展望油氣田的開發(fā)新技術(shù)——訪中國石油勘探開發(fā)研究院開發(fā)規(guī)劃所竇宏恩博士

■ 本刊特約記者 激 揚(yáng)

在美國堪薩斯大學(xué)訪問

油氣田開發(fā)專業(yè)從開發(fā)地質(zhì)到油田地面工程涉及基礎(chǔ)學(xué)科較多，可謂點(diǎn)多面廣。從油氣發(fā)現(xiàn)到開采，這個(gè)專業(yè)已有百余年的歷史了。通常，被人們稱為“活頁夾”專業(yè)。近年來，隨著技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)使得水驅(qū)原油采收率提高到70%以上將成為現(xiàn)實(shí)。我?guī)е鴿夂竦呐d趣，從多角度采訪了中國石油勘探開發(fā)研究院竇宏恩博士，竇博士是該院研究生部碩士研究生導(dǎo)師。長期從事油氣藏工程、采油工程、石油機(jī)械、油氣田科技發(fā)展規(guī)劃等研究。

問：您在油氣開發(fā)領(lǐng)域中從事過鉆完井、油藏、采油等研究工作，并于2010年在美國做過訪問學(xué)者，也曾經(jīng)研究了美國油氣法規(guī)及政策，您有什么樣的思考？

答：從表面看，這幾項(xiàng)工作雖然有較大的不同，其實(shí)它們有著千絲萬縷的聯(lián)系，都通過提高油氣采收率這條主線將它們貫穿起來了。鉆完井是提高采收率的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)，鉆完井全過程保護(hù)油層，就要求了解儲層巖石、流體和耦合流動等特性，研制出污染最小的鉆完井液，達(dá)到保護(hù)油層的目的，從而從油田開發(fā)一開始就將提高油氣采收率放在第一位。油藏工程研究要求選擇一種合理的開發(fā)方式、井型等，這個(gè)環(huán)節(jié)雖然是一種設(shè)計(jì)，但這個(gè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的好與壞是油田開發(fā)成敗的關(guān)鍵，同樣會影響到油氣最終采收率。采油過程的各類技術(shù)措施的應(yīng)用及油井維護(hù)都與提高油氣采收率有極強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，常常使用的油水井堵水和調(diào)剖，其目的改變了注入介質(zhì)的波及和流向，從本質(zhì)而言，也都影響提高油氣采收率。不論鉆完井、油藏還是采油它們針對的目標(biāo)都是“油藏”這個(gè)共同目標(biāo)，每個(gè)環(huán)節(jié)的研究最終都直接影響到油氣采收率的大小。

2010年我在美國塔爾薩大學(xué)做了近1 年的訪問學(xué)者，主要針對美國油氣法規(guī)做了一些相關(guān)的研究。100年以前，美國就已經(jīng)制訂了較完整的油氣法，目的是力圖通過一種權(quán)力機(jī)構(gòu)，使礦權(quán)所有人都能公平地分享油氣資源，從而保護(hù)礦產(chǎn)所有人的相關(guān)權(quán)益。美國油氣法主要由油氣保護(hù)法、油氣產(chǎn)權(quán)法、油氣租賃法和油氣稅法4大部分組成。整個(gè)法律不僅強(qiáng)調(diào)油氣資源節(jié)約，還鼓勵(lì)油氣合理開發(fā)，防止油氣浪費(fèi)，使油氣最終采收率最大化。油氣法每個(gè)部分的主要條款都是建立在保護(hù)公眾利益及合理的資源開發(fā)，平衡公眾利益與私人權(quán)利條款基礎(chǔ)上的。在美國聯(lián)邦政府的油氣法之下，各州又建立了州油氣法。另外，在國家和州政府層面還具有完備的、詳細(xì)的油氣開發(fā)規(guī)則和法規(guī)，主要體現(xiàn)在五個(gè)方面：一是油氣勘探開發(fā)規(guī)則；二是油氣供應(yīng)控制法規(guī)；三是污染控制法規(guī)；四是安全法規(guī)；五是油氣業(yè)務(wù)決策控制法規(guī)。美國油氣法及上述五個(gè)方面的內(nèi)容對我國未來建立油氣法，都具有參考和借鑒意義。

問：您能談?wù)勀约旱目蒲泄ぷ骱腕w會嗎？

答：國家重大專項(xiàng)的研究是國家科技部下達(dá)的攻關(guān)性課題，要求理論有創(chuàng)新，技術(shù)有發(fā)展，應(yīng)用有實(shí)效。我負(fù)責(zé)的國家重大專項(xiàng)43個(gè)項(xiàng)目中的其中一個(gè)專題——油氣開發(fā)理論及技術(shù)研究，突出的是理論技術(shù)研究，這個(gè)研究定位在總結(jié)、集成與提升其它油氣重大專項(xiàng)的理論成果和技術(shù)成果，在總結(jié)的基礎(chǔ)上，我個(gè)人還針對目前低滲透油藏開發(fā)中存在的幾個(gè)理論問題做了一些深入研究，主要研究了低滲透油藏應(yīng)力敏感性問題，厘清了“地層壓縮系數(shù)”及“壓實(shí)系數(shù)”幾種常用巖石壓縮系數(shù)的概念，及其在儲量估算、試井分析和油藏模擬中正確使用問題，從理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面證明了低滲透儲層在滲流過程中存在較強(qiáng)的應(yīng)力敏感性。通過幾年的理論探索與研究，我的主要體會是：創(chuàng)新的動力是興趣，多數(shù)創(chuàng)新不是發(fā)生在專業(yè)環(huán)境下，是自覺意識（沒有強(qiáng)制性）下的產(chǎn)物；研究的靈感進(jìn)入人們腦子的時(shí)間與及時(shí)抓住靈感不分“上下班”時(shí)間。如果壓制科研靈感，可能就會錯(cuò)失創(chuàng)新時(shí)機(jī)；科技創(chuàng)新絕不是一蹴而就的事情，做科研要腳踏實(shí)地，實(shí)事求是，力戒浮躁、浮淺及浮夸的3?。?F）現(xiàn)象，淡化追名逐利的功利意識，只有這樣在科技田園中的常年耕耘才會有一點(diǎn)收獲。

