瑪湖勘探開(kāi)發(fā)項(xiàng)目部CCUS重大試驗(yàn)項(xiàng)目經(jīng)理部成員對(duì)瑪湖1現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)情況展開(kāi)討論。
瑪湖勘探開(kāi)發(fā)項(xiàng)目部CCUS重大試驗(yàn)項(xiàng)目經(jīng)理部成員正在討論工作。
技術(shù)人員正在瑪湖1生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)巡檢設(shè)備。
瑪湖勘探開(kāi)發(fā)項(xiàng)目部瑪湖CCUS青年突擊隊(duì)合影。圖片均由瑪湖勘探開(kāi)發(fā)項(xiàng)目部CCUS重大試驗(yàn)項(xiàng)目經(jīng)理部提供
在準(zhǔn)噶爾盆地西北緣的瑪湖油區(qū)，一支平均年齡僅32歲、黨員占比高達(dá)83%的年輕團(tuán)隊(duì)——新疆油田公司瑪湖勘探開(kāi)發(fā)項(xiàng)目部CCUS重大試驗(yàn)項(xiàng)目經(jīng)理部（含CCUS青年突擊隊(duì)），正以“敢啃硬骨頭 勇闖新禁區(qū)”的勁頭，攻關(guān)強(qiáng)敏感致密礫巖油藏CO2混相驅(qū)開(kāi)發(fā)這一世界級(jí)難題。從團(tuán)隊(duì)組建到技術(shù)突破，從難題攻堅(jiān)到成果落地，他們用青春熱血書(shū)寫(xiě)著能源綠色開(kāi)發(fā)的瑪湖答卷。
以青春之力，筑就CCUS攻堅(jiān)堡壘
隨著國(guó)家“雙碳”目標(biāo)推進(jìn)，新疆油田將CCUS-EOR作為綠色低碳轉(zhuǎn)型、高質(zhì)量發(fā)展的核心方向，瑪湖1井區(qū)上烏爾禾組近2億噸強(qiáng)敏感致密礫巖油藏是關(guān)鍵陣地。2024年，瑪湖勘探開(kāi)發(fā)項(xiàng)目部組建CCUS重大試驗(yàn)項(xiàng)目經(jīng)理部，并于同年6月成立6人的CCUS青年突擊隊(duì)（35歲以下占87%），旨在打造新疆油田首支CCUS全專(zhuān)業(yè)管理團(tuán)隊(duì)。
組建初期，團(tuán)隊(duì)面臨“全專(zhuān)業(yè)空白”困境，核心技術(shù)無(wú)成熟經(jīng)驗(yàn)借鑒。半年內(nèi)，團(tuán)隊(duì)梳理出地質(zhì)油藏、動(dòng)態(tài)分析、注采工藝等五方面15項(xiàng)核心課題，聯(lián)合多單位構(gòu)建“地質(zhì)—工程—管理”一體化協(xié)作機(jī)制，奠定攻關(guān)基礎(chǔ)。
推進(jìn)中，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新構(gòu)建重大試驗(yàn)項(xiàng)目管理模式，通過(guò)“領(lǐng)導(dǎo)、管理、運(yùn)維小組”三級(jí)管理體系實(shí)現(xiàn)“方案制定—現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施—反饋迭代”閉環(huán)管理。實(shí)施環(huán)節(jié)，團(tuán)隊(duì)建立“每日分析、周會(huì)討論、派發(fā)工單、實(shí)時(shí)反饋”高效運(yùn)行機(jī)制，通過(guò)管理體系與運(yùn)行機(jī)制“雙引擎”驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目高效運(yùn)行。
