○ 文／本刊記者 趙 玥／南喜陽

長慶的技術內功

○ 文／本刊記者 趙 玥／南喜陽

地質情況的復雜并沒有阻擋長慶油田創(chuàng)新前進的步伐。 供圖/張萬德

實現(xiàn)5000萬噸穩(wěn)產(chǎn)，長慶油田靠的是技術內功。

千里大漠，黃土峁梁。西部大地，從未平靜。3000年前，西周《易經(jīng)》形容此處“澤中有火”。這“火”，即是石油。

澤中有火，卻不得見。橫跨陜、甘、寧、內蒙古、晉五省(區(qū))的長慶油田落地于此，試圖讓深埋的熊熊之“火”重見天日。如今，經(jīng)過長慶油田在這片荒原大漠和黃土高原邊緣地區(qū)的攻城略地，歷經(jīng)艱辛、飽經(jīng)風霜的5萬多口油氣井，承擔著我國每年近1/8的產(chǎn)油量和1/4的天然氣產(chǎn)量。

從上產(chǎn)到穩(wěn)產(chǎn)，近10年間，5000萬噸猶如烙印深深鐫刻在長慶油田。這烙印是榮耀，亦是壓力。

2016年，全球經(jīng)濟持續(xù)低迷、國際油價依舊低位運行，上游領域的日子仍舊難過。然而，長慶油田卻實現(xiàn)了油氣造當量5300.57萬噸的成績。逆勢穩(wěn)產(chǎn)為“十三五”打造良好開局，為保障國家能源安全、企業(yè)穩(wěn)健發(fā)展以及當?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展做出了突出貢獻。

事實上，自穩(wěn)產(chǎn)以來，長慶人從來不敢松懈半分。過去的成績已經(jīng)刻在長慶的輝煌歷史中，未來的5000萬噸將從哪里來？長慶人不斷地尋求著答案。

長慶人深知，外部環(huán)境兇險、瞬息萬變，唯有提升技術手段、練好內功才有出路。為此，長慶油田在2016年啟動了5000萬噸持續(xù)高效穩(wěn)產(chǎn)關鍵技術研究與應用專項攻關工作，開展了低滲透油藏二氧化碳驅油與埋存關鍵技術的研究與應用，形成了具有國際領先水平的低滲透、低壓力、低豐度“三低”油氣藏勘探開發(fā)理論和配套技術體系。

自主研發(fā)“電飯鍋”煮飯

“去年，我們完成了國內最長的水平井鉆井工程，將近2740米?！遍L慶油田油氣工藝技術研究院副總工程師張礦生興奮地比劃著，試圖讓記者在腦海里清晰地勾勒出這近3公里的距離。

這樣的情緒不能不感染人，尤其是在對長慶油田稍作了解之后—近3000米的水平井，意味著對“磨刀石”的又一次有力征服，也意味著實現(xiàn)5000萬噸穩(wěn)產(chǎn)的技術突破。

在長慶油田的巖心庫里，各種巖心樣本被一米一格地做好標記，有序地陳列在七八米高的貨架上。在外行人眼里，它們平平無奇；而在長慶人看來，一塊塊石頭承載著他們的最大希冀：每年5000萬噸的油和氣，就是從這樣的石頭中擠出來的。

縱觀馬嶺、安塞、靖安、西峰、蘇里格和超低滲等油氣田的石頭，可以清晰地看出從致密到極端致密的紋理走向。也正是這樣的紋理，把長慶從“絕路”推向了一個個更加廣闊的發(fā)展高度。

長慶油田是有名的特低滲透儲層，原油豐度極低。“肉眼只能看到一點點油跡，很多時候能有點暗色就算不錯了?！睆埖V生說。

當初，長慶人將這樣的巖心送到遠在大洋彼岸的美國權威實驗室進行檢驗，負責檢測的美國人連連搖頭：這樣的儲層根本出不了油！

外國專家說不行，長慶人卻偏偏說行。長慶人不僅從這些“不可能”的儲層里擠出了5000萬噸，而且保持穩(wěn)產(chǎn)至今。

“原油豐度高的區(qū)塊基本沒有了，現(xiàn)在儲量里約9成都是難動用區(qū)塊?！遍L慶油田科技處副處長方國慶說。

根據(jù)今年初發(fā)布的《石油發(fā)展“十三五”規(guī)劃》、《天然氣發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，到2020年，國內石油產(chǎn)量要達到2億噸以上，天然氣綜合保供能力則要達到3600億立方米以上。

