破裂壓力驟降34兆帕！西南油氣田公司一舉創(chuàng)下兩項(xiàng)新紀(jì)錄

本文轉(zhuǎn)自：人民網(wǎng)-四川頻道

近日，四川盆地大深3井酸化施工現(xiàn)場傳來捷報(bào)，面對(duì)燈影組地層破裂壓力超過210兆帕、儲(chǔ)層壓開難度極大且溫度高的挑戰(zhàn)，中國石油西南油氣田公司自主研發(fā)的超高溫加重酸技術(shù)成功實(shí)施先導(dǎo)試驗(yàn)，破裂壓力驟降34兆帕，一舉創(chuàng)下四川盆地最高井底壓力和地層破裂壓力梯度兩項(xiàng)新紀(jì)錄。

今年以來，西南油氣田公司始終把科技創(chuàng)新擺在發(fā)展全局的核心位置，以一系列關(guān)鍵核心技術(shù)突破，詮釋了“把能源的飯碗端在自己手里”的使命擔(dān)當(dāng)和“高水平科技自立自強(qiáng)”的深刻內(nèi)涵。

向深地：勇闖勘探“無人區(qū)”

四川盆地天然氣資源豐富，但地質(zhì)條件復(fù)雜，剩余資源多埋藏在超深、超高溫、超高壓的“三超”地帶。想要拿到這些資源，就必須攻破高溫下酸液失效、水泥石強(qiáng)度衰退、管柱腐蝕加劇等世界級(jí)難題。

以“酸”為矛，刺穿堅(jiān)硬地層。在超深層碳酸鹽巖儲(chǔ)層改造中，酸液是打開油氣通道的“第一把鑰匙”。傳統(tǒng)酸液在溫度超過180攝氏度后，緩蝕劑會(huì)鈍化析出，腐蝕速率急劇上升，施工風(fēng)險(xiǎn)成倍增加。

西南油氣田公司科研團(tuán)隊(duì)從分子結(jié)構(gòu)入手，創(chuàng)新研發(fā)出具有界面活性的增溶劑，有效解決了緩蝕劑在超高溫高鹽環(huán)境下的配伍難題。最終形成的加重酸體系，耐溫達(dá)220攝氏度、密度達(dá)1.30克每立方厘米，實(shí)現(xiàn)了腐蝕速率可控、降阻性能優(yōu)良的目標(biāo)。

這把“酸矛”不僅刺穿了燈影組的堅(jiān)硬地層，更開辟了深地油氣安全高效開發(fā)的新路徑。

以“凝”為盾，筑牢井筒屏障。井筒是油氣生產(chǎn)的生命線。在超高溫工況下，傳統(tǒng)固井緩凝劑耐溫不足180攝氏度，且溫度敏感性高，極易引發(fā)水泥漿超緩凝或強(qiáng)度發(fā)展緩慢等質(zhì)量問題。

西南油氣田公司創(chuàng)新采用多元功能單體共聚體系，研發(fā)出新型超高溫聚合物緩凝劑。其最高耐溫可達(dá)230攝氏度，適用溫區(qū)覆蓋110至230攝氏度，能夠精準(zhǔn)適配不同深度的溫度需求。這就像為高溫井筒量身定制的“時(shí)間鎖”，既不會(huì)提前凝固，也不會(huì)遲遲不凝，有效保障了深井超深井的固井質(zhì)量。

以“防”為網(wǎng)，守護(hù)管柱安全。深層含硫氣井的環(huán)空保護(hù)，長期面臨緩蝕劑高溫失效的痛點(diǎn)。天研院專家創(chuàng)新分子設(shè)計(jì)，將酰胺基與季銨基引入含氮芳環(huán)骨架，使緩蝕劑兼具配位吸附與靜電吸附雙重作用機(jī)制。新型緩蝕劑耐溫性能提升20攝氏度，高溫老化后無不溶物，如同為管柱穿上了“防腐鎧甲”。

