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中海油研究总院2023-2024年度十大首席”获得者——李先杰:在海上油田“驭水”的人

2025-02-20 14:16     来源: 中海油研究总院      海上油田

李先杰,中海油研究总院海洋石油高效开发研究中心增产措施首席工程师,主持和参与国家“863”计划、重大科技专项、集团公司重大科技专项等科研生产课题30余项,发表论文、授权专利40余篇/件,参编著作2部,获得省部级、局级科技和管理奖项9项,多项自主研发技术在现场试验应用,为海洋石油高效开发做出应有的科技贡献,获昌平区“最美科技工作者”、集团公司直属党委“优秀党员”、研究总院“十大首席”“十佳员工”等荣誉30余项。

目前,我国海上油田进入“双高、双特高”阶段,预计“十五五”期间将全面进入“双特高”阶段,对于油田开发来说这种阶段意味着什么?您认为进一步提高原油采收率的挑战和难点是什么,我们应如何应对这种挑战?

李先杰: “双高、双特高”阶段相当于油田的“老年”阶段,在生产上的表现为含水率很高,甚至高达95%以上,此时油田相当于变成了“水田”,同时,海上油田井距大、大段多层合注合采、注采强度大等特点,窜流通道更加发育,好像在油水井间连接了一根根“水管”,注入水川流而过却难以带动原油流出,甚至进一步加剧储层非均质性,使相对低渗区的原油更难采出。但是,油田开发离开水又是万万不可的,因为绝大部分原油是通过水携带或者提供的能量而采出。

面对此“两难境地”,我们提出要“驾驭”水而不是“禁锢”水,如同把一匹“脱缰马”变成“千里马”,那么,“驭水”的关键和首选就是“把水留在地下”。为此,我们研究团队研发了以“调、驱、堵”为核心的“三路拳法”来实现把水留在地下的设想。

第一路以调为主的“拳法”专攻注入井,其核心技术是多尺度大孔道治理技术,堵住油藏中的“水管”,降低其中的注入水渗流速度,从而让更多的水进入相对中低渗层,更多地采出其中的原油。

第二路以驱为主的“拳法”专攻油藏深部,其核心技术是非连续化学驱技术,其主要理念是改变传统“一种技术驱到底”的做法,提出“多种技术接力驱替”的非连续化学驱模式与理论,通过段塞组合,让不同化学体系进入适宜的小层发挥作用,从而实现大段多层的均衡驱替,更大幅度提高采收率。

第三路以堵为主的“拳法”专攻采出井,其主要技术是长效化学堵水技术,通过封堵产水的通道,抑制地层水的产出并促使其绕流进入油藏,既能减少产水又可以增加产油。

在三路“拳法”的综合作用下,不仅成功把水留在地下或者延缓产出,还充分发挥水的作用,进一步提高原油采收率。当然了,“双高、双特高”油田提高采收率难题众多、挑战巨大,每个专业都可能有“独门绝技”来应对这种挑战。仅从我所从事的专业来看,上述“调、驱、堵”技术及其组合拳是实现大幅度控水稳油和提高采收率的重要技术手段。

我们进行科技创新的目的是服务生产解决现场问题,助力实现更大幅度的控水稳油。您认为科技攻关中我们要怎样做才能实现预期成效?

李先杰: 解决现场问题的关键和第一步是找准问题。海上油田开发受油藏条件、自然条件和平台环境等多种因素影响,各类问题复杂多样,找准、找对关键问题非常不易。这要求科研人员不仅要非常熟悉海上生产一线情况,详细了解现场生产流程,还要善于把生产问题抽提成科学问题。其次,要勤于自己动手,不能仅仅依靠调研或阅读研究报告。最后一点,要危中创机,不畏难题,开辟新路。

以大孔道治理技术研发为例,我们在研究大孔道治理技术时,调研发现了颗粒型堵剂效果显著,于是迅速开展了室内物理模拟,确实发现其封堵效果较好,但在进一步全流程评价时却发现——由于海上多采用筛管+砾石充填的完井方式,固体颗粒难以注入地层。于是,我们只好调整研究方向,研发了新型封堵药剂体系,在保留良好封堵性基础上,注入性也完全达到要求,现场试验效果显著。后来,油田现场测试时大孔道渗透率高达上百达西,海上油田又多是大段多层合注合采,要求我们必须精准控制封堵距离,既要能够封堵渗透率很高的大孔道,又不能污染相对低渗的剩余油富集区,很多经验丰富的专家都束手无策,但我们团队通过深入分析坚持认为此问题具有破解的可能性,最终提出“多级思维破单极难题”的大思路,抓住治理的主要矛盾,连续三四个月埋首实验室,沿着3种技术路线展开攻关,终于研发形成了多尺度大孔道治理技术,治好了这个“现场危重症”。

李先杰在海上平台开展矿场试验(左2)

科技创新是发展新质生产力的核心要素。加快培育新质生产力需要越来越多的科技成果从实验室走向生产现场,那么您认为在科技成果转化的过程中需要注意什么?

李先杰: 从科技研发角度来说,实现成果转化应用的首要条件是我们研发的技术要有用、好用。

有用,就是要能实实在在解决现场问题,可以切口小,落点准,一定要“对症”,能产生良好效果和经济效益。

好用,就是要能够在现场落地实施,因为海上平台空间狭小,作业窗口非常窄、工期也非常紧,即使技术效果很好,如果现场实施很复杂、占用平台空间大、工期长,这种技术也不会有“生命力”。

为了实现这个目标,我们在科技攻关和成果转化应用方面的主要做法是“倒推法”和“前置法”。以用为始,先考虑解决哪些现场关键问题、有哪些正反影响因素、现场如何具体操作、有哪些限制条件等,争取在科技攻关中一并解决。而做好“倒推法”的基础是“前置法”,科技研发只是整个系统工程中的一个环节,生产一线的各类状况都可能影响最终的效果,请了解生产一线情况的人员提前介入研究,就可以为现场转化应用提前规避风险。

要想实现良好的科技创新成果转化应用,我们的技术论文不仅仅要写到期刊上,更要能“落”到油田上。

现在我们的科技攻关队伍中,年轻人数量多、占比高,您认为在青年科技工作者培养和攻关团队建设过程中最重要的是什么?

李先杰: 青年人朝气蓬勃、斗志昂扬、思如泉涌。这个阶段是人生中最美好的年华,更是创造创新的不设限阶段。

对于青年科技工作者的成长和发展,我认为没有“上限”,“海阔凭鱼跃,天高任鸟飞”。但在“底限”方面我有两点思考和大家分享:

一是“纸上得来终觉浅、绝知此事要躬行”,这个阶段必须要练好内功,打牢基础;二是站在巨人肩膀上,提升自己的认知,突破思维的局限。同时,在此过程中,可充分利用数字化技术,把自己专业技术做细、做深、做实、做精。

关于团队建设,我有三点感受:首先是培养成员“一马当先”的勇气,敢碰“硬钉子”,敢啃“硬骨头”;其次是锤炼“千军万马”的协同,把个人的技术优势整合成团队的升维优势,才能实现对现场问题的“降维解决”;最后要有“马到成功”的能力和意志,要持之以恒做好技术“研发-试验-推广”全链条工作,招之即战、战之能胜。

李先杰在实验室指导青年科研人员

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