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《中国教育报》电子版

2020年05月21日 16:49来源:未知手机版

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> 钻井中有一项工程作业叫固井,因其耗资巨大、工艺复杂、无法重来,被称为“一锤子买卖”。固井失败,几千万元的投入就打了水漂。西南石油大学从1977年建立固井团队至今,几代人艰苦探索40余年,到了郭小阳教授领衔的这一代,已经掌握了一系列“硬核”技术,因而油田有“固井有困难,就去找西南”一说。

 一举替代国外产品

 “气窜”是制约固井作业质量的一大顽症,是国际石油工程界公认的难题。2006年重庆开县罗家二井井喷失火事件,2010年美国墨西哥湾钻井平台爆炸倾覆事件,都是固井质量不良和气窜诱发。能否攻克气窜,保证固井成功,不只是投资效益问题,更是事关生命安全和生态环境的大问题。

 上世纪80年代初,大庆、胜利、四川、中原、新疆等主要油气田,都存在气窜问题,有的还相当严重。拥有先进技术的美国哈里伯顿、斯伦贝谢等跨国技术服务巨头曾说:“你们中国人要想解决这个问题就要来买我们的产品和服务。”而他们的王牌产品约3万美元一吨,折合人民币约20万元,国家每年要付出大量的外汇。

 一次,郭小阳和高光昭在建材市场看到加了发泡剂的材料,产生了新的科研思路并进行了防窜技术开发研究,成果出来后在大庆油田进行了9口井的工业试验,这是西南石油大学第一次向油田有偿转让科研成果。

 后来郭小阳又研发成功工艺更简便、效果更显著的KQ系列防气窜添加剂,在四川选了5口高压气井进行工业试验获得成功,随后又在中原、新疆、吉林等油田应用全部获得成功。产品经石油部鉴定后推广应用,定价仅为美国的十分之一。从1987年至今30多年,我国油田一直在用这个产品,一举替代了国外产品。

 多次刷新世界纪录

 随着浅层、易开采储量的递减,开发深层油气资源是石油工业的发展方向,这给固井带来更大的挑战。郭小阳领衔的第三代固井科研团队,针对深井超深井固井中的重大工程技术瓶颈,开展了一系列理论和技术研究,取得了一批重大的理论创新和技术突破。

 上世纪90年代末,新疆石油局在准噶尔盆地钻井中遇到超高压、严重漏失地层,固井难度极大。郭小阳带领团队与现场科技人员一起,开发设计出国内第一套超高密度隔离液与水泥浆体系,在国际上首次进行深井塞流作业获得成功,使新疆石油局超高压固井技术领先国内,为今天新疆石油局建设环玛湖10亿吨储量大油田奠定了固井技术基础。

 2011年到2014年,“低压易漏长裸眼防漏固井理论与技术”在塔里木油田应用,将低密度水泥浆一次性上返至地面,封固井段长度从4500米、5867米、6500米一直提高到7000米,多次刷新世界纪录。2015到2016年,“塔里木库车山前低返速配套固井理论与技术”连续创造了6130米、7368米、7440米尾管小间隙、超高密度固井水泥浆一次性上返全封的世界纪录,成功解决了困扰西气东输源头气田20余年的固井难题。

 2014年到2016年,“固井前调整钻井液性能提高井固井质量的理论与技术”在大港油田采油三厂和冀东油田应用100余井次,固井质量全优,成功解决了调整井固井质量差、后续生产严重出水甚至只出水不出油等困扰大港油田40多年的技术难题。这项技术为我国东部老油田焕发青春和增储上产闯出了一条新路。此后,郭小阳团队的固井设计思想与工作方法被油田广泛采用,培养出了多位固井能手。

 一直在与国外公司比武

 25年前,长庆油田在鄂尔多斯盆地的苏里格发现了大气田,但储层3500—4000米以下,漏失井段长,漏失最严重,勘探8年之久几乎没有水泥浆能够返出井口,固井质量全国最差。

 那时正值我国申办奥运会,长庆油田担负着向北京供气的政治任务,为了尽快投产,先后请来了美国哈里伯顿、斯伦贝谢和日本新日铁,这些国际巨头要价一个比一个高,油田难以承受。他们想到了“西南”,便发电报给固井研究室负责人刘崇建,刘崇建派郭小阳顶了上去。郭小阳率领团队整整干了3年,曾在油田连续工作了189天,他们研发的“低压易漏长裸眼地层注水泥成套技术”解决了困扰长庆8年的难题,替代了国外公司昂贵的技术方案,奠定了苏里格气田安全开发的重大工程技术基础,中石油再次向全国钻井系统发出表彰通报。1999年,该成果获得中石油科技进步一等奖,这是我国固井领域的第一个最高级别奖励。现在,长庆油田已连续5年稳产5000万吨以上,成为我国第一大油田,被誉为“陆上新大庆”,而其固井主体技术25年前即以奠定。

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