與此同時(shí)，在硫磺回收催化劑診斷領(lǐng)域，西南油氣田公司首次揭示了催化劑硫酸鹽化失活的本征實(shí)質(zhì)，開發(fā)出分級(jí)萃取與離子色譜聯(lián)用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了從“總量測定”到“形態(tài)區(qū)分”的根本性跨越，為凈化裝置提前預(yù)警失活風(fēng)險(xiǎn)提供了精準(zhǔn)的“病因診斷”。

這一項(xiàng)項(xiàng)“從0到1”的突破，讓我國在超深層油氣勘探開發(fā)領(lǐng)域擁有了更多話語權(quán)。然而，向地球深部進(jìn)軍只是第一步。如何讓能源開發(fā)更清潔、更綠色，同樣是一道必須回答好的時(shí)代考題。

向綠色：擦亮低碳底色

綠色發(fā)展是能源企業(yè)的底色。頁巖氣開采過程中產(chǎn)生的大量廢水，曾長期是制約行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的“心頭之痛”。面對(duì)“廢水如何變資源”的時(shí)代之問，西南油氣田公司給出了清晰的答案。

向“黑臭”宣戰(zhàn)，讓返排液重獲新生。頁巖氣壓裂返排液在現(xiàn)場長期儲(chǔ)存后，極易變黑發(fā)臭，懸浮物、有機(jī)物、細(xì)菌等指標(biāo)濃度遠(yuǎn)高于常規(guī)城市黑臭廢水。傳統(tǒng)治理方法難以奏效。

西南油氣田公司創(chuàng)新構(gòu)建了“空氣曝氣預(yù)氧化—軟化耦合強(qiáng)化混凝—高級(jí)氧化—膜”一體化處理技術(shù)。空氣曝氣先除臭，軟化混凝再降硬，高級(jí)氧化斬草除根，膜技術(shù)把關(guān)兜底。這套組合拳處理后的出水，水質(zhì)完全達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)，配制成的新壓裂液性能絲毫不減。

在四川盆地頁巖氣主戰(zhàn)場，這項(xiàng)技術(shù)已廣泛推廣，實(shí)現(xiàn)了水資源的循環(huán)利用，真正做到了“滴水不漏”。

向“泡排”攻堅(jiān)，讓廢水達(dá)標(biāo)排放。頁巖氣開采中后期，泡沫排水工藝會(huì)產(chǎn)生大量高有機(jī)物、高色度、高鹽度的廢水。常規(guī)工藝難以降解其中的COD和氨氮，極易出現(xiàn)排放超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)。

西南油氣田公司依托高氧化電位的羥基自由基，像精確制導(dǎo)導(dǎo)彈一樣靶向降低泡排水中的核心污染物，輔以雙膜法深度脫鹽，最終使出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。這標(biāo)志著我國在非常規(guī)油氣田廢水深度處理領(lǐng)域邁出了關(guān)鍵一步。

向“浮油”亮劍，讓回收自動(dòng)運(yùn)行。在天然氣開采現(xiàn)場，氣田水池易積聚凝析油、潤滑油等浮油。傳統(tǒng)人工打撈不僅效率低、風(fēng)險(xiǎn)高，而且難以徹底清除。

西南油氣田公司自主研發(fā)的浮油自動(dòng)回收裝置，深度融合油水自動(dòng)分離與自動(dòng)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)無人值守運(yùn)行、遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。從“人工打撈”到“自動(dòng)運(yùn)維”的跨越，既是安全管理的升級(jí)，更是生產(chǎn)方式的變革。

隨著一項(xiàng)項(xiàng)環(huán)保技術(shù)的落地應(yīng)用，清潔開發(fā)正在從理念變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。但勘探開發(fā)的最終目的，是把資源高效采出來、送出去。這就需要在工程配套上系統(tǒng)發(fā)力，打通增儲(chǔ)上產(chǎn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)。

向系統(tǒng)：打通增儲(chǔ)上產(chǎn)“梗阻點(diǎn)”

