展望油氣田的開發新技術——訪中國石油勘探開發研究院開發規劃所竇宏恩博士

■ 本刊特約記者 激 揚

在美國堪薩斯大學訪問

油氣田開發專業從開發地質到油田地面工程涉及基礎學科較多，可謂點多面廣。從油氣發現到開采，這個專業已有百余年的歷史了。通常，被人們稱為“活頁夾”專業。近年來，隨著技術的發展，已經使得水驅原油采收率提高到70%以上將成為現實。我帶著濃厚的興趣，從多角度采訪了中國石油勘探開發研究院竇宏恩博士，竇博士是該院研究生部碩士研究生導師。長期從事油氣藏工程、采油工程、石油機械、油氣田科技發展規劃等研究。

問：您在油氣開發領域中從事過鉆完井、油藏、采油等研究工作，并于2010年在美國做過訪問學者，也曾經研究了美國油氣法規及政策，您有什么樣的思考？

答：從表面看，這幾項工作雖然有較大的不同，其實它們有著千絲萬縷的聯系，都通過提高油氣采收率這條主線將它們貫穿起來了。鉆完井是提高采收率的最關鍵環節，鉆完井全過程保護油層，就要求了解儲層巖石、流體和耦合流動等特性，研制出污染最小的鉆完井液，達到保護油層的目的，從而從油田開發一開始就將提高油氣采收率放在第一位。油藏工程研究要求選擇一種合理的開發方式、井型等，這個環節雖然是一種設計，但這個設計質量的好與壞是油田開發成敗的關鍵，同樣會影響到油氣最終采收率。采油過程的各類技術措施的應用及油井維護都與提高油氣采收率有極強的關聯性，常常使用的油水井堵水和調剖，其目的改變了注入介質的波及和流向，從本質而言，也都影響提高油氣采收率。不論鉆完井、油藏還是采油它們針對的目標都是“油藏”這個共同目標，每個環節的研究最終都直接影響到油氣采收率的大小。

2010年我在美國塔爾薩大學做了近1 年的訪問學者，主要針對美國油氣法規做了一些相關的研究。100年以前，美國就已經制訂了較完整的油氣法，目的是力圖通過一種權力機構，使礦權所有人都能公平地分享油氣資源，從而保護礦產所有人的相關權益。美國油氣法主要由油氣保護法、油氣產權法、油氣租賃法和油氣稅法4大部分組成。整個法律不僅強調油氣資源節約，還鼓勵油氣合理開發，防止油氣浪費，使油氣最終采收率最大化。油氣法每個部分的主要條款都是建立在保護公眾利益及合理的資源開發，平衡公眾利益與私人權利條款基礎上的。在美國聯邦政府的油氣法之下，各州又建立了州油氣法。另外，在國家和州政府層面還具有完備的、詳細的油氣開發規則和法規，主要體現在五個方面：一是油氣勘探開發規則；二是油氣供應控制法規；三是污染控制法規；四是安全法規；五是油氣業務決策控制法規。美國油氣法及上述五個方面的內容對我國未來建立油氣法，都具有參考和借鑒意義。

問：您能談談您自己的科研工作和體會嗎？

答：國家重大專項的研究是國家科技部下達的攻關性課題，要求理論有創新，技術有發展，應用有實效。我負責的國家重大專項43個項目中的其中一個專題——油氣開發理論及技術研究，突出的是理論技術研究，這個研究定位在總結、集成與提升其它油氣重大專項的理論成果和技術成果，在總結的基礎上，我個人還針對目前低滲透油藏開發中存在的幾個理論問題做了一些深入研究，主要研究了低滲透油藏應力敏感性問題，厘清了“地層壓縮系數”及“壓實系數”幾種常用巖石壓縮系數的概念，及其在儲量估算、試井分析和油藏模擬中正確使用問題，從理論和實驗兩個方面證明了低滲透儲層在滲流過程中存在較強的應力敏感性。通過幾年的理論探索與研究，我的主要體會是：創新的動力是興趣，多數創新不是發生在專業環境下，是自覺意識（沒有強制性）下的產物；研究的靈感進入人們腦子的時間與及時抓住靈感不分“上下班”時間。如果壓制科研靈感，可能就會錯失創新時機；科技創新絕不是一蹴而就的事情，做科研要腳踏實地，實事求是，力戒浮躁、浮淺及浮夸的3浮（3F）現象，淡化追名逐利的功利意識，只有這樣在科技田園中的常年耕耘才會有一點收獲。

