收率效果明显,国内与国外原料生产的产品性能相当,整体价格由国外原料每吨1.8万元降低到目前国产原料每吨1万元左右。
  形成化学驱后提高采收率技术,实现剩余潜力深度挖潜。大庆油田研发出适应化学驱后油层聚表剂和弱碱三元体系配方,现场试验提高采收率达到预期,较“十二五”开展高浓度聚驱试验多提高了采收率两个百分点以上,取得显著技术经济效益;创新提出自适应堵调驱一体化前沿技术理念,研发自适应堵调驱体系配方,先导性试验节约化学剂用量18%。
  发展工程配套技术,实现提质降本增效目标。大庆油田自主研发连续油管水力喷射环空加砂工艺,单趟管柱最多压裂42段,成本仅为国外的13%,实现大液量、大砂量水平井安全、环保和高效压裂施工,全部核心技术具有自主知识产权,制定并发布了集团公司企业标准“水力喷砂分段压裂工艺技术规范”,有力支撑致密储层新井长水平段大规模压裂和老井重复改造;创新超深穿透射孔技术,装配102型射孔枪的SDP45HMX39-1型射孔弹,API混凝土靶平均穿深1805毫米;装配127型射孔枪的SDP45HMX45-1型射孔弹,AP混凝土靶平均穿深2091毫米,达到国际领先水平,在老区二、三类油层和外围低渗油藏应用69口井,平均采液强度分别提高20%、12%,为低渗透储层高效开发提供了新的技术支持。
  科技支撑 打造发展新优势
  大庆油田聚焦油田勘探开发主营业务生产需求,突出新方法、新技术、新工艺的发展完善与示范引领,加快成果转化及推广应用,为油田发展提供了坚实的技术支撑。
  2016年以来,大庆油田累计新增石油探明储量超2亿吨、天然气数百亿立方米;依靠新理论、新认识、新技术增加石油探明储量超亿吨。
  精准开发理论与技术攻关应用,有力保障了原油3000万吨以上持续稳产。特高含水后期水驱高效精准挖潜技术,确保开发水平持续提升。大庆长垣水驱在年均向三次采油转移地质储量情况下,“十三五”累计技术增油180.3万吨,年自然递减率保持在6.0%以内,含水上升值由0.37%降到0.21%。化学驱大幅度提高采收率技术,实现了千万吨以上产量规模高效开发。截至目前,大庆油田化学驱累计产油2.75亿吨,连续19年产量超千万吨,成为油田持续发展的关键技术。长垣外围低渗透油田提高采收率及难采储量效益建产技术,为水驱产量“压舱石”地位提供重要补充。大庆长垣外围油田2015年前投产井自然递减率由13.7%降到10.2%;难采储量累计获高产井116口,动用地质储量超亿吨,建成产能超200万吨,有力支撑了500万吨以上持续稳产。
  深层天然气高效开发技术攻关应用,有效推动了产量快速上产至46亿立方米以上。2020年深层天然气产量突破20亿立方米,老区动用程度提高了11.6%,累计新建产能17.61亿立方米,去年大庆油田总产气量达46.6亿立方米。
  大幅度降本增效技术攻关应用,强力支撑了油田效益发展。大庆油田机采节能技术应用上万口井,节省耗电、维护费用3.85亿元,多采油34.48万吨;低成本钻完井技术应用353口井,降投资11.17亿元;地面工艺技术应用425个产能项目,降投资35.89亿元,累计总效益达56.43亿元。
  大庆油田通过全面推广水驱控水提效配套技术,抗盐聚合物、高效弱碱无碱复合驱技术及致密油有效动用技术,支撑了大庆长垣水驱产量保持在1000万吨以上、外围油田产量达600万吨以上、三次采油产量保持在1000万吨以上。
  大庆油田技术成果已在国内多个同类油田广泛应用,对我国原油储量和产量均占70%以上的高含水油田深度挖潜、进一步提高采收率,具有重要指导作用。今年1月,大庆油田首次与中海油签订化学驱技术服务合同,为两个区块最大幅度提高采收率提供技术支持,标志着大庆油田核心主导化学驱技术“走出去”战略又向外迈出坚实一步,对打造大庆油田化学驱技术品牌意义深远。
  以技术拓市场,以技术换资源。在“一带一路”战略通道沿线国家拓展合作范围,大庆油田已为苏丹、哈萨克斯坦、俄罗斯等国家提供技术服务,对加速参与国际市场竞争具有重大战略意义。
  人才强企 增强发展新活力
  多年实践,大庆油田越来越清晰地认识到,留住人、留住心和充分激发创新动能是关键所在。
  让科技人才更“有奔头”。大庆油田科研院所全面实施“双序列”改革,建立5级技术人才序列,在行政序列“独木桥”旁铺就“康庄道”,让有才者有其位,3337人走上技术序列,构建起“塔型”人才结构,培育了“省致密油泥岩油成藏研究重点实验室团队”“省创新头雁团队”等一批优秀科研团队。
  让科技人才更“有价值”。大庆油田修订《课题制管理办法》,开展“青年课题制”实践,让80后挑重担、顶大梁,给能干事的青年搭台子,严考核、硬兑现,激发责任感、价值感。涌现出张金友等一批堪当重任的优秀科技人才,4人进入集团公司石油科学家培育序列、54人进入集团公司青年科技英才序列,企业技术专家张永平荣获全国劳动模范殊荣。
  让科技人才更“无后忧”。大庆油田强化项目顶层设计,加大基础研究支持,增加基础研究投入6.2亿元,调动基础研究人员积极性,鼓励“从0到1”突破;修订《科技奖励办法》《科技成果转化奖励办法》,扩大奖励范围、提高奖励额度,5年科技奖励达9660万元、效益提成7881万元,科技人才获得感、成就感大幅提升,沉心“十年磨一剑”。
