□记者 杨云锋
近日,从塔里木油田传来喜讯,由长江大学多相管流团队参与研发的超深井连续油管多级气举技术在塔里木油田5口油井成功应用,管柱最大下深3500米,气举阀顺利实现逐级接替,最大产液量达470方/天,成功拓展了吐哈气举系列技术。
而这,仅仅是“吐哈气举”35年成长史的最新注脚。鲜为人知的是,助力这一民族品牌从无到有,从国内走向中亚、中东、非洲,服务全球近2000口气举井的核心力量,来自长江大学。一所地方高校的科研力量,如何深度参与并支撑起一个国家级技术品牌的崛起?答案,藏在几代科研人扎根基础理论、破解“卡脖子”难题的坚守里。

从“水土不服”到“精准预测”:一套理论撑起一个品牌
1991年的吐哈油田,第一口引入国内的气举井“撂了挑子”。进口的先进工具下了井,出油量却不及预期的一半。
“不是工具不行,是水土不服。”29岁的长江大学青年教师廖锐全蹲在井场,与现场技术人员讨论得火热。他面前摆着一道世界级难题:井筒内气液两相流动极其复杂,国外通用的“双管气举”井下管柱复杂,工艺流程繁琐,无法适应吐哈盆地油藏特点,直接影响了举升效率。
彼时,长江大学(原江汉石油学院)的多相管流课题组已默默耕耘多年。1992年,廖锐全教授所在团队与吐哈油田正式牵手,启动《鄯善油田气举采油技术研究》项目,从此开启了长达30余年的合作攻关。
围绕多相管流计算方法、气举井动态仿真、气举采油优化设计、气举动态分析及工况诊断、气举优化配气技术等方向,团队提出了一系列更加符合我国油田实际情况的井筒压力、温度计算方法,显著提高了计算精度。他们创新性地提出了多年不用起下油管更换井下过气阀、又能使油井经常处于高效工作状态的气举设计方法,并建立了利用地面测试资料对气举井井下工作状态进行诊断的方法。
这些创新技术可在气举井尚未投产之前预知其工作状态,能对气举井进行实时监测,保证油井的正常工作时率,达到以最大产油量和最大经济效益为目标的多目标优化分配注入气量的效果。这些成果的推广与应用大大提高了油气田开发水平和开采效益,填补了国内空白,达到国际先进水平。仅新疆鄯善油田,其气举井平均单井产油量已为常规抽油井的3.3倍。相关技术在吐哈、塔里木、中原等油田运用至今,初步测算已创直接经济效益逾10.7亿元。
这些基础理论研究的突破,为“吐哈气举”品牌的形成奠定了坚实的学科根基。
从“纸上计算”到“实验求证”:一个平台攻克工程瓶颈
理论突破需要实验验证。长期以来,国内缺乏能够真实模拟现场井筒多相流动的大型实验装置,成为制约气举技术进一步发展的“拦路虎”。
2011年底,长江大学与吐哈油田正式签约,联合共建气举试验基地多相管流研究试验平台,这是中国石油天然气集团公司气举试验基地建设的重要组成部分。廖锐全教授团队从总体参数设计到各分系统建设全程深度参与,历经3年建设,于2014年12月通过吐哈油田验收。
这套重型实验装置能进行气水、气油、油气水多种流体在0至90度倾角、常温至90摄氏度、常压至3.5MPa等条件下的多相管流动态研究。2016年10月,中国石油天然气集团公司专家组现场考察后一致认为:具有自主知识产权的大型多相流实验装置多个参数和子系统达到了国际领先水平,是气举试验平台建设的重大突破。平台随后被正式纳入集团公司气举试验基地建设体系。
依托这一平台,团队乘势而上,陆续建成了“水平井变质量流模拟实验装置”“柱塞气举实验系统”“气井动态模拟实验室”等重型装备。这些装置不仅支撑了国家自然科学基金、国家重大科技专项等50余项课题研究,更成为培养高层次人才、开展国际技术交流的核心平台。
从“人工调控”到“智能决策”:一项成果引领行业变革
随着油气行业数字化转型加速,气举技术迎来了智能化升级的关键窗口。廖锐全教授团队敏锐把握行业趋势,率先布局“理论-软件-硬件”三位一体的研究体系。
团队与吐哈油田合作,将复杂系统理论与油田海量数据对接,成功研发出“气举远程智能控制系统”。这一管控一体化的智能物联网平台,通过实时监测油压、套压及注气量等参数,可智能计算气举阀工作状态,实现故障预警、智能诊断与产量优化。系统在吐哈、青海等油田规模化应用后,管理效率大幅提升,人工成本显著降低。相关成果还被成功输出至哈萨克斯坦等海外油田,成为中国气举技术“走出去”的智能化名片。
在海外市场,这套智能化成果同样大放异彩。“吐哈气举”品牌技术助力哈萨克斯坦让那若尔油田建成了全球最大单油藏气举油田,为中油国际阿克纠宾公司油气上产千万吨当量并保持长期稳产提供了强力技术支撑。从人工调控到智能决策,中国气举技术不仅“走出去”,更在“一带一路”能源合作中站稳了脚跟。
35年坚守,换来的是根基深厚的系统性突破。研究成果“脉冲动力系统的稳定与控制”获教育部自然科学一等奖,“气举采油系统技术”获中国石油和化学工业协会科技进步奖二等奖;授权或公开发明专利35项。这些成果有力支持了中国石油天然气集团公司气举试验基地的建设和“吐哈气举”品牌的创建——2021年,“吐哈气举”入选中国石油首批三项“重大科技成果规模化转化示范项目”。
中国工程院院士刘合评价说:“‘吐哈气举’具备提供气举采油采气全生命周期完整解决方案的能力,使中国石油气举技术的研发能力、技术水平和产业产品的性能结构跻身国际先进行列。”
“唯有扎根理论、紧贴现场,才能让科技创新真正服务于国家战略。”这是廖锐全教授对课题组每一届毕业生的殷切嘱托。如今,一批又一批青年学子怀揣初心使命奔赴各大油气田,成为气举技术研发与推广应用的中坚力量,持续为国家能源产业高质量发展、能源安全保障注入青春科创动能。
(审核 张伟 编辑 李胜杰)