揭秘中国深海“取火”利器 千锤百炼铸造胜利技术

来源:科技日报 | 作者:孙明河 | 时间:2018-04-18

连战连捷 千锤百炼铸造胜利技术

连续作战令裴学良他们极度疲惫,但自始至终又是极度亢奋的。多年呕心沥血的研发工作,千百次的试验与挫折,让他们坚信终将创造历史!

4月30日23时50分,当第三筒岩心升上甲板,人们纷纷聚拢过来,中海油研究总院吕鑫博士手持检测仪飞快抢到跟前,他瞪大了眼睛,确认再三,“是甲烷,气体达到可燃浓度!”

5月1日凌晨1时,708船正式举行点火仪式,当火苗被点燃的一瞬,现场掌声雷动,长长的火焰照亮了项目组成员一张张挂满泪水的笑脸,这是高纯度甲烷燃烧才有的颜色,全体参试人员同时把掌声送给胜利钻井院取心团队。

“我们不是唯一一家参与取心作业的单位。”裴学良说,“当时有两口井,我们负责的是第一口。”

第二口井取心出了问题,在最后提拉取心筒的环节出现失误,岩心坠落海底。时间不等人,中海油方面当机立断,把第二口井的取心任务也交给胜利钻井院。

临危受命,是信任,更是重担。裴学良挂断电话,和队员们说,第一口井一切顺利,第二口井更不能出任何问题。“不然,大家会认为我们是侥幸,是瞎猫碰着死耗子。”

施工前,他们一连对工具检查了三遍,近百个环节,小到一个个密封圈,一遍排查下来至少3个小时,他们反复确认,力求万无一失。

5月7日,第二口井取心作业开始了,和第一口井一样,裴学良、任红、孙艳军一天一夜没有合眼,凭借第一口井成熟的作业参数,取心操作更加沉着、娴熟。一筒、两筒……先后取上七筒岩心,全程没有一丝纰漏。

十年磨剑 小研究院点亮大国梦

历史惊人的巧合,10年前的5月1日,中国科学家们借助国外工具,第一次在南海成功采样可燃冰,证实了中国南海蕴藏有丰富的天然气水合物资源。

就是自那时起,在全国石油科研院所名录中并不十分抢眼的胜利钻井院,把目光敏锐地投向了广袤的海洋。

“可燃冰属于战略资源,不能总依赖国外技术搞勘探开发。”胜利石油工程公司副总经理、时任胜利钻井院院长韩来聚说,“国家的需要,就是我们攻关的方向。”

2007年那会,受制于国外技术封锁,几乎查不到公开资料,没有借鉴,漫无头绪,胜利钻井院工具研发团队只能摸着石头过河。

五六年时间里,研发团队没有少走弯路,针对工具取心方式、密封方式、保温方式,把能够想到的设计思路,一一呈现在图纸上。然而,希望的小火苗总是被现实无情地浇灭。

所有技术瓶颈中,保压技术是困扰团队最久的一个环节,数不清的设计、试制、试验与失败,几乎走进了死胡同。就在团队一筹莫展之际,忙于另一项目的裴学良触类旁通,灵感乍现,他和团队成员连夜画出图纸,火速联系加工样品,不出所料,新的系统保压效果出奇地好。

了解井下工具设计的人都十分清楚,“越是小工具,越是大文章。”胜利钻井院钻井工具首席专家吴仲华说,“发挥空间受限,采用常规技术难度很大,要实现同样的功能,更是难上加难。”

世上无难事,只怕有心人,胜利钻井院取心人用3年时间,成功研发出保温保压取心装置、带压转移装置、送入回收装置、集气点火装置、冷却装置等一整套工具,全部拥有自主知识产权,先后获得25项专利授权,最终,向国家交出了一份合格的答卷。

“如果每个环节的可靠度有99%,那么拥有100个环节的工具可靠度就锐减为36%。”经历了南海探寻可燃冰的裴学良不满足于眼前的成绩,他说,“我们希望工具更短一点,不断简化,无限接近完美。”

延伸阅读

大规模应用新技术提高采收率

科技日报讯 (记者孙明河 通讯员贾玉涛代俭科)一种新型三次采油技术非均相复合驱先导试验技术,在中石化胜利油田取得突破性进展后,2018年在胜利油田展开大规模应用,动用地质储量2460万吨,增加可采储量近200万吨,采收率提高8.1个百分点,延长特高含水后期老油田经济有效期10年以上。

聚合物驱油,作为胜利油田三次采油中最为成熟的技术,早已斐名国内外。该技术自上世纪90年代初先后在胜利油田30个矿场单元推广应用,累计为油田增油1930万吨。然而,在应用十几年后,随着聚合物驱程度的不断增强,油藏的采出程度和含水率日渐接近极限,已有的技术已很难满足进一步大幅度提高采收率的需求。

经过多年的探索,一种新型的颗粒状驱油剂“PPG”浮出水面。正是得益于这种小小的颗粒,胜利油田科研人员建成了“PPG+表面活性剂+聚合物”这一非均相复合驱油体系。

“PPG”颗粒遇水溶胀,并具有较强黏弹性,膨胀后像橡胶一样有韧性,能够有效封堵油层中的“大孔道”。压力低时,它能够封堵孔道,产生液流转向,增加流体波及面积;压力增大时,它能变形通过孔隙,在油藏中运移,封堵油藏深部的孔喉。

该技术在胜利油田孤岛油田中一区Ng3聚驱后油藏实施后,综合含水由98.2%下降到81.3%,最大下降16.9%,提高采收率8.5个百分点,最终采收率达到63.6%,试验区日产油由3.3吨提高到79吨,增油20多倍。

2018年,非均相复合驱技术又取得新的突破,研发的新低成本驱油剂适应类型由Ⅰ类油藏推广到了Ⅱ类油藏,进一步扩大了油藏覆盖规模。

目前,胜利油田在孤岛、孤东、胜坨和东辛等4个特高含水后期老油田规模化推广5个项目,覆盖水驱和聚合物驱后等2种油藏类型。“十三五”期间,油田将进一步加大非均相复合驱技术推广力度,预计覆盖储量1亿吨以上。