如果說勘探突破是“找米下鍋”，那么工程配套就是“把米做成飯”。固井水泥環(huán)評(píng)價(jià)、采氣工藝優(yōu)化、井下工具研發(fā)、管道無損檢測，西南油氣田公司正用系統(tǒng)思維打通增儲(chǔ)上產(chǎn)的每一處“梗阻”。

給水泥環(huán)做“CT”，讓自愈合可量化。深層天然氣井固井后，水泥環(huán)極易產(chǎn)生微裂縫引發(fā)環(huán)空帶壓。過去，無法在實(shí)驗(yàn)室真實(shí)模擬井下環(huán)境，更無法量化評(píng)價(jià)水泥環(huán)的自愈合能力。

西南油氣田公司自主研發(fā)出高溫高壓水泥石自愈合評(píng)價(jià)裝置，耐溫達(dá)260攝氏度、耐壓達(dá)200兆帕，結(jié)合流量監(jiān)測與CT掃描技術(shù)，建立了自愈合響應(yīng)速率、真實(shí)自愈合率等量化指標(biāo)。這項(xiàng)成果填補(bǔ)了國內(nèi)技術(shù)空白，為自愈合水泥漿體系的研發(fā)提供了“試金石”。

給柱塞裝“大腦”，讓采氣更智能。柱塞工藝是頁巖氣排水采氣的重要手段。傳統(tǒng)模式是“一個(gè)控制器控制一口井”，井間協(xié)同能力弱、運(yùn)行成本高。

西南油氣田公司依托物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)采集壓力、流量等秒級(jí)數(shù)據(jù)，構(gòu)建了平臺(tái)井柱塞工藝協(xié)調(diào)優(yōu)化智能決策模型，研制出“一對(duì)多”集中控制裝置。目前，該技術(shù)已集成至采氣工藝智能管理平臺(tái)，在百余口頁巖氣井實(shí)現(xiàn)規(guī)模應(yīng)用，工藝制度優(yōu)化有效率達(dá)90%以上。

給工具做“減法”，讓套變井可改造。深層頁巖氣開發(fā)中，套管變形縮徑是常見難題。傳統(tǒng)座封工具外徑過大，無法通過縮徑段；小規(guī)格工具推力又不足。

西南油氣田公司研發(fā)的小直徑橋塞座封工具，最大外徑僅59毫米，采用四級(jí)活塞缸和長行程結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)240毫米有效座封行程、30噸最大機(jī)械拉力。這個(gè)小巧而強(qiáng)大的工具，填補(bǔ)了國內(nèi)外技術(shù)空白，讓原本無法改造的套變井重獲新生。

給管道配“慧眼”，讓隱患無處藏身。燃?xì)庥镁垡蚁┕艿罒崛酆附淤|(zhì)量，長期以來缺乏有效的無損檢測手段。傳統(tǒng)方法只能靠外觀檢查和破壞性抽樣，主觀性強(qiáng)、覆蓋面有限。

西南油氣田公司自主研發(fā)的太赫茲無損檢測設(shè)備，可識(shí)別直徑0.9毫米以上的微小氣孔缺陷，有效檢測夾渣、未焊透等多種內(nèi)部缺陷。這項(xiàng)技術(shù)在四川華油燃?xì)夤こ态F(xiàn)場首次成功應(yīng)用，為非金屬管道施工質(zhì)量監(jiān)督提供了全新技術(shù)手段。

正是這些看似“細(xì)枝末節(jié)”的工程技術(shù)創(chuàng)新，構(gòu)成了油氣田高效開發(fā)的堅(jiān)實(shí)底座。

未來，西南油氣田公司將以更加昂揚(yáng)的姿態(tài)向深地進(jìn)軍、向綠色轉(zhuǎn)型、向智能跨越，在保障國家能源安全的新征程上，奮力譜寫高水平科技自立自強(qiáng)的時(shí)代華章。（彭剛）