  大庆油田持续打造特色科技攻关组织模式,以科研院所为主体、示范试验基地为引领,以采油厂为主战场、专业项目部为支撑,形成一体化产学研用高度融合、全生命周期攻关组织模式;持续开展科技创新提效新机制探索,研究探索“打擂式”“揭榜式”攻关模式,让各级专家挂帅,配套保障机制,引入“特区思维”,变“不行”为“可行”,全力为科技创新清障搭台。目前正研究成立科技成果转化应用专职工作机构,专业化组织、系统性谋划、内外并举、协同实施,强化科技成果规模转化生产力的同时,进一步拓展市场创效;持续强化基础条件平台和交流平台建设,依托国家能源陆相砂岩老油田持续开采研发中心、10个国家及行业级实验检验中心、 5个集团公司试验基地、 5个省工程技术研究中心和28个油田重点实验室,对标先进,推进基础条件平台整合升级,全力申建陆相页岩油规模效益开发国家重点实验室和国家工程研究中心。创立百年油田—提高采收率论坛,开展高层次、高水平学术交流211场次,举办高端学术会议8场次,打造专家学者的集聚地、原始创新的策源地。(记者 张云普 通讯员 魏玉阳)
  关键核心技术
  古龙页岩油重大地质理论及富集层评价预测技术
  创新形成大型陆相淡水湖盆页岩油原生源储成藏地质理论,建立了地质—工程一体化的页岩油富集层评价技术,研究成果指导了古页油平1井部署,获得日产油30.5吨、日产气1.3032万立方米、油气当量40.9吨的高产工业油气流,支撑提交了预测地质储量,并有力指导和支撑4个试验区建设和国家级示范区的申建,理论和技术水平达到国际领先,推动了我国页岩油革命进程。
  特高含水后期 水驱高效精准 挖潜技术
  面对剩余油高度分散、动态三大矛盾加剧、无效循环严重等矛盾问题,创新形成水驱高效精准挖潜技术,剩余油实现百层万井千万节点高精度模拟,井网调整由加密向细划层系与细分对象的层系井网优化转变,注水调整由经验动态分析向智能定量优化转变,推动水驱开发由精细向精准迈进。通过技术应用,长垣水驱控含水控递减成效显著,水驱自然递减控制在6.0%以内,实现了高水平开发,整体技术保持国际领先。
  复合驱大幅度 提高采收率技术
  创建了三元复合驱油理论,突破低酸值原油应用禁区,填补了国内烷基苯磺酸盐表面活性剂自主生产国内空白,建成世界最大工业生产线。攻克方案设计、跟踪调整、油井清防垢、采出液处理等核心技术,率先在国际工业领域推广,提高采收率18个百分点以上,创造了中国石油开发史上的奇迹。截至2020年年底,复合驱在大庆油田累计动用地质储量2.57亿吨,产量连续5年超过400万吨,已成为大庆油田百年油田建设重要的开发技术之一。
  三类油层压裂 驱油提高采收率技术
  以非常规思维首次提出“压驱”技术理念,通过研究实践,明确了“驱油、补能、改造”机理及地质适用条件,形成了优化设计及工艺控制的核心方法,固化定型了高效实施流程及模式,赋予了“压驱”实质内涵并快速形成生产力,现场应用169口井,累计增油34.43万吨,直接经济效益7.5亿元,整体技术达到国际领先水平。
  二类油层 聚合物驱提质 提效技术
  发展完善注入参数个性化设计及全过程跟踪调整技术,在二类油层推广应用提高采收率12个百分点以上,实现“对象变差、效果不降”。进一步发展聚合物构效关系理论,揭示分子链形态与宏观性能之间关系,自主研制DS抗盐聚合物并实现工业化生产,产品具有较好抗盐和注入能力,提高了聚合物驱开发技术及经济效益。同时,发展低黏损聚合物配注工艺技术,通过攻关黏损降低6.9个百分点,节约干粉效果明显。
  致密油效益 建产配套技术
  创新致密油人工油藏渗吸开采理论,形成四品质参数为核心的甜点评价和井震融合甜点预测、“砂体—人工缝”匹配的平台斜直井和立体水平井开发、CO2吞吐为主的多介质能补提产、体积压裂2.0及工厂化作业配套技术,首创并固化了基于不同甜点类型的“主力层—水平井、主薄层错叠—直平联合、多薄层叠置—斜直井”定制式开发模式,有效助推了松北薄层致密油规模效益开发与上产,实现了大庆油田致密油产能、产量“双破百”,成功走出一条薄层致密油开发之路。
 
大庆油田三次采油领先世界
 
  大庆油田几代科研人员历经室内研究、筛选评价、先导性矿场试验、工业性矿场试验、工业化推广应用等艰苦历程,创新发展聚合物驱提质提效技术,实现长垣油田经济高效开发;发展完善复合驱技术,实现技术效果和经济效益不断提升;攻关聚驱后提高采收率技术,取得较好试验效果;攻关三类油层提高采收率技术,实现薄差油层深入挖潜,通过“四个”领域技术的不断发展,支撑了化学驱连续19年保持千万吨以上产量规模,整体处于国际领先水平,为“双特高”阶段老油田储量、产量的良性循环和有序接替闯出了一条新路,对于提高我国原油产量、以高端技术拓展国际市场、维护国家能源战略安全具有重要意义。

图为三次采油技术开采模型。

 

 

 

 
  
2021-09-22 来源:中国石油报 责任编辑: