一個(gè)大型圓柱體,長4米、直徑1米,模型體量居世界首位;工作溫度可達(dá)425攝氏度,壓力可達(dá)35兆帕;最大地層傾角可達(dá)45度;可模擬任意井網(wǎng)井型的重稠油開采環(huán)境……在重慶科技大學(xué)實(shí)驗(yàn)室內(nèi),這個(gè)被稱為“大三維”的實(shí)驗(yàn)裝置,由該校歷時(shí)4年自主研發(fā),也是該校系列優(yōu)質(zhì)科技成果走向生產(chǎn)線的一個(gè)縮影。
近年來,重慶科技大學(xué)認(rèn)真落實(shí)深化科教融匯、產(chǎn)教融合的戰(zhàn)略部署,著力探索油氣開采重難點(diǎn)問題,讓高??蒲谐晒麖摹皶堋弊呱稀柏浖堋?。
探索一:提高稠油采收率
“隨著我國經(jīng)濟(jì)快速增長,對(duì)能源的需求也持續(xù)增長?!敝貞c科技大學(xué)石油與天然氣工程學(xué)院院長戚志林介紹,我國油氣對(duì)外依存度很高,先后在2017年和2018年,成為全球最大的原油、天然氣進(jìn)口國。
雖然我國海上稠油資源量非常豐富,但常規(guī)稠油熱采技術(shù)存在熱量利用率低、蒸汽制備成本高等諸多難題。
“產(chǎn)業(yè)需求在哪兒,科研方向就在哪兒!學(xué)校很多科研成果,就是在解決一個(gè)個(gè)具體難題中產(chǎn)生的?!敝貞c科技大學(xué)校長趙明階說,重慶科技大學(xué)圍繞國家戰(zhàn)略需求,主動(dòng)走出去,聯(lián)合石油企業(yè),優(yōu)化實(shí)驗(yàn)室配置。
室內(nèi)實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)顯示,超臨界多源多元熱流體驅(qū)油效率比常規(guī)蒸汽高出近15%,預(yù)計(jì)可提高稠油采收率近10個(gè)百分點(diǎn)。但從室內(nèi)試驗(yàn)走向規(guī)?;瘧?yīng)用,并不容易。
“超臨界多源多元熱流體注入后究竟效果怎么樣?”在戚志林看來,這是應(yīng)用過程中首要需要回答的問題。隨著超臨界多源多元熱流體的不斷注入,熱流體在地層中的加熱范圍不斷擴(kuò)大,超臨界區(qū)域不斷擴(kuò)展,可能有其特殊的規(guī)律。
能否研發(fā)一套設(shè)備,在室內(nèi)盡可能真實(shí)地反映地下注入過程和特征?翻文獻(xiàn)、詢專家、走訪國內(nèi)外高校和研究院所……戚志林與團(tuán)隊(duì)反復(fù)修改設(shè)計(jì)方案,一次次計(jì)算、桌演、優(yōu)化,攻克稠油注超臨界多源多元熱流體室內(nèi)物理模擬系統(tǒng)技術(shù)難關(guān)。
對(duì)稠油注超臨界多源多元熱流體過程的物理模擬,除了高溫密封,溫度壓力監(jiān)測(cè)也是關(guān)鍵,怎么在模型箱內(nèi)安裝“眼睛”?戚志林通過廣泛調(diào)研,優(yōu)化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了在幾米長的本體模型上設(shè)置幾十個(gè)到上千個(gè)溫度和壓力測(cè)點(diǎn),在不影響滲流場(chǎng)的前提下實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力分布和時(shí)變特征的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
探索二:氣田水侵規(guī)律及防控
讓科研成果從“書架”走向“貨架”,戚志林的實(shí)踐是重慶科技大學(xué)科技成果轉(zhuǎn)化工作的一個(gè)縮影。
四川盆地碳酸鹽巖氣田儲(chǔ)層性質(zhì)多變,氣水關(guān)系復(fù)雜導(dǎo)致水侵機(jī)理及侵入規(guī)律認(rèn)識(shí)不清,防水控水難度很大。
水是從哪里侵入到儲(chǔ)層內(nèi)的?一個(gè)下雨天,戚志林獨(dú)自走在校園里,看著地下的雨水沿著固定的路徑流到下水道,“地層水侵入儲(chǔ)層也一定有特定路徑,這些路徑符合一定的規(guī)律。”
在隨后的日子里,水侵路徑、水侵動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量變化、氣井見水時(shí)間、水封氣再動(dòng)用等方面的實(shí)驗(yàn)、理論與技術(shù)漸漸地都有了答案。非均質(zhì)多重介質(zhì)有水氣田水侵實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)、千萬級(jí)網(wǎng)格精細(xì)數(shù)值模擬、非均質(zhì)多重介質(zhì)有水氣田水侵動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)及防控等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)得以創(chuàng)新。
該項(xiàng)成果《四川盆地碳酸鹽巖氣田水侵規(guī)律及防控關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用》獲評(píng)為2021年重慶市科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。該項(xiàng)目支撐普光和安岳2個(gè)特大型有水氣田累產(chǎn)超1700億方,并在塔里木盆地和土庫曼斯坦阿姆河氣田等國內(nèi)外有水氣藏開發(fā)中推廣應(yīng)用,在保障國家能源戰(zhàn)略安全的同時(shí),促進(jìn)了川渝地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。
探索三:連續(xù)管安全高效作業(yè)
提高我國油氣勘探開發(fā)效益、保障國家能源安全,需要奮力攻克“卡脖子”的技術(shù)瓶頸。
油氣開采對(duì)復(fù)雜非常規(guī)油氣井工程提出了重大需求。在非常規(guī)油氣開發(fā)過程中,老井、死井、深井等復(fù)雜油氣井問題越來越多,采用連續(xù)管技術(shù),雖可實(shí)現(xiàn)非常規(guī)深井老井側(cè)鉆、死井復(fù)活等安全高效鉆井與增產(chǎn)作業(yè),但連續(xù)管作業(yè)流阻大、攜巖難,摩阻大、易疲勞,易引發(fā)井漏、井噴、卡鉆及疲勞失效等井下復(fù)雜事故。
石油與天然氣工程學(xué)院教授侯學(xué)軍帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)每天駐守在鉆井現(xiàn)場(chǎng),不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,歷經(jīng)多次失敗后終獲突破,目前,該項(xiàng)成果《復(fù)雜工況井下連續(xù)管安全高效作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用》已獲評(píng)為2023年重慶市科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng),并在川慶、江漢等地油氣田獲推廣應(yīng)用。
“從科研到技術(shù)再到產(chǎn)品,是一條漫長的路。但是在重慶科技大學(xué),只要有一項(xiàng)比較成熟的科研成果通過遴選且采取形式多樣的轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化模式,就能實(shí)現(xiàn)從‘書架’到‘貨架’的轉(zhuǎn)變。”學(xué)校黨委書記黎德龍說,“我們做好制度設(shè)計(jì),破除科技管理體制機(jī)制障礙,打消科研人員不愿主動(dòng)創(chuàng)新的顧慮,提高其成果轉(zhuǎn)化的能力?!保ㄖ袊逃龍?bào)-中國教育新聞網(wǎng)記者 楊國良)
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