中新網(wǎng)四川新聞9月12日電 題：一場(chǎng)泡沫里的革命：三代西油人的自主創(chuàng)新之路
作者 楊亞宇 羅訴舟 李佳
9月12日，中國(guó)石油西南油氣田公司對(duì)196口頁(yè)巖氣井及54口常規(guī)氣井實(shí)施泡沫排水采氣技術(shù)措施，今年累計(jì)維護(hù)氣井產(chǎn)量近7億方，穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)效果顯著。
泡沫排水采氣技術(shù)是一種有水氣藏開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)高效的開(kāi)發(fā)技術(shù)，通過(guò)向氣井注入起泡劑，將井底積液轉(zhuǎn)化為低密度泡沫，借助氣流攜帶至地面，從而消除積液、恢復(fù)氣井產(chǎn)能。
西南油氣田是國(guó)內(nèi)泡沫排水采氣技術(shù)的發(fā)源地。對(duì)于有水氣藏穩(wěn)產(chǎn)，泡沫排水采氣是其中關(guān)鍵技術(shù)之一，西南油氣田整體技術(shù)水平達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)，該技術(shù)也成為中國(guó)石油“老氣田硬穩(wěn)產(chǎn)”的核心引擎。
然而，泡沫排水采氣技術(shù)的發(fā)展歷程，并非一開(kāi)始就一帆風(fēng)順。上世紀(jì)七十年代末，四川盆地多數(shù)有水氣田進(jìn)入開(kāi)發(fā)中后期，隨著地層壓力衰減，井筒積液嚴(yán)重，氣井產(chǎn)能顯著下降。如何經(jīng)濟(jì)有效地排出地層水提升氣井產(chǎn)量成為當(dāng)時(shí)采氣工藝技術(shù)科技攻關(guān)的緊迫課題。
技術(shù)破冰
從紅村燈火到CT5-2誕生
1979年深冬，四川威遠(yuǎn)紅村。在當(dāng)時(shí)四川石油管理局統(tǒng)籌下，天然氣研究所(西南油氣田天然氣研究院前身)與兄弟單位的科研人員在簡(jiǎn)陋磚房?jī)?nèi)圍聚在搪瓷反應(yīng)釜旁，熬制著來(lái)自山林的無(wú)患子果實(shí)，淡黃色的液體裹挾著氣泡在釜里翻涌……
這是四川盆地、也是中國(guó)氣田開(kāi)采史上泡沫排水采氣技術(shù)的首次集體攻關(guān)。面臨川渝氣田三十余口“水淹井”瀕臨廢棄急需“救治”的緊迫需求，科研人員夜以繼日開(kāi)展攻關(guān)，成功研制出我國(guó)泡沫排水采氣技術(shù)工藝第一代起泡劑——無(wú)患子提取液。
1980年3月，當(dāng)首批無(wú)患子提取液注入威基井后，氣井井口壓力72小時(shí)內(nèi)持續(xù)回升，日排水量從3立方米激增至23立方米。這一刻，中國(guó)泡沫排水采氣技術(shù)探索初現(xiàn)曙光，這是集體智慧的結(jié)晶。盡管這劑“土方”受限于天然原料種類和工藝水平，起泡性能和穩(wěn)泡性能不夠理想，但這次探索卻為后續(xù)技術(shù)突圍埋下希望的火種，為撕開(kāi)技術(shù)封鎖奠定了基礎(chǔ)。
進(jìn)入上世紀(jì)八十年代，含硫氣田開(kāi)發(fā)對(duì)泡沫排水采氣技術(shù)提出嚴(yán)苛挑戰(zhàn)，真正的考驗(yàn)在川南礦區(qū)降臨。面對(duì)付1井硫化氫濃度高達(dá)32克/立方米、高礦化度地層水等復(fù)雜井況，國(guó)外進(jìn)口藥劑“水土不服”，徹底失靈。
在硫化氫“毒”與高礦化度“鹽”雙重挑戰(zhàn)下，油化技術(shù)團(tuán)隊(duì)臨危受命，彭年穗、何媛玲等第一代“西油泡排人”，靠著簡(jiǎn)易防毒面具防護(hù)，連續(xù)三個(gè)月晝夜輪替，歷經(jīng)上百次配方試驗(yàn)，于1985年成功研發(fā)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的硫酸鹽類表面活性劑CT5-2，并配套開(kāi)發(fā)CT2-11緩蝕劑。