截至目前，團(tuán)隊(duì)成果顯著：技術(shù)上完成新疆油田CCUS四項(xiàng)首次試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)致密礫巖CO2連續(xù)穩(wěn)定驅(qū)替，初步證實(shí)CO2驅(qū)開(kāi)發(fā)可行性，逐步構(gòu)建地質(zhì)油藏、動(dòng)態(tài)分析、注采工藝、現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維、體系建設(shè)全流程技術(shù)體系；團(tuán)隊(duì)建設(shè)上獲新疆油田公司機(jī)關(guān)2024年度“優(yōu)秀青年突擊隊(duì)”，1人獲中國(guó)石油集團(tuán)“青年突擊手”，1人獲新疆油田公司技術(shù)座談會(huì)一等獎(jiǎng)，培養(yǎng)三級(jí)副管理干部2名、三級(jí)工程師（Ⅰ類(lèi)）1名、在職博士1名；科技成果上獲廳局級(jí)科技成果一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，廠處級(jí)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，并申報(bào)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利2項(xiàng)，發(fā)表核心期刊論文5篇。
強(qiáng)水敏致密礫巖油藏的“四大挑戰(zhàn)”
相較于國(guó)內(nèi)其他油田CCUS項(xiàng)目多針對(duì)砂巖油藏，瑪湖1井區(qū)上烏爾禾組為典型強(qiáng)敏感致密礫巖油藏，獨(dú)特的巖性條件與儲(chǔ)層特性，讓團(tuán)隊(duì)面臨“無(wú)經(jīng)驗(yàn)可借鑒、無(wú)理論可照搬”的困境，具體可概括為四大難題：一是儲(chǔ)層致密、原油賦存孔喉小，瑪湖1平均滲透率<1mD，原油主要賦存在亞微米、納米孔中，氣驅(qū)需要更大壓差，穩(wěn)定驅(qū)替關(guān)系構(gòu)建困難；二是儲(chǔ)層非均質(zhì)性極強(qiáng)，導(dǎo)致CO2平剖面波及不均，儲(chǔ)層動(dòng)用程度低且易氣竄；三是儲(chǔ)層強(qiáng)敏感，無(wú)法開(kāi)展常規(guī)水氣交替，注入端調(diào)剖技術(shù)尚未配套；四是采出端原油含水率低，井底熱容貢獻(xiàn)小，井筒結(jié)蠟頻繁，極大影響連續(xù)生產(chǎn)。
致密礫巖儲(chǔ)層的孔隙如“迷宮”，大小差異達(dá)100倍以上，且存在大量礫緣微裂縫和部分高滲條帶。注入CO2后，易沿高滲透帶（“寬?cǎi)R路”）快速竄流，繞開(kāi)低滲透區(qū)（“窄胡同”），導(dǎo)致儲(chǔ)層縱向原油動(dòng)用程度低，同時(shí)部分采油井出氣量驟增。而且物性較差區(qū)域井受CO2偏流逸散影響，受到CO2驅(qū)替作用弱，壓力、產(chǎn)量快速遞減，見(jiàn)效難度極大。
與傳統(tǒng)油藏不同，瑪湖1上烏爾禾組油藏儲(chǔ)層遇水即膨脹，CO2驅(qū)開(kāi)發(fā)常用的“水氣交替”調(diào)剖技術(shù)完全無(wú)法適用——注入水會(huì)引發(fā)粘土膨脹運(yùn)移，堵塞孔隙通道，導(dǎo)致儲(chǔ)層滲透率大幅下降。這一特性也限制了油藏開(kāi)發(fā)方式的選擇，非常規(guī)油藏開(kāi)發(fā)利器“水平井體積壓裂”適應(yīng)性差，壓后壓力、產(chǎn)量遞減快，難以實(shí)現(xiàn)效益開(kāi)發(fā)。
受無(wú)法開(kāi)展常規(guī)水氣交替和CO2驅(qū)特性影響，瑪湖1采油井產(chǎn)出液含水率低、熱容小，再加上液體在往井筒上部運(yùn)移中CO2減壓膨脹大幅吸熱，導(dǎo)致井筒中原油蠟、瀝青等重質(zhì)組分極易析出，附著在管壁后堵塞井筒，極大影響正常生產(chǎn)。同時(shí)，井筒產(chǎn)出液到達(dá)井口后壓力很高，為保障地面管線安全，需要通過(guò)油嘴節(jié)流來(lái)控制壓力，但CO2在節(jié)流過(guò)程中會(huì)膨脹大量吸熱，導(dǎo)致管線溫度驟降至-50℃以下，引發(fā)油嘴、閥門(mén)、管線凍堵，輕則影響生產(chǎn)效率，重則引發(fā)安全事故。初期因缺乏針對(duì)性防凍堵措施，幾乎無(wú)法正常生產(chǎn)，給現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維帶來(lái)了極大挑戰(zhàn)。
靶向施策，逐個(gè)破解“卡脖子”難題
