专家简介
孙新革
56岁,正高级工程师,新疆油田公司企业首席专家,主要攻关方向为油气田开发。
获省部级奖22项,主持SAGD重大开发试验,取得了重要创新成果,使我国陆相强非均质稠油油藏开发技术处于国际前列。
率团队成员持续理论方法创新,推动稠油开发技术升级换代,是新疆油田稠油400万吨长期稳产的主要贡献者。
在克拉玛依市乌尔禾区东北方向,有一处独特的风蚀地貌,名为风城,人们习惯称它为“魔鬼城”。新疆油田公司风城油田作业区就坐落在这里。
风城油田作业区是我国最大的优质环烷基稠油生产基地,为稠油、超稠油开发区,因超稠油黏度大且易凝固,很难开采,因而被称为“流不动的油田”,是世界公认的原油开采“禁区”。
1990年7月,刚刚毕业于中国石油大学(华东)煤田、油气地质与勘探专业的孙新革不会想到,他今后的工作将深深地扎根在这个“禁区”里,生根、发芽,开出美丽的花朵,结出丰硕的果实。
不易流动的油藏
从20世纪90年代初到2005年,新疆油田多次组织科研人员对超稠油资源进行小范围开发试验,均以失败告终。在此后15年时间里,新疆油田还三次邀请国际三大石油公司前来洽谈合作开发事宜,均被对方拒绝。他们的理由很简单:风城超稠油油藏条件太复杂、黏度太高、物性太差,不具有任何开发价值。
风城超稠油油藏是低品位油藏,有三个方面的特点:一是孔隙结构复杂,二是隔夹层发育和分布不稳定,三是原油黏度高。简单来说,就是按照传统驱油的注蒸汽或注水等方法都不可行。
“1990年,我们在风城油田试采超稠油,试采出的稠油冷却到二三十摄氏度时就会凝固,人踩上去硬邦邦的。我当时就傻眼了,这么稠的油怎么能采出来呢?”孙新革说,要想将稠油从地下开采出来,就必须先让它流动起来,但显然风城油田的稠油是不容易流动的。
2007年,新疆油田公司生产形势恶化,按照老区产量递减趋势,如果新产量不及时补充,将难以保持1000万吨年产量。公司决策层又把目标瞄向风城超稠油。这时,孙新革建议,启动SAGD开发超稠油资源。
找到开发“金钥匙”
什么是SAGD?SAGD是“蒸汽辅助重力泄油”技术的英文简称,是一种将蒸汽从位于油藏底部附近的水平生产井上方的一口直井或一口水平井注入油藏,被加热液化的稠油和蒸汽冷凝液利用重力作用流到油藏底部的水平井,然后将其采出的采油方法。
其实,早在20个世纪70年代末,加拿大石油专家就研究试验并推出了SAGD技术。1998年,在国际第十届重油及油砂大会上,加拿大与会专家利用多媒体介绍并宣称:“利用SAGD技术,可以将超稠油采收率提高到50%以上。”
这让孙新革感到不可思议因为采用传统的注蒸汽热采技术,超稠油采收率均在20%左右。他开始密切关注并不断收集有关SAGD技术的信息和发展动向。
在孙新革的提议下,SAGD技术开始被新疆油田公司纳入重要的攻关议程。
为了攻克难关,2007年至2012年,孙新革与科研技术团队经过艰苦奋斗,通过“引进—模仿—再创新”,为风城油田3.6亿吨超稠油开发找到了“金钥匙”,探索出了适合新疆油田浅层超稠油油藏的双水平井蒸汽辅助重力泄油技术(以下简称“双水平井SAGD技术”),破解了超稠油开发的世界级难题。
双水平井SAGD技术是一种类似于“烧烤”的开发技术,是在油藏底部平行部署一对注汽井和生产井,并向井内注入超高温蒸汽,将稠油逐渐“烤化”流动后,在重力作用下下泄采油的方法。这种采油方法具有高采油能力、高油汽比、高采收率等优势。