問：你認為近期或未來一個時期，我國油氣開發的發展方向是哪些？

答：我國常規油氣田開發（老油田）基本已進入深度開發階段，而非常規油氣開發才剛剛開始。常規油氣開發依然是我國較長一段時期油氣開發的重點領域，而非常規油氣開發是我國未來油氣的主要增長點，針對我國油田開發實際，就我個人認為我國未來大型油氣田開發理論及技術發展方向是：（1）解決高含水/特高含水油田后期水驅油高效驅替，科學開采問題，揭示高/特高含水油田水驅規律，建立新的高/特高含水油田有效水驅油理論，形成特高含水油田同井采注技術；高含水油田解決化學驅過程中的復雜滲流問題，正確認識聚驅、復合驅、泡沫驅和二氧化碳驅過程中物理化學作用下的相變及非牛頓流體的滲流規律，創立不同驅替介質大幅度提高原油采收率的滲流理論，發展形成適合各種驅替介質的井筒及地面注采工藝技術。（2）解決低滲/特低儲層，裂縫、基質多重介質條件的三維三相滲流問題，揭示低滲透/特低滲透油藏不同驅替介質注入后的儲層流體滲流規律，發展低/特低滲透油藏開發的高效/有效滲流理論，形成適合低滲透油藏開發的高效能量補充、壓裂和舉升技術。（3）解決稠油/超稠油開發中不同熱力作用（蒸汽驅、火燒油層、SAGD等）下巖石、流體固液耦合的復雜流動問題，揭示稠油/超稠油高溫下注蒸汽儲層巖石、流體耦合流動的滲流規律，準確認識稠油/超稠油殘余油和剩余油的分布形態，形成稠油油藏開發的系統理論，形成耐高溫、耐腐蝕的井下各種工具及高效舉升泵。（4）針對高壓氣藏/酸性/低（特低）滲透等復雜氣藏的滲流問題，建立合理的實驗流程，通過物理模擬實驗，開展復雜氣藏的流體物性及相態變化，揭示復雜氣藏在開發過程中相態變化規律及多重介質氣藏非線性滲流規律，創立復雜天然氣藏開發理論，形成適合復雜氣田開發的天然氣開發技術。（5）借鑒美國非常規油氣開發經驗及技術，建立我國非常規油氣的資源評價體系，加大勘探投入，有效、有量的部署探井，真正找到經濟可采儲量，較短時間內將資源量落實到儲量上，將非常規資源的開發利用落到實處。

問：您認為未來一段時間全球油氣開發技術的發展趨勢是什么樣的？

答：未來的主要理論發展包括：非常規油氣識別、評價方法和理論，非常規儲層的巖石破裂機理，非常規油氣的儲層流體流動機理，非常規油氣的產能評價方法及理論等。未來的主要技術發展內容簡要地說包括數字巖心及儲層原位參數測量技術、納米孔喉結構參數測量及描述技術、納米CT掃描巖心動態驅替及分析技術、共享地模及虛擬現實技術、億級網格數值模擬技術、多尺度動態地質建模及閉環油藏管理技術、納米機器人油藏檢測技術、智能流體提高采收率技術、致密儲層及頁巖油氣儲層水平井多段無水壓裂技術、智能井技術、極大油藏接觸技術、新一代的二氧化碳驅油技術等。