問：你認(rèn)為近期或未來一個(gè)時(shí)期，我國油氣開發(fā)的發(fā)展方向是哪些？

答：我國常規(guī)油氣田開發(fā)（老油田）基本已進(jìn)入深度開發(fā)階段，而非常規(guī)油氣開發(fā)才剛剛開始。常規(guī)油氣開發(fā)依然是我國較長一段時(shí)期油氣開發(fā)的重點(diǎn)領(lǐng)域，而非常規(guī)油氣開發(fā)是我國未來油氣的主要增長點(diǎn)，針對我國油田開發(fā)實(shí)際，就我個(gè)人認(rèn)為我國未來大型油氣田開發(fā)理論及技術(shù)發(fā)展方向是：（1）解決高含水/特高含水油田后期水驅(qū)油高效驅(qū)替，科學(xué)開采問題，揭示高/特高含水油田水驅(qū)規(guī)律，建立新的高/特高含水油田有效水驅(qū)油理論，形成特高含水油田同井采注技術(shù)；高含水油田解決化學(xué)驅(qū)過程中的復(fù)雜滲流問題，正確認(rèn)識聚驅(qū)、復(fù)合驅(qū)、泡沫驅(qū)和二氧化碳驅(qū)過程中物理化學(xué)作用下的相變及非牛頓流體的滲流規(guī)律，創(chuàng)立不同驅(qū)替介質(zhì)大幅度提高原油采收率的滲流理論，發(fā)展形成適合各種驅(qū)替介質(zhì)的井筒及地面注采工藝技術(shù)。（2）解決低滲/特低儲層，裂縫、基質(zhì)多重介質(zhì)條件的三維三相滲流問題，揭示低滲透/特低滲透油藏不同驅(qū)替介質(zhì)注入后的儲層流體滲流規(guī)律，發(fā)展低/特低滲透油藏開發(fā)的高效/有效滲流理論，形成適合低滲透油藏開發(fā)的高效能量補(bǔ)充、壓裂和舉升技術(shù)。（3）解決稠油/超稠油開發(fā)中不同熱力作用（蒸汽驅(qū)、火燒油層、SAGD等）下巖石、流體固液耦合的復(fù)雜流動問題，揭示稠油/超稠油高溫下注蒸汽儲層巖石、流體耦合流動的滲流規(guī)律，準(zhǔn)確認(rèn)識稠油/超稠油殘余油和剩余油的分布形態(tài)，形成稠油油藏開發(fā)的系統(tǒng)理論，形成耐高溫、耐腐蝕的井下各種工具及高效舉升泵。（4）針對高壓氣藏/酸性/低（特低）滲透等復(fù)雜氣藏的滲流問題，建立合理的實(shí)驗(yàn)流程，通過物理模擬實(shí)驗(yàn)，開展復(fù)雜氣藏的流體物性及相態(tài)變化，揭示復(fù)雜氣藏在開發(fā)過程中相態(tài)變化規(guī)律及多重介質(zhì)氣藏非線性滲流規(guī)律，創(chuàng)立復(fù)雜天然氣藏開發(fā)理論，形成適合復(fù)雜氣田開發(fā)的天然氣開發(fā)技術(shù)。（5）借鑒美國非常規(guī)油氣開發(fā)經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)，建立我國非常規(guī)油氣的資源評價(jià)體系，加大勘探投入，有效、有量的部署探井，真正找到經(jīng)濟(jì)可采儲量，較短時(shí)間內(nèi)將資源量落實(shí)到儲量上，將非常規(guī)資源的開發(fā)利用落到實(shí)處。

問：您認(rèn)為未來一段時(shí)間全球油氣開發(fā)技術(shù)的發(fā)展趨勢是什么樣的？

答：未來的主要理論發(fā)展包括：非常規(guī)油氣識別、評價(jià)方法和理論，非常規(guī)儲層的巖石破裂機(jī)理，非常規(guī)油氣的儲層流體流動機(jī)理，非常規(guī)油氣的產(chǎn)能評價(jià)方法及理論等。未來的主要技術(shù)發(fā)展內(nèi)容簡要地說包括數(shù)字巖心及儲層原位參數(shù)測量技術(shù)、納米孔喉結(jié)構(gòu)參數(shù)測量及描述技術(shù)、納米CT掃描巖心動態(tài)驅(qū)替及分析技術(shù)、共享地模及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、億級網(wǎng)格數(shù)值模擬技術(shù)、多尺度動態(tài)地質(zhì)建模及閉環(huán)油藏管理技術(shù)、納米機(jī)器人油藏檢測技術(shù)、智能流體提高采收率技術(shù)、致密儲層及頁巖油氣儲層水平井多段無水壓裂技術(shù)、智能井技術(shù)、極大油藏接觸技術(shù)、新一代的二氧化碳驅(qū)油技術(shù)等。