重慶科技大學(xué)：讓科研成果從“書架”走向“貨架”

一個大型圓柱體，長4米、直徑1米，模型體量居世界首位；工作溫度可達(dá)425攝氏度，壓力可達(dá)35兆帕；最大地層傾角可達(dá)45度；可模擬任意井網(wǎng)井型的重稠油開采環(huán)境……在重慶科技大學(xué)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，這個被稱為“大三維”的實(shí)驗(yàn)裝置，由該校歷時4年自主研發(fā)，也是該校系列優(yōu)質(zhì)科技成果走向生產(chǎn)線的一個縮影。

近年來，重慶科技大學(xué)認(rèn)真落實(shí)深化科教融匯、產(chǎn)教融合的戰(zhàn)略部署，著力探索油氣開采重難點(diǎn)問題，讓高?？蒲谐晒麖摹皶堋弊呱稀柏浖堋薄?/p>

探索一：提高稠油采收率

“隨著我國經(jīng)濟(jì)快速增長，對能源的需求也持續(xù)增長。”重慶科技大學(xué)石油與天然氣工程學(xué)院院長戚志林介紹，我國油氣對外依存度很高，先后在2017年和2018年，成為全球最大的原油、天然氣進(jìn)口國。

雖然我國海上稠油資源量非常豐富，但常規(guī)稠油熱采技術(shù)存在熱量利用率低、蒸汽制備成本高等諸多難題。

“產(chǎn)業(yè)需求在哪兒，科研方向就在哪兒！學(xué)校很多科研成果，就是在解決一個個具體難題中產(chǎn)生的。”重慶科技大學(xué)校長趙明階說，重慶科技大學(xué)圍繞國家戰(zhàn)略需求，主動走出去，聯(lián)合石油企業(yè)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)室配置。

室內(nèi)實(shí)驗(yàn)測試數(shù)據(jù)顯示，超臨界多源多元熱流體驅(qū)油效率比常規(guī)蒸汽高出近15%，預(yù)計可提高稠油采收率近10個百分點(diǎn)。但從室內(nèi)試驗(yàn)走向規(guī)?；瘧?yīng)用，并不容易。

“超臨界多源多元熱流體注入后究竟效果怎么樣？”在戚志林看來，這是應(yīng)用過程中首要需要回答的問題。隨著超臨界多源多元熱流體的不斷注入，熱流體在地層中的加熱范圍不斷擴(kuò)大，超臨界區(qū)域不斷擴(kuò)展，可能有其特殊的規(guī)律。

能否研發(fā)一套設(shè)備，在室內(nèi)盡可能真實(shí)地反映地下注入過程和特征？翻文獻(xiàn)、詢專家、走訪國內(nèi)外高校和研究院所……戚志林與團(tuán)隊(duì)反復(fù)修改設(shè)計方案，一次次計算、桌演、優(yōu)化，攻克稠油注超臨界多源多元熱流體室內(nèi)物理模擬系統(tǒng)技術(shù)難關(guān)。

對稠油注超臨界多源多元熱流體過程的物理模擬，除了高溫密封，溫度壓力監(jiān)測也是關(guān)鍵，怎么在模型箱內(nèi)安裝“眼睛”？戚志林通過廣泛調(diào)研，優(yōu)化設(shè)計，實(shí)現(xiàn)了在幾米長的本體模型上設(shè)置幾十個到上千個溫度和壓力測點(diǎn)，在不影響滲流場的前提下實(shí)現(xiàn)對溫度、壓力分布和時變特征的實(shí)時監(jiān)控。

探索二：氣田水侵規(guī)律及防控

讓科研成果從“書架”走向“貨架”，戚志林的實(shí)踐是重慶科技大學(xué)科技成果轉(zhuǎn)化工作的一個縮影。

四川盆地碳酸鹽巖氣田儲層性質(zhì)多變，氣水關(guān)系復(fù)雜導(dǎo)致水侵機(jī)理及侵入規(guī)律認(rèn)識不清，防水控水難度很大。

水是從哪里侵入到儲層內(nèi)的？一個下雨天，戚志林獨(dú)自走在校園里，看著地下的雨水沿著固定的路徑流到下水道，“地層水侵入儲層也一定有特定路徑，這些路徑符合一定的規(guī)律?！?/p>

在隨后的日子里，水侵路徑、水侵動態(tài)儲量變化、氣井見水時間、水封氣再動用等方面的實(shí)驗(yàn)、理論與技術(shù)漸漸地都有了答案。非均質(zhì)多重介質(zhì)有水氣田水侵實(shí)驗(yàn)評價、千萬級網(wǎng)格精細(xì)數(shù)值模擬、非均質(zhì)多重介質(zhì)有水氣田水侵動態(tài)評價及防控等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)得以創(chuàng)新。

該項(xiàng)成果《四川盆地碳酸鹽巖氣田水侵規(guī)律及防控關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用》獲評為2021年重慶市科技進(jìn)步獎一等獎。該項(xiàng)目支撐普光和安岳2個特大型有水氣田累產(chǎn)超1700億方，并在塔里木盆地和土庫曼斯坦阿姆河氣田等國內(nèi)外有水氣藏開發(fā)中推廣應(yīng)用，在保障國家能源戰(zhàn)略安全的同時，促進(jìn)了川渝地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展。

探索三：連續(xù)管安全高效作業(yè)

提高我國油氣勘探開發(fā)效益、保障國家能源安全，需要奮力攻克“卡脖子”的技術(shù)瓶頸。

油氣開采對復(fù)雜非常規(guī)油氣井工程提出了重大需求。在非常規(guī)油氣開發(fā)過程中，老井、死井、深井等復(fù)雜油氣井問題越來越多，采用連續(xù)管技術(shù)，雖可實(shí)現(xiàn)非常規(guī)深井老井側(cè)鉆、死井復(fù)活等安全高效鉆井與增產(chǎn)作業(yè)，但連續(xù)管作業(yè)流阻大、攜巖難，摩阻大、易疲勞，易引發(fā)井漏、井噴、卡鉆及疲勞失效等井下復(fù)雜事故。

石油與天然氣工程學(xué)院教授侯學(xué)軍帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)每天駐守在鉆井現(xiàn)場，不斷優(yōu)化設(shè)計方案，歷經(jīng)多次失敗后終獲突破，目前，該項(xiàng)成果《復(fù)雜工況井下連續(xù)管安全高效作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用》已獲評為2023年重慶市科技進(jìn)步獎一等獎，并在川慶、江漢等地油氣田獲推廣應(yīng)用。

“從科研到技術(shù)再到產(chǎn)品，是一條漫長的路。但是在重慶科技大學(xué)，只要有一項(xiàng)比較成熟的科研成果通過遴選且采取形式多樣的轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化模式，就能實(shí)現(xiàn)從‘書架’到‘貨架’的轉(zhuǎn)變?！睂W(xué)校黨委書記黎德龍說，“我們做好制度設(shè)計，破除科技管理體制機(jī)制障礙，打消科研人員不愿主動創(chuàng)新的顧慮，提高其成果轉(zhuǎn)化的能力?！保ㄖ袊逃龍?中國教育新聞網(wǎng)記者　楊國良）