采油院科研人員在天灣1井現(xiàn)場跟蹤數(shù)據(jù)。裘新農(nóng) 攝
7月的天山北麓，雪水在烈日下汩汩奔涌。準噶爾盆地南緣的天山大氣田生產(chǎn)現(xiàn)場一片繁忙，天然氣正從地下7000至9000米處源源不斷噴涌而出。
南緣地區(qū)地處天山北麓山前斷褶帶，具備形成世界級前陸盆地大油氣田的地質(zhì)條件，是新疆油田公司天然氣100億立方米上產(chǎn)的核心陣地。但因其油氣藏“超深、超高壓、高溫”的特性，一度被國外專家判定為“不可開采”。
近年來，新疆油田公司采油工藝研究院（監(jiān)理公司）（以下簡稱“采油院”）圍繞“深層高效建產(chǎn)”工作主線，攻關(guān)形成國內(nèi)先進的采氣工程技術(shù)體系，為天然氣上產(chǎn)提供核心技術(shù)支撐。
摸準超高壓氣井“脈搏”
在造山運動的影響下，南緣地層被不斷向下擠壓，造成了油氣藏深度多在7000米以上、溫度在160攝氏度以上、壓力可達170兆帕的特性。
井底由油氣水組成的高溫高壓流體，在井筒中上升時，形態(tài)、壓力和溫度會迅速變化。若不能及時掌握這些變化，極易引發(fā)井筒凍堵、裝置損壞等事故。
“只有探測清楚井下每個位置的壓力、溫度數(shù)值，才能有針對性地給出工藝方案，為此，我們攻關(guān)形成了超高壓氣井井筒時空相態(tài)及溫壓預(yù)測技術(shù)，確保設(shè)備安全和正常生產(chǎn)?！辈捎驮翰蓺夤に囇芯克L王佳介紹說。
這項技術(shù)是一套集成了瞬態(tài)、段塞流、積液等多因素的動態(tài)分析系統(tǒng)，可通過探索出流體沿井筒的流態(tài)相態(tài)變化規(guī)律，實現(xiàn)井口溫壓精準預(yù)測，支撐天山大氣田生產(chǎn)參數(shù)調(diào)整，預(yù)測符合率可達95%以上。
目前，該技術(shù)已成功應(yīng)用于呼探1、天灣1等4口高產(chǎn)氣井，指導完成35次生產(chǎn)制度調(diào)控和16次開關(guān)井作業(yè)，保障了氣井在極端環(huán)境下的穩(wěn)健運行。
開出超高壓氣井“藥方”
超高壓氣井開發(fā)在國內(nèi)外鮮有成熟經(jīng)驗可借鑒，生產(chǎn)中的難題層出不窮。對此，采油院技術(shù)團隊化身“醫(yī)生”，為氣井“診病開方”。
油氣潛藏在地層中，通常沿著人工壓裂出的支撐裂縫流入井筒。但在重漿壓井作業(yè)中，重漿的主要成分重晶石易堵塞人工支撐裂縫通道，導致氣井產(chǎn)量大幅下降。
為此，采油院技術(shù)團隊第一時間投入到“病因”排查與“治療”方案的編制中。
“為避免酸性解堵劑對管柱造成電化學腐蝕，我們基于金屬離子螯合溶解原理，攻關(guān)形成了人工裂縫重漿污染堿性解除技術(shù)?！辈捎驮翰蓺夤に囇芯克彼L王波說。
團隊成員像偵探般抽絲剝繭，找準癥結(jié)、對癥下藥，創(chuàng)新建立“基質(zhì)+裂縫”解堵劑用量計算模型，形成“低排量解近端+高排量解遠端”解除工藝，提升了解堵效果。
技術(shù)應(yīng)用后，氣井迅速恢復至此前的產(chǎn)能水平，復產(chǎn)有效率達100%。
疏導超高壓氣井“壓力”
井下的問題解決了，井口又面臨新的難題。油氣混合物流至井口時，最高流動壓力可達132兆帕。如何將這些高壓流體安全輸送至常規(guī)集輸管線，成了擺在團隊面前的新技術(shù)挑戰(zhàn)。
要想實現(xiàn)采出液安全平穩(wěn)輸送，必須將壓力降到10兆帕以內(nèi)。
“流體物理學中，通道變窄時，流體流速會增加，壓強則隨之降低。根據(jù)這一原理，我們開展了大量試驗。”團隊里的副高級工程師徐小輝說。
通過一次次試驗，該團隊成功摸索出了超高壓氣井井口多級節(jié)流降壓技術(shù)，在井口設(shè)置三級油嘴進行節(jié)流，降壓效果達到預(yù)期目標。
同時，為進一步保障降壓效果，團隊在排污期于油嘴前方設(shè)置除砂器、捕屑器，剔除采出液中的固體雜質(zhì)，形成最高耐175兆帕的節(jié)流降壓流程系列。
目前，該項技術(shù)成功應(yīng)用到4口超高壓氣井，實現(xiàn)國內(nèi)最高節(jié)流壓差124兆帕下的精準調(diào)控和穩(wěn)定生產(chǎn)。
面對艱巨的天然氣上產(chǎn)任務(wù)，采油院的每一項技術(shù)突破，都彰顯著我國石油工業(yè)在極端復雜條件下的自主創(chuàng)新實力。目前，以上三項技術(shù)組成的超深超高壓氣井安全試采關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用已獲得新疆油田公司2024年度科技進步獎一等獎。
如今，采油院采氣工藝研究團隊居安思危、未雨綢繆，正在加緊攻關(guān)超深氣井分層壓裂等技術(shù)難題，為天然氣上產(chǎn)做好技術(shù)儲備。這些技術(shù)成果，不僅為新疆油田天然氣100億立方米上產(chǎn)目標筑牢了基石，更為國家能源安全注入了強勁動力。