這對于承擔著我國每年近1/8產(chǎn)油量、1/4天然氣產(chǎn)量的長慶油田來說，壓力之大可想而知。當前，擺在長慶人面前的現(xiàn)實是：開采難度越來越大，開發(fā)手段必須不停地提高。

一直關注最前沿技術的他們把目光投向了水平井。由于過去基本以打直井為主，打水平井的工具不匹配，技術也跟不上，導致一個鉆井隊五六十人即使是披星戴月的工作，鉆一口井也要三四個月時間。

“儲層就像千層餅一樣，好的油層只有那一層。想要采油必須精確，但在地下鉆井，達到100%精確并不容易。有時突突突地鉆了半天，把帶上來的碎石取出來檢測，發(fā)現(xiàn)偏了，這一天就白干了?！睆埖V生形象地比喻道。

效率低、速度慢，長慶人急得夜里睡不著覺。和國外成熟的水平井鉆井技術相比，張礦生形容，“就像他們已經(jīng)用電飯鍋煮飯，我們還在用柴火燒飯?！?/p>

當時，水平井技術被斯倫貝謝等國際知名公司壟斷。他們不僅擁有自主研發(fā)的專業(yè)設備，而且擁有雄厚的研發(fā)隊伍。為保持這一壟斷優(yōu)勢，這些公司對儀器設備實行嚴密“封鎖”。

“一開始我們嘗試300米的水平井，只有一半的成功幾率?！睆埖V生說。鉆井每前進一米，對工具就是一次考驗，也是對技術的一次挑戰(zhàn)。這就像賽車，想在風馳電掣中安全抵達終點，不僅車的引擎要強、配置要精良，賽車手的技術也要通過多次訓練，幾個方面缺一不可。

為此，長慶人對不同區(qū)域的巖石可鉆性、鉆頭破碎規(guī)律進行分析，并結合巖心、測井等資料，減小鉆頭震動，提高鉆頭抗沖擊能力及耐磨性。有時在鉆井過程中會遇到長段泥巖坍塌，又研發(fā)了強抑制無土相新型鉆井液體系，才實現(xiàn)安全穿越泥巖段300米以上。

隨著自主研發(fā)工具的不斷成功，長慶人的水平井鉆井技術突飛猛進。張礦生告訴記者：“去年，長慶油田成功的打出近3000米的水平井，并且都在油層里，沒有發(fā)生偏離。最重要的是，鉆井周期只用了30多天。”

過去，長慶油田達到穩(wěn)產(chǎn)目標，靠的是“多井低產(chǎn)”，水平井的技術攻關改變了油氣藏低豐度造成的低產(chǎn)現(xiàn)實，讓長慶的穩(wěn)產(chǎn)成功實現(xiàn)“單井高產(chǎn)”的轉變。

方國慶向記者透露，目前，長慶油田約有2000余口水平井，相比直井，產(chǎn)量提高四到五倍。單井日產(chǎn)油從2噸上升6～8噸，氣田單井產(chǎn)氣量較直井增加3～5倍。

長慶油田邁進了“少井高產(chǎn)”的新時代。

體積壓裂鑄造“地下高鐵”

張礦生所說的那口近3000米的水平井，產(chǎn)量已經(jīng)達到100多噸。在長慶油田這種先天地質條件不足的情況下，這口井的產(chǎn)量甚至已經(jīng)趕上地質條件優(yōu)越的中東國家的油井產(chǎn)量。

去年，長慶油田以“提單產(chǎn)、提累產(chǎn)、降遞減”為總體目標，不僅在水平井鉆井自主研發(fā)工具上實現(xiàn)突破，內陸油田最長水平段水平井可溶橋塞體積壓裂技術也在隴東油田試驗成功，創(chuàng)造了國內陸上油田水平段最長、壓裂段數(shù)最多、入地液量最大的新紀錄。

截至今日，壓裂紀錄仍在被長慶人不斷地刷新著。今天，體積壓裂已然成為長慶油田的核心技術。

在方國慶眼里，長慶油田吃的是“壓裂飯”。

由于“三低”(低壓、低滲、低豐度)等先天缺陷，長慶油田一直面臨著“井井有油，井井不流”的困境。

電視片中黑色石油噴射而出、汩汩而流的情景，在長慶油田是想都不敢想的天方夜譚。

“油藏的壓力系數(shù)大于1，油井才會有自然產(chǎn)能。而在長慶油田，這個系數(shù)一般都在0.6～0.8之間?！狈絿鴳c介紹道。同時，由于凈產(chǎn)量的遞減速度極快，大多數(shù)情況下，一口油井三個月后的產(chǎn)量便會呈幾何級數(shù)的下降，這意味著油井的經(jīng)濟效益降低或者根本沒有經(jīng)濟效益。

