科研人員在現(xiàn)場實時關(guān)注油品取樣。
工程技術(shù)研究院高探1井系統(tǒng)試產(chǎn)整體工程技術(shù)科研團隊。
科研人員在高探1井系統(tǒng)試產(chǎn)過程中實現(xiàn)了多項技術(shù)突破和創(chuàng)新。
????技術(shù)背景????高探1井生產(chǎn)參數(shù)預(yù)測難度大，但根據(jù)前期經(jīng)驗，高探1井油嘴與壓力、油壓與產(chǎn)量呈良好線性關(guān)系，當(dāng)油嘴繼續(xù)放大線性關(guān)系可能不適用；其次，高探1井地質(zhì)條件和完井套管結(jié)構(gòu)復(fù)雜，高密度泥漿工況下的固井施工難度大，井筒完整性難以保障，系統(tǒng)試產(chǎn)期間井筒安全風(fēng)險高；此外，根據(jù)測井曲線及井壁巖石堅固程度公式計算，產(chǎn)能模型預(yù)計，高探1井還面臨著地層出砂風(fēng)險高、產(chǎn)出液溫度高等問題。
????技術(shù)研發(fā)
????一是首次在試產(chǎn)前建立了兩套產(chǎn)能預(yù)測模型，制定了三套工作制度，對試產(chǎn)過程每個制度進(jìn)行生產(chǎn)參數(shù)預(yù)測；二是形成了南緣高泉地區(qū)出砂預(yù)測及監(jiān)測、井完整性評價方法，輔以連續(xù)油管清管作業(yè)；三是在國內(nèi)首創(chuàng)高溫（113攝氏度）、高產(chǎn)（1600方）井系統(tǒng)試產(chǎn)地面流程；四是首創(chuàng)采油樹兩翼生產(chǎn)、三條流程并聯(lián)運行模式。
????技術(shù)應(yīng)用
????科研人員在高探1井系統(tǒng)試產(chǎn)過程中實現(xiàn)了多項技術(shù)突破和創(chuàng)新，形成了系列工程技術(shù)，成功解決了高探1井前期試油地面流程及設(shè)備無法滿足高產(chǎn)、高溫要求的難題。
????準(zhǔn)噶爾盆地南緣擁有極其豐富的高質(zhì)油氣資源，在沿天山北麓發(fā)育、長度近兩千公里的帶狀區(qū)域中，就有大大小小四十個可以儲存油氣資源的構(gòu)造。然而，受限于南緣復(fù)雜的地質(zhì)條件和彼時還不成熟的勘探開發(fā)技術(shù)，近幾十年來勘探開發(fā)成果寥寥的南緣只能成為幾代石油人難以企及的夢想。
????但困難終究不能阻礙前進(jìn)的腳步。2019年，新疆油田公司決定克服重重困難，再次挑戰(zhàn)準(zhǔn)噶爾盆地南緣。這一次，伴隨著風(fēng)險探井高探1井獲高產(chǎn)油氣流，準(zhǔn)噶爾盆地南緣的勘探開發(fā)獲得了巨大突破。當(dāng)然，逐夢之路并非一片坦途，開發(fā)人員僅在高探1井試產(chǎn)環(huán)節(jié)就遇到了許多前所未有的困難。為此，工程技術(shù)研究院科研團隊付出了艱苦卓絕的努力，用多項科技創(chuàng)新成果攻克了一個個現(xiàn)場難關(guān)，力促“南緣夢”成為現(xiàn)實。
????油井呈現(xiàn)“三高”
????試產(chǎn)遭遇困難
????2019年1月6日，一條喜訊傳遍了克拉瑪依——風(fēng)險探井高探1井獲高產(chǎn)油氣流，日產(chǎn)原油1213立方米、日產(chǎn)天然氣32.17萬立方米，創(chuàng)中國陸上碎屑巖直井最高紀(jì)錄，這對全面加快整個南緣地區(qū)規(guī)模勘探開發(fā)意義重大。但沒過多久，打算通過系統(tǒng)試產(chǎn)進(jìn)一步落實油藏類型、邊界、最大生產(chǎn)能力，錄取不同生產(chǎn)制度下的溫度、產(chǎn)量、壓力等關(guān)鍵參數(shù)，探索南緣油井生產(chǎn)規(guī)律，為油藏開發(fā)提供依據(jù)的工程技術(shù)研究院科研人員發(fā)現(xiàn)，呈現(xiàn)出高溫、高壓、高產(chǎn)特點的高探1井存在諸多試產(chǎn)困難。
