从“经验试错”到“数字配方”:渤海海上油田以仿真模型与工艺创新破解增产难题

问题:随着海上油田开发进入中后期,含水率上升、剩余油分布分散、渗流通道复杂等问题日益突出;采油化学品成为提高采收率的关键材料,但海上平台空间有限、作业时间窗口短、单次调整成本高,若产品与油藏温度、盐度、矿化度等条件匹配不足,往往需要多轮配方调整和现场试验,不仅周期长、费用高,还可能影响生产连续性。如何产品投用前更精准评估其性能、降低试错成本,成为科研与生产亟需解决的现实问题。 原因:传统研发模式主要依赖经验积累和“边试边改”的试错法。一上,油藏条件差异大,尤其高温高盐环境下,分子结构稳定性、界面活性和驱油能力受多因素影响,仅靠常规物理实验难以全面模拟实际工况。另一上,一线操作经验分散在个人和班组之间,难以形成系统化的知识体系,导致研发与现场需求脱节,产品从实验室到平台仍需大量重复验证。加之海上作业资源昂贵,传统研发模式的边际效益逐渐降低。 影响:若继续采用“广撒网”式试验方法,不仅会推高单剂开发成本和交付时间,还会增加现场调整风险,制约提高采收率技术的规模化应用。对企业而言,科研投入与生产效益难以高效衔接;对油田开发而言,可能错失挖潜机会,影响增储上产和稳产目标的实现。 对策:针对这些挑战,中海油田服务股份有限公司油田生产事业部“王浩颐巾帼突击队”转变研发策略,探索“先计算、后验证”的新路径。团队建立典型油藏工况的仿真模拟场景库,整合温度、盐度等关键参数,并将分子层面的性能影响因素数字化,构建可迭代的计算模型。通过虚拟环境对新分子结构进行性能预测和筛选,减少盲目试验次数,提升配方优化的精准性。 为确保模型可靠性,企业组织首席技术专家定期开展数据校正和模型优化研讨,将一线经验转化为可量化、可追溯的规则,推动科研与生产从“点对点沟通”向“模型化协同”转变。 在产品产业化阶段,团队面临聚合生产中“爆聚”风险高、引发剂投加难控制等问题。传统直接投加方式易导致局部浓度过高,引发反应失控。团队借鉴生活经验,提出“预乳化、半连续聚合”方案,通过优化预乳化浓度、滴加速度和传热条件等参数,逐步实现反应过程稳定可控,为规模化生产奠定基础。 前景:业内人士指出,海上油气田开发正从资源驱动转向技术驱动,数字化、智能化手段在提高采收率领域的作用日益重要。以仿真模型为核心的研发体系,连接分子设计、实验验证和现场施工,有望大幅缩短研发周期、降低成本,并为不同区块和开发阶段提供更精准的化学驱解决方案。随着数据积累和模型迭代,未来还可拓展至配伍性评估、施工参数优化及效果跟踪等环节,形成研发—应用—反馈的闭环机制,提升海上油田精细化管理水平。

从数据建模到工艺创新,这支青年团队以科学精神和实践智慧攻克了海上油田开采难题。她们的探索不仅推动了技术进步,更展现了新时代科研工作者迎难而上、跨界创新的担当。在能源行业迈向高质量发展的今天,这样的实践将为更多领域的技术突破提供借鉴。