國際上，把滲透率小于50毫達西的油田稱為低滲透油田，而長慶油田70%的儲層滲透率小于1毫達西。

“業(yè)界普遍認為1毫達西已是開發(fā)極限。”張礦生笑笑說，“不過，我們現(xiàn)在正在攻克的是0.3毫達西。”

這讓人有些想象不到，面對如此“惡劣”的地質條件，長慶人把自己逼到什么境地。

磕下滲透率為0.3毫達西的油藏，靠的一項重要技術就是體積壓裂。方國慶認為，從點狀的壓裂過渡到線性壓裂直至現(xiàn)在的體積壓裂，是思維到技術的很關鍵的一步，這決定著長慶油田5000萬噸的前景。

精細管理是長慶油田連續(xù)實現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)5000萬噸的重要因素之一。

如果把中東地區(qū)的油藏儲層比作“高級公路”，那么長慶油田的油藏儲層就是“羊腸小道”。而壓裂技術就相當于在地層里修了一條高速公路，在最短時間內讓油聚集，從而提高產(chǎn)量。

理論就在這兒，但實施起來談何容易。

美國的頁巖油開發(fā)得如火如荼，但長慶油田一考查，發(fā)現(xiàn)無法照搬使用?！八麄兊膸r層易碎，一錘子下去便是碎塊，我們卻只能砸開一條縫?！睆埖V生說。另外，壓裂用的關鍵工具、化學劑也不相匹配。

壓裂技術跟不上，經(jīng)濟效益就無從談起?！耙婚_始壓裂成本很高，一口井壓裂成本有200萬元甚至高達500萬元?！狈絿鴳c向記者坦言。

決定體積壓裂工藝的實用性和效果，正是體積壓裂工具。直接從國外引進，除了花費甚多，還有一個弊病，就是“不接地氣”。

國外水平井體積壓裂技術主要以快鉆橋塞壓裂工具為主，長慶油田引進后進行了現(xiàn)場試驗，發(fā)現(xiàn)引進工具無生產(chǎn)通道或通道很小，需要連續(xù)油管鉆磨后才能投產(chǎn)，直接導致試油周期較長、連續(xù)油管鉆磨作業(yè)成本也較高。另外，由于長慶油田特殊的黃土地貌、油區(qū)道路路況復雜等原因，連續(xù)油管作業(yè)適應性較弱。

針對這些問題，長慶油田圍繞如何實現(xiàn)免鉆和快速投產(chǎn)，成功研發(fā)出了一種新型快鉆橋塞，得以推廣運用。

這只是長慶油田在體積壓裂技術探索中的一個縮影。

長慶人明白，核心技術是買不來的，只有靠自主研發(fā)才能取得真正的技術突破。目前，長慶自主研發(fā)的裸眼封隔器、新型套管分壓配套工具打破了國外公司技術壟斷。水力噴砂壓裂技術在氣田先后實現(xiàn)一次壓裂改造5段、7段、10段和15段的目標，不僅成為我國首創(chuàng)，而且達到了國際領先水平。

去年年底，一項以“低成本、低傷害、低摩阻、易返排、可回收”為代表的壓裂液技術系列在長慶油田各大主力層系實現(xiàn)規(guī)模應用，這項科技利器目前已覆蓋油田產(chǎn)能建設和壓裂措施的95%以上，實現(xiàn)可回收利用30%以上，有效地緩解了當前持續(xù)走低的國際油價帶來的不良影響。

供圖/張萬德 杜克勤 曹忠文

攝影/杜克勤

壓裂技術的突破，讓長慶油田的產(chǎn)量明顯增長。

0.3 毫達西的難關仍在持續(xù)不斷地攻克中，長慶油田又抽調骨干成立超低滲攻關項目小組，開始研究滲透率為0.1毫達西油藏的工作。

“沒有最低，只有更低?！遍L慶人用堅韌和創(chuàng)新一次次刷新了行業(yè)認知。隨著長慶油田不斷地挑戰(zhàn)極限，也許“高速公路”將變成“高鐵”，油藏的經(jīng)濟開發(fā)，未來便依仗于此。