現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用一舉成功，這組數(shù)據(jù)令人振奮：含硫環(huán)境中泡沫高度穩(wěn)定大于280毫米，緩蝕率大于90%，腐蝕速率僅0.03毫米/年。在川南納10井等試驗(yàn)中，CT5-2展現(xiàn)出卓越的排液效率和地層友好性，五口“瀕死”氣井重獲新生，一舉掃除了含硫有水氣田開(kāi)發(fā)障礙，標(biāo)志著我國(guó)泡沫排水采氣技術(shù)實(shí)現(xiàn)從引進(jìn)跟隨到自主創(chuàng)新的根本轉(zhuǎn)折。
自主攻堅(jiān)
從功勛井重生到全國(guó)推廣
1990年，自流井氣田功勛氣井-自2井被80立方米地層水淹沒(méi)，油壓降至0.2兆帕，日均產(chǎn)氣不足800方，瀕臨報(bào)廢。天研油化團(tuán)隊(duì)攜CT5-2緊急馳援，基于對(duì)藥劑特性的精準(zhǔn)把握，首創(chuàng)“小劑量連續(xù)加注”工藝，每日向2000多米的井筒內(nèi)精準(zhǔn)注入27公斤藥劑。
難熬的九天過(guò)去，井口死寂.....第十天，奇跡出現(xiàn)了，油壓表指針從0.2兆帕快速回升，最終定格至4.8兆帕，“井活了！”至此，這場(chǎng)技術(shù)奇跡開(kāi)啟了自2井持續(xù)60年的穩(wěn)產(chǎn)傳奇，創(chuàng)下了四川油氣田單井“累計(jì)產(chǎn)氣量最多、泡沫排水采氣工藝應(yīng)用時(shí)間最長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益最好”的三個(gè)之最。其成功經(jīng)驗(yàn)推動(dòng)了排水采氣工藝在四川盆地的廣泛應(yīng)用，為復(fù)雜氣井開(kāi)發(fā)提供了技術(shù)范例。
自2井的多次遇險(xiǎn)獲救，展現(xiàn)了精細(xì)管理和技術(shù)創(chuàng)新的重要性，一次次的“絕處逢生”，更為后續(xù)氣井的安全生產(chǎn)和高效開(kāi)發(fā)提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)，提升了整個(gè)天然氣行業(yè)的技術(shù)水平和管理能力。
一段時(shí)期內(nèi)，自2井日產(chǎn)氣穩(wěn)定在7~8萬(wàn)方，至其步入生產(chǎn)后期，累產(chǎn)天然氣超50億立方米，可滿足超過(guò)1500萬(wàn)個(gè)家庭、4500萬(wàn)人一年的用氣。
自2井的成功像一塊巨石投入平靜湖面，全國(guó)有水氣田泡沫排水需求激增。而傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝短板日益凸顯，CT5-2藥劑成本高，受制于原料和生產(chǎn)工藝的缺陷，規(guī)�；a(chǎn)步履艱難。困局之下，工藝革新的接力棒交到唐永帆、范波等第二代“西油泡排人”手里。他們?cè)h(yuǎn)化工廠開(kāi)展工藝攻關(guān)，不顧刺鼻的硫磺味，一遍又一遍，記錄下300余組中試數(shù)據(jù)。
1994年春，一場(chǎng)靜默的工藝革命悄然完成——固體藥劑磺化新工藝成功投產(chǎn)。這項(xiàng)革新使噸成本直降3000元，日產(chǎn)能提升30%，徹底解決規(guī)�；a(chǎn)瓶頸難題。1996年，范波等人在前輩的基礎(chǔ)上，主導(dǎo)開(kāi)發(fā)了多效起泡劑—CT5-7，該劑突破了國(guó)外常規(guī)起泡劑的局限，繼CT5-2后獲得了更大的技術(shù)飛躍。