之后的10年里,针对风城超稠油SAGD开发的系列技术难题,孙新革带领团队不断攻关,自主研发了十大技术,形成了完整配套的钻完井、注汽、举升、监测等配套工艺及设备,实现了新疆浅层超稠油油藏的工业开发,SAGD技术成为新疆油田超稠油规模开采和稳产上产的核心技术。
利用该技术,新疆油田公司建成了我国最大的双水平井SAGD工业化生产基地,该技术成为新疆稠油400万吨稳产的主体开发技术。同时,新疆油田公司SAGD技术还走出了国门,服务于北美超稠油、油砂项目。
绿色开发超稠油
SAGD技术解决了稠油开采难题,但该技术从蒸汽的生产到采出原油等环节都伴随着能量的高损耗。
数据显示,新疆油田公司稠油产量占该公司总产量的32%,但其消耗的能量却占该公司总能耗的80%。在“双碳”及高质量发展要求下,超稠油开发“油田老龄化、资源劣质化、热采高能耗”问题凸显,SAGD技术需转型升级,稠油开发减碳降耗迫在眉睫。
为此,新疆油田公司制定“十四五”稠油高效、低碳开发思路,立足“少用蒸汽、不用蒸汽、余热利用”,拟用电加热和溶剂辅助SAGD技术推进低碳开发,还创新性提出双水平井SAGD电加热辅助启动法。
2017年,孙新革带领联合团队研究井下电加热器传热传质机理。经过6年攻关,井下大功率电加热SAGD预热技术实现多项创新,申报5项发明专利。
2023年6月,风城油田作业区现场试验结果显示,通电加热后井筒温度上升并稳定,首轮替液作业产油量达270吨。该技术改变传统注蒸汽模式,热效率提高了20%,蒸汽用量减了90%。
成功实现“以电代气、以电代汽”,可减少天然气、蒸汽使用及二氧化碳排放,降低成本,应用前景广阔。此技术将成为稠油绿色低碳与新能源协同发展的桥梁,随着新疆新能源及光伏绿电基地的推进,将促进技术与新能源融合,蹚出超稠油“低碳”—“零碳”—“负碳”开发之路。
稠油开发成果丰
多年来,一直致力于稠油开发工作的孙新革成绩斐然。
他承担了“十一五”至“十四五”国家及集团科技项目,获省部级科技进步奖22项,其中,特等奖2项、一等奖5项,发表30余篇论文;主持《浅层超稠油开发关键技术研究与应用》和SAGD重大开发试验,使陆相强非均质稠油油藏开发技术国际领先,立足稠油成藏规律,新增探明储量1.5亿吨,建产能500万吨;发展超浅层水平井技术,单井产油量达直井3倍;创新SAGD立体开发,建成低品位超稠油百万吨基地;创新驱泄复合技术,采收率提高28个百分点;持续理论创新,形成新一代稠油主体开发技术,采收率从30%提至65%;拓展蒸汽驱、SAGD、火驱原油粘度界限,支撑新疆油田稠油年产400万吨稳产15年,获集团科技进步特等奖;实施学术带头,针对“三化”问题,提出“十四五”攻关思路及高效低碳循环开发方式,建先导试验区;组建多支团队,创新多项技术,有效支撑400万吨稳产;新组建绿色低碳团队,推进清洁替代和转型。
从一名普通工程师成长为新疆油田公司企业首席专家、享受政府特殊津贴的高层次专业技术人才,孙新革一路走来,留下了一个个坚实的脚印。在稠油开发与研究的道路上,他带领团队披荆斩棘,历经不懈努力,最终探索出了一条独属于新疆油田的稠油发展之路。
如今,孙新革依然奋战在稠油开发的第一线,他用自己的行动诠释着一名石油科技工作者的责任与担当。他的故事,激励着无数后来者在石油领域不断探索、勇往直前,继续书写着新疆油田稠油开发的壮丽篇章。