針對(duì)強(qiáng)水敏致密礫巖油藏CO2驅(qū)開(kāi)發(fā)四大難題，團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持“地質(zhì)工程一體化”理念，聯(lián)合科研院所持續(xù)開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)，從注采調(diào)控、工藝創(chuàng)新到設(shè)備研發(fā)，形成一系列針對(duì)性解決方案，且部分措施已落地見(jiàn)效。
為解決儲(chǔ)層非均質(zhì)性導(dǎo)致的CO2波及難題，團(tuán)隊(duì)通過(guò)“精細(xì)刻畫(huà)”與“動(dòng)態(tài)調(diào)控”雙管齊下。
在儲(chǔ)層描述方面，首次開(kāi)展三級(jí)構(gòu)型單元多尺度非均質(zhì)性分析，地質(zhì)研究人員在巖心庫(kù)駐場(chǎng)近2個(gè)月，通過(guò)巖心精細(xì)描述實(shí)現(xiàn)砂體構(gòu)型反演，進(jìn)而構(gòu)建出三維高精度地質(zhì)模型，相當(dāng)于給地下油藏畫(huà)了“三維導(dǎo)航圖”，清晰掌握CO2流動(dòng)路徑。
在動(dòng)態(tài)調(diào)控方面，團(tuán)隊(duì)通過(guò)壓裂形成“人造縫網(wǎng)”，縮短注采距離、提高壓力梯度，促使物性較差區(qū)域油井見(jiàn)效，降低平面非均質(zhì)性影響。針對(duì)注入端縱向矛盾，團(tuán)隊(duì)已聯(lián)合采油工藝研究院（監(jiān)理公司）研發(fā)分層注氣工具，通過(guò)機(jī)械分注的方式提高CO2波及范圍，計(jì)劃10月進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。
針對(duì)強(qiáng)水敏無(wú)法開(kāi)展水氣交替調(diào)剖的難題，團(tuán)隊(duì)聯(lián)合相關(guān)研究單位，積極開(kāi)展適應(yīng)性化學(xué)調(diào)剖劑和CO2增稠劑攻關(guān)研發(fā)。目前已研發(fā)了一套“抑水化”的CO2有機(jī)乳液泡沫化學(xué)調(diào)剖劑體系，各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)標(biāo)，該體系可減少CO2與儲(chǔ)層的不良反應(yīng)，避免儲(chǔ)層膨脹堵塞，同時(shí)提升CO2在低滲透區(qū)的波及效率，預(yù)計(jì)將為強(qiáng)水敏油藏CO2高效驅(qū)替提供新路徑。
團(tuán)隊(duì)按照“多源防控、清防結(jié)合”思路，攻關(guān)形成“高頻次機(jī)械清蠟+熱洗+擠溶蠟劑+連管解堵”組合拳工藝，針對(duì)不同蠟堵程度差異化開(kāi)展應(yīng)用，保障油井連續(xù)生產(chǎn)。為實(shí)現(xiàn)“標(biāo)本兼治”，降低現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維工作量，團(tuán)隊(duì)同步推進(jìn)兩項(xiàng)創(chuàng)新試驗(yàn)：一是開(kāi)展“井筒電加熱試驗(yàn)”，從源頭提升井筒溫度，抑制蠟質(zhì)沉積，試驗(yàn)井電纜通電后各項(xiàng)指標(biāo)運(yùn)行正常，已平穩(wěn)運(yùn)行2個(gè)多月，基本證實(shí)了工藝可行性，目前正開(kāi)展工藝優(yōu)化，論證新能源供電方案；二是研發(fā)“防蠟油管”，通過(guò)特殊涂層減少蠟質(zhì)附著，目前已完成油管涂層，即將進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。