至1999年，自主研發(fā)的泡沫排水藥劑覆蓋至西南油氣田、長(zhǎng)慶油田、中原油田等油氣田千余口氣井，累計(jì)服務(wù)3000余井次。在川渝含硫氣田中，單井增產(chǎn)率達(dá)40%，國(guó)產(chǎn)化率100%，成本僅為進(jìn)口藥劑的五分之一，成為“降本增效”的典范，獲得多項(xiàng)四川石油管理局科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)，深化研究、配套藥劑也獲得四川省科學(xué)進(jìn)步獎(jiǎng)。
從原始創(chuàng)新到工藝革新，西南油氣田通過(guò)一次次具體突破支撐起CT5-2到CT5-7的技術(shù)迭代，更完成了從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)化的壯麗征程，鑄就了中國(guó)泡沫排水采氣技術(shù)不可撼動(dòng)的基石地位。
時(shí)代跨越
從頁(yè)巖氣破壁到標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)
歷史的車輪駛?cè)腠?yè)巖氣時(shí)代，新的“卡脖子”困境橫亙眼前。因頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)生產(chǎn)特征與常規(guī)氣存在較大不同，頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)初期，長(zhǎng)寧H3-1井作為國(guó)內(nèi)首口泡沫排水試驗(yàn)井，面臨“出水規(guī)律不同、攜液效率不同、產(chǎn)氣規(guī)律不同、生產(chǎn)工藝不同以及管理要求不同”諸多困境，生產(chǎn)再次陷入僵局。面對(duì)重大技術(shù)壁壘，西南油氣田天研院油化技術(shù)團(tuán)隊(duì)再次發(fā)起沖鋒。
2016年，蔣澤銀等第三代“西油泡排人”站在了技術(shù)攻堅(jiān)的最前沿。這次不僅僅是對(duì)藥劑性能突破的要求，更需要解決的是現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)性難題，復(fù)雜井況、加注工藝、加注設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)管理的難題像一張“網(wǎng)”企圖牽絆住技術(shù)專家前行的腳步。
實(shí)驗(yàn)室燈火長(zhǎng)明，團(tuán)隊(duì)深挖藥劑分子構(gòu)效關(guān)系，找到高溫高鹽環(huán)境下失活的原因。歷經(jīng)百余次配方優(yōu)化，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新引入兩性離子“分子錨”結(jié)構(gòu)，成功研發(fā)出CT5-7C特種起泡劑，在150攝氏度、70克/升礦化度鹽水中仍能保持穩(wěn)定泡沫結(jié)構(gòu)，徹底攻克難題。
經(jīng)過(guò)不斷探索和現(xiàn)場(chǎng)的充分實(shí)踐，充足的數(shù)據(jù)使蔣澤銀團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新研發(fā)了泡沫排水自動(dòng)加注等系列裝置，而后隨著李佳博士的加入，泡沫排水采氣技術(shù)不斷向智能化深入，他構(gòu)建起系列模型，解決了藥劑如何加、何時(shí)加等問(wèn)題，最終使泡沫排水藥劑自動(dòng)精準(zhǔn)加注進(jìn)各井井筒，也建立起頁(yè)巖氣井泡沫排水采氣管控系統(tǒng)。
依托這一自主技術(shù)，在長(zhǎng)寧H3-1井打出漂亮“翻身仗”：藥劑首日應(yīng)用，該井日產(chǎn)氣量從1.0萬(wàn)方躍升至1.28萬(wàn)方，增幅近30%，穩(wěn)定生產(chǎn)周期從45天延長(zhǎng)至180天，單井年藥劑費(fèi)用節(jié)約成本68萬(wàn)元。這場(chǎng)從分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到工業(yè)應(yīng)用的100%自主突圍，標(biāo)志著頁(yè)巖氣泡沫排水技術(shù)實(shí)現(xiàn)歷史性自主自立，這是國(guó)人技術(shù)自信的充分彰顯。
