采油工艺研究院(监理公司)用四大“智”术让老油田“逆生长”
曾经,老油田是支撑国家能源安全的“压舱石”;如今,岁月流转,许多老油田迈入“高龄”,地下油层含水率动辄高达90%以上,油井“哗哗”出水,珍贵的原油却像“躲猫猫”一样难以采出。如何在“水淹”的困境中“淘”出更多油?新疆油田的科技工作者化身“油井医生”,研发出四件智能“利器”,为老油田精准“止水”“强芯”,老油田上演了精彩的“逆生长”奇迹。
调水利器:超声波“听诊”,不动管柱注水或“堵漏”
新疆油田的许多老井已进入高含水甚至特高含水阶段。地下油层像一块“千层糕”,有的疏松(高渗透层),水流“跑得飞快”,白白浪费;有的紧实(低渗透层),油却被水“困住”,难以驱动。以往“一锅烩”的注水方式,导致好油层“喝撑了”(水淹),差油层却“渴着”(未动用),储层未得到有效动用。
传统分注技术如同“笨拙的手术”,测调工序复杂、周期长,且无法实时监测与调控。采油工艺研究院(监理公司)(以下简称“采油院”)采油工艺研究所井下工艺研究室科研人员赵田打了个比方:“以前的分注技术,就像在血管里装‘限流阀’(孔板流量计)。但它有个‘硬伤’——只能让细小的‘药丸’(小颗粒调剖剂)通过。一旦‘药丸’颗粒大点(直径大于3毫米),‘阀门’就堵了,‘血管’不通,‘药效’就大打折扣。我们急需一个既能精准控制水流,又能‘吞’下各种‘药丸’的‘智能阀门’。”

2021年底,科研团队在解决难题的过程中,创新性地提出:用不接触水流的超声波探头替代“限流阀”。对此,赵田解释道:“超声波流量计像贴在血管壁外的‘监测贴片’,通过声波在流体中的传播时间差来测量流速和流量,完全不影响‘血管’内部通行。”这项创新更绝妙的是,将“堵漏”功能(调剖)直接集成到注水管柱上,实现了按需调剖的智能化操作,省去了调剖管柱更换工序。
2023年11月至2024年11月,这项技术先后在陆梁油田作业区、采油一厂试验成功。它如同给注水井装上了“智能遥控器”:地面人员通过电缆,就能实时调整各层“水龙头”(配水器)的开度,并实现直径3-5毫米的“堵漏药丸”(调剖剂)有效通过,流量、温度、压力等数据也能“秒传”到控制室大屏上。
“这是国内首创的‘非接触式注调一体术’,让老油田的‘血管’既能‘通得畅’,又能‘堵得准’!”赵田自豪地说。这项技术省去了专门的“调堵手术”,单井节约成本数十万元,成为破解老油田层间矛盾、降本增效的“智慧钥匙”,也为国内外同类油田提供了宝贵经验。
压裂利器:“魔改”压裂液,油走“高速”水遇“路障”
新疆油田八区,这块支撑稳产的“压舱石”,已开发四十余载。其主力油藏——下乌尔禾组油藏,如同吸饱水的巨大“海绵”。以往新井压裂像在“拧湿海绵”:油还没动,水先“喷涌而出”,导致投产后普遍“高含水、低产油”,成了稳产百万吨目标的“拦路虎”。
采油院专家形象比喻:“普通压裂直接‘暴力’撑开地层裂缝,沟通地层水体,导致更多水涌出来,宝贵的油被‘困’在原地,难以流出。”
高含水层真的无油可采吗?2022年,采油院联合西南石油大学院士团队,决心给压裂液来场“魔改”。科研人员在化学试剂堆里“淘金”三年,终于研发出“润湿改性纳米流体”等系列“控水利器”。简单地说,这些新材料能改造岩石表面——在岩层表面铺设“捕水透油网”,专门捕捉水滴,放掉油滴!采油院采油工艺研究所稀油及CCUS技术研究室科研人员张利伟解释说:“控水压裂,好比在油层里为原油修建了‘高速公路’(让油流得快),同时给水流设置了‘减速带’和‘限行小路’(让水流得慢或绕路),有效实现了油水分离!”