和二氧化碳“聯(lián)姻”

“水平井+體積壓裂”的新技術組合，給長慶帶來產(chǎn)量，也帶來一系列技術的革新。

大強度的體積壓裂一方面豐富了油層的裂縫發(fā)育，打開了原油采出通道，另一方面也加劇了水平井水淹現(xiàn)象的發(fā)生。

針對此類問題，技術人員在“水平井+體積壓裂”的基礎上，采取了“吞吐注采”。所謂“吞吐注采”，就是既能給油層注水增能，又能實現(xiàn)原油開采目的。

據(jù)不完全統(tǒng)計，目前長慶油田采取“吞吐注采”措施的油井見效率達到了100%，受益于此的油井平均單井產(chǎn)量提高0.3噸。

開發(fā)效率還能不能再提高？已經(jīng)“擠”過的油藏，能不能再榨點油出來？

在長慶油田，人們總是希望看得更深一點，考慮得更遠一點，準備得更充分一點。為了回答上述問題，現(xiàn)在，長慶人正在為三次采油進行技術儲備。

從世界范圍來看，大部分油田經(jīng)過注水開發(fā)后，一般會采取二氧化碳驅油技術進一步提高采收率。

二氧化碳的捕集與封存一直是全球能源業(yè)界高度關注研究的話題。數(shù)據(jù)顯示：根據(jù)美國的有關研究報告，目前的二氧化碳驅油技術已可使石油采收率提高10%～15%，而新一代二氧化碳驅油技術可以將這個數(shù)字進一步提高到30%以上。

在國內，吉林油田于上世紀90年代就進行了試驗。多年來的試驗結果顯示，將含有二氧

化碳天然氣田中的二氧化碳分離后，注入到油田驅油，可使原油采收率提高約10%以上。

長慶油田本身也有地域優(yōu)勢。據(jù)統(tǒng)計，陜甘寧地區(qū)可供開發(fā)的石油資源

與二氧化碳具備一定匹配性，未來增儲上

產(chǎn)潛力大。而鄂爾多斯盆地的煤化工產(chǎn)業(yè)基地與已開發(fā)油田相鄰，二氧化碳的捕集、輸送與油田利用具有地理聯(lián)動優(yōu)勢。

方國慶估計，長慶油田周邊的煤化工企業(yè)每年大概可提供1000多萬噸二氧化碳，數(shù)量十分可觀。

盡管數(shù)字耀眼，但對長慶油田而言，要復制其他油田的經(jīng)驗依然很難。僅運輸一項便無法照搬。陜甘寧地區(qū)非平原地區(qū)，山多路陡，難以像東部油田那樣順利地用罐車運輸二氧化碳。為此，長慶幾番易址才選中試驗地。

另外，地貌、地質、水質等方面的特殊性，迫使長慶油田一次又一次地反復實驗，異常小心謹慎?！拔覀冞@里水硬、風沙大、冬季寒冷，夏季多暴雨，所有的工藝、配套工具都要考慮這些因素?！狈絿鴳c說。

目前，井筒、管道等已經(jīng)經(jīng)過多次試驗論證，條件趨于成熟。

數(shù)據(jù)表明，經(jīng)中石油探明的低滲透儲量超過80億噸，但動用率僅50%。如何提高特/超低滲透油田開發(fā)，成為實現(xiàn)我國石油工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的核心問題。

而另一方面，我國已成為世界第一碳排放大國，碳排放量約占全球排放總量的1/4。根據(jù)科學評價，油氣藏、地下鹽水層和煤層是二氧化碳的理想埋存地。根據(jù)現(xiàn)有埋存標準及潛力評價體系測算，如果與驅油相結合，我國油藏埋藏二氧化碳的潛力約為130億—150億噸。