更振奮的是，以此為起點(diǎn)，該技術(shù)推廣至整個(gè)川南頁(yè)巖氣田，成為支撐川南頁(yè)巖氣年產(chǎn)能突破120億方的核心支柱。
技術(shù)突破需要標(biāo)準(zhǔn)護(hù)航。西南油氣田以四十年技術(shù)積淀為基石，構(gòu)建起完整的標(biāo)準(zhǔn)化演進(jìn)鏈條。1995年，凝聚天研院十年智慧與現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《排水采氣用起泡劑CT5-2》(SY/T5761-1995)頒布，首次系統(tǒng)規(guī)范起泡、穩(wěn)泡和攜液性能等8項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，支撐國(guó)產(chǎn)藥劑覆蓋全國(guó)3000口氣井。
進(jìn)入頁(yè)巖氣時(shí)代，標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)踏上更高征程：2020年，形成中國(guó)石油集團(tuán)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為長(zhǎng)寧區(qū)塊66口井規(guī)�；瘧�(yīng)用提供技術(shù)準(zhǔn)則，支撐當(dāng)年增產(chǎn)天然氣2.82億立方米；2023年，聯(lián)合中石油、中石化等10家單位制定的《頁(yè)巖氣排采工藝技術(shù)規(guī)范第3部分：泡沫排水》由國(guó)家能源局發(fā)布，首次系統(tǒng)規(guī)范平臺(tái)井組整體工藝設(shè)計(jì)、裝置配套及加注流程，填補(bǔ)全球頁(yè)巖氣泡沫排水專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)空白；2025年，開(kāi)展《泡沫排水采氣用起泡劑評(píng)價(jià)方法》修訂工作，進(jìn)一步提升標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)用性。
從首個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)到各大油氣田推廣應(yīng)用的全球引領(lǐng)，西南油氣田以“技術(shù)突破驅(qū)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)，標(biāo)準(zhǔn)體系反哺技術(shù)推廣”的雙螺旋模式，詮釋了自主創(chuàng)新的中國(guó)范式。
四十載薪火相傳，鑄就國(guó)之重器。從威遠(yuǎn)紅村的技術(shù)自救，到標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)在平臺(tái)井組的落地生花，三代西油天研人從工藝淬煉的堅(jiān)守，到精準(zhǔn)施治的執(zhí)著，再到頁(yè)巖氣站場(chǎng)不服輸?shù)耐粐�，建立起一座“攻�?jiān)克難、精益求精”的精神寶庫(kù)，以持續(xù)創(chuàng)新打破能源困局。
當(dāng)深層氣藏被智慧與科技的力量層層“喚醒”，沉睡億萬(wàn)年的氣龍?jiān)诘叵罗Z然涌動(dòng)，監(jiān)控屏亮起實(shí)時(shí)產(chǎn)量曲線。這些跳動(dòng)的數(shù)據(jù)，正是紅村燈火在新時(shí)代的璀璨延續(xù)，延續(xù)的背后是不懼挑戰(zhàn)、勇于追夢(mèng)、壯志滿懷的生動(dòng)實(shí)踐。終于，這場(chǎng)由西南油氣田天研院開(kāi)始、三代西油天研人接續(xù)奮斗的“泡沫里的革命”，終將翻涌的泡沫化作了保障國(guó)家能源安全的澎湃力量。(完)