????首先，高探1井生產(chǎn)參數(shù)預(yù)測難度大。準(zhǔn)確預(yù)測生產(chǎn)參數(shù)是系統(tǒng)試產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，根據(jù)預(yù)測的產(chǎn)量和溫度等數(shù)據(jù)可以合理配備地面流程，否則會造成地面處理能力不足，地面設(shè)備超溫運行，從而為現(xiàn)場作業(yè)帶來極大的風(fēng)險。但根據(jù)前期經(jīng)驗，高探1井油嘴與壓力、油壓與產(chǎn)量呈良好線性關(guān)系，當(dāng)油嘴繼續(xù)放大線性關(guān)系可能不適用。
????其次，高探1井地質(zhì)條件和完井套管結(jié)構(gòu)復(fù)雜，高密度泥漿工況下的固井施工難度大，井筒完整性難以保障，系統(tǒng)試產(chǎn)期間井筒安全風(fēng)險高。
????此外，根據(jù)測井曲線及井壁巖石堅固程度公式計算，產(chǎn)能模型預(yù)計，高探1井還面臨著地層出砂風(fēng)險高、產(chǎn)出液溫度高等問題。
????堅持問題導(dǎo)向
????攻克試產(chǎn)難關(guān)
????面臨一系列橫亙在試產(chǎn)前的客觀難題，工程技術(shù)研究院的科研人員們選擇迎難而上，在緊迫的施工進(jìn)度中加班加點，堅持以問題導(dǎo)向攻堅克難，獲得了多項技術(shù)創(chuàng)新與突破——
????一是為解決高探1井生產(chǎn)參數(shù)預(yù)測難度大的問題，首次在試產(chǎn)前建立了兩套產(chǎn)能預(yù)測模型，制定了三套工作制度，對試產(chǎn)過程每個制度進(jìn)行生產(chǎn)參數(shù)預(yù)測，并首次采用了等效油嘴方式來設(shè)計多油嘴并行試產(chǎn)制度。
????二是為了降低系統(tǒng)試產(chǎn)風(fēng)險，形成了南緣高泉地區(qū)出砂預(yù)測及監(jiān)測、井完整性評價方法，輔以連續(xù)油管清管作業(yè)，為系統(tǒng)試產(chǎn)提供安全保障。期間，科研人員利用有限元軟件Abaqus建立三維模型，預(yù)測出砂壓差，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)試產(chǎn)存在出砂風(fēng)險后，在整個試采過程中采用聲波出砂監(jiān)測儀對地面流程進(jìn)行24小時不間斷實時監(jiān)測，從而得到油藏極限出砂壓差，并成功監(jiān)測到出砂信號。其中，出砂壓差預(yù)測值與實際值非常接近，誤差率小于5%。
在緊迫的施工進(jìn)度中，科研人員常駐生產(chǎn)一線。
現(xiàn)場指揮車是高探1井系統(tǒng)試產(chǎn)整體工程技術(shù)科研團隊的陣地之一。
圖片由本報通訊員 裘新農(nóng) 攝 對試產(chǎn)過程每個制度進(jìn)行生產(chǎn)參數(shù)預(yù)測。
????三是在國內(nèi)首創(chuàng)高溫（113攝氏度）、高產(chǎn)（1600方）井系統(tǒng)試產(chǎn)地面流程，創(chuàng)新使用井口噴淋降溫流程+冷卻器降溫流程雙流程降溫，降低了原油拉運風(fēng)險，保障了地面流程安全運行。自主研發(fā)出高壓換熱器，采用串聯(lián)立式設(shè)計、管程采用耐高壓材質(zhì)（20兆帕），在油嘴管匯后端、高壓分離器前端增加換熱器，利用清水作為冷源，在冷源和管程降壓節(jié)流雙重作用下，采出液溫度從超過110攝氏度降至60攝氏度以下，降溫效果顯著，提高了油氣分離率，確保了系統(tǒng)試產(chǎn)和原油運輸?shù)陌踩?