雖然當前二氧化碳的價格對驅油技術應用可能產(chǎn)生制約因素，但從長遠來看，這場“聯(lián)姻”將給長慶油田乃至社會帶來劃時代的技術革新。

“跑現(xiàn)場”是家常便飯

長慶人常說，科技是牽油氣出地宮的關鍵。截至4月10日，長慶油田已完成原油產(chǎn)量633.68萬噸，穩(wěn)踏完成全年生產(chǎn)目標步伐。

之所以能有上述技術突破，離不開企業(yè)在科研創(chuàng)新激勵方面的各種措施和體制機制方面的建立。

“我在一線的時候……”在長慶油田的科研單位，科研人員的嘴里都會迸出這句話作為開頭。

在長慶人的眼里，技術攻關并不是成天把自己關在實驗室里，遠離生產(chǎn)實際。他們講究技術攻關要“三結合”：地質、工藝和地面結合；室內研究及現(xiàn)場試驗結合；自主創(chuàng)新和引進創(chuàng)新相結合。這種三結合的思路，著眼于實際和應用，極大地縮短了新技術的研發(fā)和推廣應用周期。

正因此，“跑現(xiàn)場”成為長慶油田科研工作者的家常便飯。

“為了收集數(shù)據(jù)，我們先后有9批次的員工前往油田生產(chǎn)一線現(xiàn)場調研?！惫鶃喖t是長慶科技工程有限責任公司的一名研究人員，國內首創(chuàng)一體化集成裝置便出自她和同事?，F(xiàn)場試驗時，郭亞紅為了把時間留給裝置試驗，吃了整整一個多月的方便面，直到現(xiàn)在，方便面的“陰影”還在。

“到現(xiàn)場能更好地了解情況，隨時進項目組討論，效率高?！遍L慶科技工程有限責任公司工程設計項目管理科科長王榮敏說，這也是“一體兩翼”生產(chǎn)構架。科研單位積極構建重點區(qū)域集中支撐、常駐項目組、突出問題專題調研制定方案等有效的支撐模式。

除了激勵機制，今年作為精細管理深化年，長慶油田將技術科研作為一大重點任務，對其中各項指標、獎懲制度進行細化。

除了用制度推動科研，長慶油田還用科研本身來推動科研。

“一體化研究，多學科協(xié)同”是勘探開發(fā)界早有的共識，但受限于管理模式和技術瓶頸，遲遲未能實現(xiàn)。今年年初以來，長慶油田緊跟工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代步伐，建立了一體化科研平臺，成為新的“大科研”工作模式。這種模式一改傳統(tǒng)的“孤島式”研究，全油田科研人員可以在平臺上同時開展工作，共享研究成果，實現(xiàn)跨地域、跨部門、跨學科的協(xié)同研究。也正因此，長慶油田先后在勘探開發(fā)理論、勘探開發(fā)一體化、油藏技術等方面取得了新突破。

為了實現(xiàn)以技術提升開發(fā)水平、以科技含量提升經(jīng)濟效益，長慶人采取“分類管理、責任到人、開放研究、完善體系”的科研運行方式。讓長慶油田研究機構的作用得到充分發(fā)揮、科技資源配置得到優(yōu)化，形成高效合理的科技創(chuàng)新體系。

長慶油田提倡創(chuàng)新，更看重創(chuàng)新氛圍。油田舉辦的長慶科技大會重獎科技功臣，鼓勵技術創(chuàng)新，鼓勵技術人員立足崗位、立業(yè)。這樣的機制讓科技創(chuàng)新理念深入到每一位長慶人心中。

讓長慶人驕傲的是，2016年底，長慶油田的25個“五小”創(chuàng)新成果、9個公司級勞模創(chuàng)新工作室以及29個能工巧匠大講堂優(yōu)秀視頻課件，閃亮登場2016國際創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)博覽會，在這個我國舉辦的首個以雙創(chuàng)為主題的國際博覽會上賺足了眼球，同時也將長慶油田全員創(chuàng)新創(chuàng)效的優(yōu)秀成果展示給了世人。

長慶油田激勵面從管理人員、技術人員延伸到基層操作員工。通過方向引領、資金支持、政策扶持，涌現(xiàn)了一批又一批發(fā)明家和創(chuàng)新達人。2016年，油田進一步建立健全員工技術創(chuàng)新激勵機制，出臺了《五小成果評審獎勵辦法》，長慶油田“五小”創(chuàng)新活動領導小組負責人介紹說：“長慶油田立足崗位取得創(chuàng)新成果的員工已有1000余人，年均為企業(yè)創(chuàng)效超億元?！?/p>

縱觀長慶油田的發(fā)展歷程，每一次跨越都離不開科技創(chuàng)新的強力支撐。特別是一些顛覆性技術，往往都是在應對挑戰(zhàn)的過程中破殼而出，這樣的創(chuàng)新精神，將帶領著長慶油田走向更強大的未來。

責任編輯：趙 雪

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