2024年,试验区10口井通过精细化设计压裂工艺参数,同时在高含水区域1口新井应用上述“魔改”压裂液体系,该井投产后仅5天,原油日产量飙升至28.1吨,含水率骤降至14.4%!“这就像给渗水的地下室精准定位并堵住了所有漏水点,油一下子涌出来了!”张利伟兴奋道。
2025年,该技术持续发力,为20余口新井“止水增产”,效果显著。同年3月,捷报传来:10口井累计产油突破11000吨!这不仅有力支撑了八区“压舱石”工程的稳产目标,更成功打造了老区水淹层高效开发的可复制技术范本,为老油田焕发新生点亮了科技之光。
找水利器:“声控密码锁”,井下“微创手术”精准隔水
车排子等井区的火山岩油藏,裂缝纵横,油水关系复杂如“迷宫”。传统找水方法效率低下,如同在黑暗中“摸石头过河”——用机械封隔器一层层“封”、一层层“试”,耗时费力,精度差,对多层找水束手无策。
“老办法就像拿着简陋的标尺去丈量复杂的地形,费时费力还容易‘看走眼’。”采油院采油工艺研究所井下工艺研究室科研人员王小萌道出痛点。
2023年,破局之战打响。团队决心研发更聪明的工具。历经一年攻关,国内领先的智能找隔水一体化技术诞生,其核心是给井下装上了“声控密码锁”和“CT透视眼”。王小萌详解:“我们用封隔器将井下各层位精准‘隔离’(相当于分房间),在每个‘房间门口’装上智能开关(‘密码锁’)。地面人员通过泵车发送特定的‘压力密码’(压力脉冲信号),就能远程、实时指挥这些‘锁’——开哪个‘门’?开多大?开多久?全都‘一键操控’!”

“这相当于给油井做了一次精准的‘微创手术’!”王小萌自豪地说,“一趟管柱下井,找水、隔水、生产、调层测试‘一站式’搞定!”更创新的是,采用无线“波码通讯”对比电缆传输工艺,避免了电缆在复杂井身结构(如大斜度井、水平井)中下入困难、易受井筒状况(如结垢、结蜡、套管变形)影响以及长期在高温高压环境下易老化、破损或短路的风险,通信成功率100%。
2024年10月、11月,该技术先后在采油一厂红032区、车23区两口高含水井应用,效果显著:平均日产油增加2.5吨,含水率降低12%。王小萌总结其优势:“它能同时‘锁’住3-5层水,开度分16档精细调节,耐高温高压,找水成功率达80%以上,不仅‘找得准’‘隔得死’,还省时省钱,是解放油流、提高产量的全新智能‘钥匙’!”
目前,这项技术应用效果持续向好,为新疆油田水平井高效开发开辟了智能新路径。
管理利器:“数据炼金术”,万口油井装上“智能遥控”
作为国内油田数字化建设的先行者,从20世纪90年代开始,新疆油田就开始着手物联网建设。经过多年发展,物联网建设取得了显著成效,汇聚了众多井和站库的实时数据。如何让这些沉睡的“数据金矿”产生价值,驱动传统油田管理转型升级?
采油院采油工艺研究所井下工艺研究室科研人员张辉道出愿景:“物联网建好了‘超级数据库’。我们的使命,就是当好‘炼金术士’,把数据‘点石成金’,提炼出优化生产的‘智慧结晶’,为油田决策装上‘最强大脑’。”
2022年,融合物联网、云计算、大数据等尖端技术的“机采提效管控系统”启动建设。
一期攻坚,数据是基石也是难关。面对物联网中庞杂,甚至重复的数据,科研人员化身“数据清道夫”与“质检员”,进行了大量繁杂、持续的甄别、筛选、核对工作。“数据质量是系统的生命线,我们必须从源头确保每一组数据的准确可靠,才能为后续的智能分析打下坚实基础。”张辉强调。

历经努力,一期系统于2023年12月初步建成,形成了生产监控、工况诊断、指标分析、提效优化、指标报表、系统管理六大智能应用功能,实现了对油井“感知获取、过程监控、状态预警、优化生产”的全方位智能化管控,如同给油井装上了全方位“监护仪”和“遥控器”。在采油一厂、采油二厂等单位试点应用中,系统展现出强大能力:诊断准确率达90.6%,系统效率、日耗电量等关键指标计算平均误差仅3.5%,整体效果优异,满足了油田现场对机采井精细化、信息化管理的迫切需求。
2024年,二期建设展开,剑指更智能、更全面的管理:重点打造设备管理、智能防蜡等高级模块,目标直指安全生产、智能管理、节能降耗、提质增效。目前二期系统已初步建成,正在采油单位试用。
展望未来,张辉信心满满:“我们将以智能平台为基座,打造覆盖各类油井的一体化‘智慧管家’,目标是让油井运行效率提升5%以上,有效降本减员,为老油田稳产和高质量发展注入强劲‘数智’动能!”
医者妙手,枯井逢春。“油井医生”用硬核科技开具的“逆龄处方”,让曾经深陷“水淹困境”的老油田,如今在科技赋能下澎湃新生。(李芳 赵田 张利伟 王小萌 张辉 高迎春)