新時代的“大禹治水”計

文／本刊記者 付嘉欣／馬獻珍 趙 楠 張軍利 李文昕

華北油氣不斷轉變思維、激發(fā)潛力，探索出適合高含水氣田自身的“治水之道”。

8月，正是炎熱酷暑的季節(jié)，位于鄂爾多斯盆地北緣的東勝氣田卻十分涼爽，走在一望無際的草原上，能夠清晰感受到“風吹草低現牛羊”的境界。而這片茂密草原之下，2000多米處，便是大片的致密砂巖氣藏。

這種高含水氣藏中幾乎70%的氣井含水量高，個別氣井初期日產水達到100立方米，多數氣井初期日產液在10立方米以上，氣井生產成本高、管理難度大、遞減率高，效益開發(fā)面臨世界級難題，一直被其他企業(yè)忽視和擱置。

“別的企業(yè)可以繞過去，但我們華北油氣分公司不會繞，我們只會直面困難，解決困難。” 華北油氣分公司副總經理梁文龍說。多年來，華北油氣分公司面對這塊“硬骨頭”，通過不懈探索，不斷在排水采氣工藝技術上取得突破，最終實現了其效益開發(fā)與穩(wěn)產。

三步受挫

早年之前，華北油氣針對大牛地氣田的整體開發(fā)部署，已有了許多經驗。后來開發(fā)東勝氣田時，華北油氣如法炮制，卻發(fā)現雖然都是致密低滲氣田，東勝氣田與大牛地氣田卻存在天差地別的生產特征。由此，華北油氣工程院在原有基礎體系上重新開始，針對東勝氣田進行進一步探索。

第一步，加強地質認識?！皬那?，工程人員在施工前只有測井等方面的零星數據，這些數據可以明確氣田含水飽和度，但這含水飽和度之下到底能產多少水，卻無法確定。”華北油氣分公司工程技術研究院儲改所副主任師朱新春告訴記者。在這種情況下，工程技術科研人員一致認為：如果想了解不同類型的高含水氣田，相對準確地獲取每口井的產水值，就必須把地質對象按照工程需求和工程思維進行研究。

工程院以此為切入點，研究決定施工時水動還是不動，大動還是小動，確定合適的壓裂規(guī)模。但事情遠沒有這么簡單，因為害怕加大水的流動通道后水會更多，會更加影響產能，所以工程院通常采取1.5方排量的小規(guī)模壓裂。

“這時大家發(fā)現水不動了，氣居然也不動了，相當于沒有將這個儲層改造充分，沒有徹底釋放其產出能力?！比A北油氣分公司工程院院長王翔說。

第二步，工程院開始轉變方向，決定改變巖石性質，改變壓裂液的潤濕性和巖石的接觸角，實現氣動水不動。但巖石體量很大，而壓裂液與地層相比簡直微不足道，效果甚微，且短暫的改變之后很快又恢復原狀。

第三步，工程院嘗試通過研發(fā)一種遇氣流動、遇水固結的支撐劑，來改變水的流動通道，結果又發(fā)現這種技術不適用于氣水同層的地層狀態(tài)，探索又陷入了困局。

獨上高樓，望盡天涯路。一次又一次的受挫雖然令大家失望，但是衣帶漸寬終不悔，執(zhí)著的探索從未停止。

“既然控制不住，那就利用它”

工程院開始積極轉變思維，決定直接將排水通道放開，并適時提出了強排水采氣技術。強排水采氣技術就是增大壓裂規(guī)模，縮短地層間距，把儲層充分改造，建立起一條儲層內部的高速公路。

“轉變理念才能釀出殺手锏。我們從怕裂縫、怕改造規(guī)模大，到主動迎合裂縫，不僅自己制造人工裂縫，還會溝通天然裂縫，使用‘大禹治水’型方法解決問題?！蓖跸璞硎?，既然控制不住，那就利用它，從控水壓裂變化為疏水壓裂，接著再考慮如何在下一階段進行治水。

工程院繼續(xù)向源頭找原因，向地質問根本，研究水的流動狀態(tài)，思考怎樣減少舉升、減少地層能力的消耗。在激烈探討后，最終研究出了差異化管理方法。

“每口井的生產狀況不同，必須采取不同的工作制度及排水采氣工藝技術。”工程院采氣所黨支部書記周艦說。工程院利用滲流力學曲線和攜液攜泡曲線建立模型，根據每口井的特征，將其按照四個維度描述成四條線。接著把這四條曲線進行標定，再將井區(qū)按照不同狀態(tài)分為六個區(qū)，做成一個四線六區(qū)模型。

比如一區(qū)就是生產主力軍，可以自己穩(wěn)定生產，不需要工程隊干涉。二區(qū)則是地層能量還算良好的區(qū)域，積液情況比較輕，需要借助泡排輔助生產，讓它流動起來。三區(qū)積液情況有些明顯，需要機械排采，用柱塞等相關工藝幫助其排水采氣。而到了六區(qū)，基本就可以判斷為“重癥監(jiān)護室”，只能用電潛泵把地面能量轉換到地下，從而起到增能的作用。

暮然回首，那人卻在燈火闌珊處！

利用這個方法，如今東勝氣田產量已翻了一番，產能提升顯著。將氣井差異化標定，在不同階段采用不同策略和工藝，就可以做到有效排水。華北油氣生動地將其稱之為“地層病癥診斷”，以此來判斷井區(qū)施工方向。

●華北油氣直面困難，在產量壓力下不斷探索。 攝影/馬獻珍

“自己的東西自己造”

診斷完成后，治療也同樣重要，尤其針對“重癥監(jiān)護室”的治療更為關鍵。

針對六區(qū)，工程院最開始使用電潛泵進行舉升，并配套了同井采注工藝。但是使用電潛泵會出現“氣鎖”現象，且成本高達240多萬元，在井底還非常容易損壞。“就算它的效果再好，成本難題也意味著它并不具備可持續(xù)性。”周艦表示。

在這種情況下，工程院決定加強電潛泵的適應性。為此，華北油氣分公司采油氣工程專家劉岳龍幾乎跑遍了全國，找遍了所有泵的廠家，認真調研后便開始推進自主研發(fā)設計。劉岳龍從過電纜分割器入手，帶領采油氣所的同志們深入研究，促進交叉創(chuàng)新來保證電潛泵的壽命，保障其正常運轉。

研發(fā)成功后就要實踐，工程院將升級后的電潛泵運用到J72P18井，實驗后發(fā)現這口井的檢泵周期從原先的平均不到100天，增加到了293天，從大概3天修一次改善到差不多10天修一次，效果顯著。以此開始，六區(qū)的多數氣井都能在電潛泵的作用下“起死回生”，保障了產能的提升。

為進一步保證穩(wěn)產，除了電潛泵，工程院也對射流泵進行了探索。研究電潛泵時還有外援幫助，而研究射流泵則是十分徹底的從零開始。在無人指導的情況下，華北油氣工程院采氣所副主任師趙潤東帶領團隊從設計、論證、計算全面主導，深入研究并不斷實驗，用了將近兩年時間，研制出了屬于華北油氣自己的射流泵。

目前運用射流泵可保證六區(qū)氣井穩(wěn)產達300多天，促進了六區(qū)氣井產量提升。

路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索。在這條無人探索的偏僻小路上，華北油氣用實踐帶動研究，在產量壓力下不斷探索，持續(xù)總結提煉經驗教訓，最終蹚出了一條適合自身的治水之路。接下來華北油氣將繼續(xù)推進新技術自主研發(fā)，早日打破國外專利，為我國采氣工藝發(fā)展做出貢獻。