????四是首創(chuàng)采油樹兩翼生產(chǎn)、三條流程并聯(lián)運行模式，最大限度釋放地層潛能。
????其中，多項創(chuàng)新技術(shù)達(dá)到了國內(nèi)先進(jìn)及領(lǐng)先水平，填補了新疆油田及國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)空白。
????而在多項科技成果的聯(lián)合應(yīng)用下，7月31日至8月2日，在工程技術(shù)處精心組織下，工程技術(shù)研究院、勘探事業(yè)部、采油一廠、應(yīng)急搶險救援中心、勘探開發(fā)研究院、實驗檢測研究院、西部鉆探試油公司等多家單位共同參與，高探1井系統(tǒng)試產(chǎn)成功實施，錄取了高探1井不同生產(chǎn)制度下的產(chǎn)量、壓力、溫度等各項參數(shù)，得到油藏極限產(chǎn)能，現(xiàn)場施工安全平穩(wěn)，地面降溫效果顯著。
????探索可視化應(yīng)用
????提升油藏評價效果
????除了攻克試產(chǎn)難題外，為了更好地展現(xiàn)評價效果，科研人員還在數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用方面做了很多探索。
????科研人員表示，油井試油過程中會產(chǎn)生大量的監(jiān)測、施工及生產(chǎn)數(shù)據(jù)。以高探1井為例，自其今年1月開展系統(tǒng)試油以來，通過不同渠道及方式產(chǎn)生了大量數(shù)據(jù)，如SCADA數(shù)采設(shè)備實時數(shù)據(jù)、人工小時及日報數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)類型眾多，包括時間、溫度、壓力、產(chǎn)量、含水等。面對這些數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的Excel等簡易工具，存在處理數(shù)據(jù)量不夠，數(shù)據(jù)統(tǒng)一規(guī)范性差等問題。借助逐漸成熟的開源可視化工具，結(jié)合數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)平臺，則可充分利用計算機圖形學(xué)、圖像加工技術(shù)、數(shù)據(jù)可視化工具等技術(shù)手段，將數(shù)據(jù)進(jìn)行快速篩選、處理、分析，最終以表格、圖形的方式，把系統(tǒng)試油數(shù)據(jù)通過WEB方式實時統(tǒng)計分析結(jié)果形象地展現(xiàn)在用戶面前，該方法更具快捷性、可讀性、時效性。
????此外，科研人員在高探1井系統(tǒng)試產(chǎn)過程中實現(xiàn)了多項技術(shù)突破和創(chuàng)新，形成了系列工程技術(shù)，成功解決了高探1井前期試油地面流程及設(shè)備無法滿足高產(chǎn)、高溫要求的難題，完善了試油安全保障措施，建立了 “三高井”系統(tǒng)試產(chǎn)方案設(shè)計與施工組織模式，優(yōu)化了試油生產(chǎn)過程中繁雜數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)方式，為高南緣地區(qū)后續(xù)探井及開發(fā)實驗井試產(chǎn)積累了寶貴經(jīng)驗、提供了技術(shù)支撐，為圓幾代石油人的“南緣夢”做出了重要貢獻(xiàn)。
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