為應(yīng)對(duì)井口CO2節(jié)流凍堵，團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)“二級(jí)節(jié)流電加熱撬”裝置，通過(guò)分級(jí)節(jié)流、同步加熱，有效控制管線溫度，避免凍堵發(fā)生。目前12臺(tái)裝置已在采油井全部應(yīng)用，運(yùn)行穩(wěn)定，基本解決了凍堵問(wèn)題。另外，團(tuán)隊(duì)還針對(duì)裝置移動(dòng)不便、數(shù)控機(jī)制復(fù)雜、制造成本高等問(wèn)題，開(kāi)展“簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)”，預(yù)計(jì)優(yōu)化后設(shè)備占地面積減少30%、成本將降低60%以上，更能適應(yīng)戈壁現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)需求，可在擴(kuò)大試驗(yàn)區(qū)規(guī)模推廣。
致密礫巖煥生機(jī)，賦能能源戰(zhàn)略
經(jīng)過(guò)一年半攻關(guān)，瑪湖1 CCUS試驗(yàn)區(qū)取得顯著成效：截至目前，試驗(yàn)區(qū)井組日產(chǎn)油已達(dá)到55噸/天且保持穩(wěn)定，大多數(shù)井實(shí)現(xiàn)了連續(xù)穩(wěn)定驅(qū)替；累注碳17.9萬(wàn)噸，相當(dāng)于植樹(shù)42萬(wàn)棵，實(shí)現(xiàn)“增油”與“減碳”雙重效益。技術(shù)層面，團(tuán)隊(duì)已初步形成致密礫巖CO2驅(qū)高滲條帶刻畫(huà)、動(dòng)態(tài)分析、壓裂引效、封竄調(diào)剖等全流程技術(shù)體系，完成10余項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)試驗(yàn)，部分技術(shù)填補(bǔ)了新疆油田空白，為后續(xù)規(guī)模推廣奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
從油藏開(kāi)發(fā)角度看，該項(xiàng)目首次實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)水敏致密礫巖油藏有效動(dòng)用”，為瑪湖1井區(qū)近2億噸儲(chǔ)量開(kāi)發(fā)提供可行技術(shù)途徑，打破了“強(qiáng)水敏致密礫巖難動(dòng)用”的認(rèn)知，對(duì)國(guó)內(nèi)同類(lèi)油藏開(kāi)發(fā)具有重要借鑒意義。
從新疆油田公司發(fā)展角度看，該項(xiàng)目是新疆油田建設(shè)CCUS產(chǎn)業(yè)鏈的核心試驗(yàn)，團(tuán)隊(duì)打造的“CCUS技術(shù)策源地和人才基地”，已培養(yǎng)一批全專(zhuān)業(yè)技術(shù)骨干，為公司“2112”四大工程提供了技術(shù)與人才支撐，助力新疆油田向“5000萬(wàn)噸現(xiàn)代化綜合性能源公司”邁進(jìn)。
從國(guó)家能源戰(zhàn)略角度看，該項(xiàng)目踐行“雙碳”目標(biāo)與“能源安全”戰(zhàn)略，通過(guò)CCUS技術(shù)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)油田綠色轉(zhuǎn)型，既提升原油采收率，又減少碳排放，為我國(guó)西北能源基地低碳發(fā)展提供“瑪湖方案”，對(duì)保障國(guó)家能源安全、推動(dòng)區(qū)域綠色發(fā)展具有重要戰(zhàn)略意義。
站在新起點(diǎn)，瑪湖勘探開(kāi)發(fā)項(xiàng)目部CCUS團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)以“一馬當(dāng)先 決勝瑪湖”的斗志，以“技術(shù)挺在前面”的理念，持續(xù)深化技術(shù)攻關(guān)，向著“試驗(yàn)區(qū)日產(chǎn)油百?lài)崱?億噸儲(chǔ)量效益開(kāi)發(fā)”的目標(biāo)奮進(jìn)。在廣袤的戈壁上，這支年輕的“碳”路者隊(duì)伍，正用創(chuàng)新與堅(jiān)守，讓世界最大強(qiáng)敏感致密礫巖油藏?zé)òl(fā)綠色生機(jī)，為我國(guó)能源事業(yè)書(shū)寫(xiě)更多“瑪湖奇跡”。