本报记者 江池 摄 2012年5月16日，在克拉玛依油田最大的超稠油开发区块——风城油田，一位巡井工正在巡查新式抽油机的运行状况。新式抽油机与传统抽油机相比，节能达到70%，为油田大规模实施节能改造项目和打造智能化油田奠定了良好基础。

    经过二十多年的不懈探索，克拉玛依石油人研发形成的稠油开发系列技术，有不少独特的创新处于世界领先地位。这些技术创新不仅“解放”了亿万年来深埋于克拉玛依地下的稠油，对油田、对城市、对国家作出了独特而重大的贡献，而且在业界赢得了世界性声誉，为全世界的稠油开发提供了“中国样本”和“中国智慧”。

    形成支撑新疆浅层稠油上产技术

    2018年12月23日，《新疆浅层稠油开发关键技术及工业化应用》成果鉴定会在北京召开。会议认为，该成果整体技术达到国际先进水平，其中陆相浅层砂砾岩稠油注蒸汽开采后期转火驱提高采收率和浅薄层稠油注蒸汽开采技术处于国际领先水平，一致同意通过成果鉴定。

    2018年10月，在“第三届重油提高采收率”国际会议上，国际知名稠油专家K.C.yang、Ian Gates等评价：新疆油田公司的稠油开发技术将传统稠油开发技术提升到一个新的水平，引领着稠油提高采收率的方向，推广潜力很大。

    经过二十多年的努力，新疆油田公司在浅层稠油开发关键技术及工业化应用上取得重要突破，并取得4个方面的创新成果，形成了支撑克拉玛依油田浅层稠油500万吨上产稳产的新一代技术——

    形成了浅层稠油、超稠油高效开发成套技术。

    形成了浅层稠油开发技术系列，研发105种新装备，有力支撑了油田高效开采，引领了稠油热采技术的发展方向。

    这标志着稠油热采理论技术转型升级取得成功。该套技术在2010年、2013年、2015年分获“中国石油科技十大进展”。

    二十多年来，随着技术攻关和创新，新疆油田公司浅层稠油开发的多项技术打破了国外垄断，让中国石油人在稠油开发，特别是超稠油开发领域挺直了腰杆，并将“中国智慧”带到了其他国家和地区。

本报通讯员 金鑫 摄 2014年11月21日，风城油田作业区新建产能区块，一部部钻机在钻井施工现场通宵达旦作业。经过数十年努力，克拉玛依油田浅层稠油开发在关键技术及工业化应用上不断突破，为稠油、超稠油的经济有效动用、产能建设、规模开采提供了强大的技术支撑。

    SAGD项目突破诸多禁区

    世界著名稠油开发技术研究机构——加拿大阿尔伯达省创新技术研究院评价：新疆风城油田SAGD项目突破诸多禁区，是低品位超稠油唯一工业化成功的实例，应用前景广阔。

    这个评价从一个侧面体现了该套技术的创新的“世界水平”——

2020年9月21日，风城油田作业区二号稠油联合站员工正在对新稠油处理装置进行巡检作业。本报首席记者 闵勇 摄

    创新强非均质超稠油双水平井SAGD技术，建成风城超稠油一百万吨基地；

    创建了多渗流屏障条件下蒸汽辅助重力泄油理论方法；

    创新双层交错组合、直—平点线组合和平—平线线组合等3类立体井网和两种多分支井型，储量动用程度提高12%，采油速度提高20%—40%；

    发明双水平井间高效预热启动、双水平井SAGD高温汽液界面调控、高温带压汽腔保护作业等9项关键技术，单项和综合指标均优于国际先进水平。

    发明和创建了浅层辫状河强非均质超稠油SAGD开发技术体系，破解了多渗流屏障与蒸汽腔融合高效泄油的世界级难题。被国外三大石油公司判为开发“禁区”的数亿吨超稠油资源的开发难关终被攻克，2018年产油102万吨，预计2025年产油200万吨以上。

2018年12月20日，风城油田作业区采油二站员工正准备对油井进行注汽。 本报通讯员 吴小川摄

    首创注蒸汽尾矿高温火烧驱油理论技术

    2018年5月，13位院士、专家坚定认为：陆相浅薄层砂砾岩稠油注蒸汽开采技术和陆相浅层砂砾岩稠油注蒸汽开采尾矿转火驱提高采收率技术达到国际领先水平。

    新疆油田公司首创注蒸汽尾矿高温火烧驱油理论技术，在红浅油区，提高采收率36个百分点。形成了注蒸汽后尾矿“原位改质—前缘剥离—通道携带”的高温火驱战略接替技术，可以延长油藏的商业开发周期15年，提高采收率36个百分点，建成年产30万吨生产能力，新增可采储量4680万吨。吨油能耗和CO2排放分别下降91%和38%，破解了尾矿绿色高效开发再利用的世界级难题。

    这项“世界首创”的成果来自一个久远的发展背景——

    1984年，克拉玛依油田拉开了稠油规模开发的序幕。二十多年过去了，到2008年，新疆稠油主体区块已进入开发中后期，平均采出程度达到了25%左右，含水率超过85%。

    克拉玛依油田稠油开发的现状，只是中国稠油开发现状的一个缩影。同期的中国稠油已开发的区，普遍进入了注蒸汽开发中后期，面临着采出程度低、油汽比低、吨油操作成本高等问题。

    此时，采用原有的稠油开发方式——注蒸汽开发，已经难以实现中后期稠油的有效开发。克拉玛依稠油乃至中国稠油的开发，亟需新的接替技术。

    为了提高注蒸汽开采后稠油油区开发的采收率，新疆油田公司组织精兵强将，决定开展专项技术攻关。于是，“新疆稠油直井火驱重大开发试验关键技术研发及工业化应用”项目应运而生。

2020年4月22日，风城油田高含盐污水深度处理工程正在紧张施工。（克拉玛依市三达公司供图）

    火驱技术是指通过注汽井连续注入空气，点燃油层中的油加热油层，使稠油变软变稀增加流动性，然后将原油推向生产井被开采出来的一种稠油热采技术，具有热效率高、采收率高、节能减排等优势。利用火驱技术，稠油油藏采收率最高可达70%至80%。

    火驱技术虽然采收率高，但面临在地层中原油燃烧过程复杂等诸多问题。与此同时，国外火驱矿场试验均在原始油藏开展，注蒸汽开采后转火驱开采没有先例可循，且火驱机理复杂，矿场试验关键技术缺乏。

    面对火驱全新的开采方式和技术挑战，克拉玛依的石油科研人员上下齐心、不畏艰难、苦干巧干实干，通过创新室内实验手段，突破了原始油藏火驱驱油理论的认识，揭示了原油火烧机理，攻克了井下功率电点火、火线前缘调控等重大技术难题，使直井火驱技术在现场得到了工业化应用，实现了稠油油区开采中后期的高效开发和效益建产。

    首先，突破了原始油藏火驱驱油理论认识，创建了注蒸汽后稠油火驱驱油理论；其次，构建了高渗通道控制下砂砾岩储层直井火驱动用模式，提出了基于不同模式的差异化调控对策；再次，攻克了点火、火线前缘监测等重大技术难题，形成了注蒸汽后转火驱开发配套关键技术。

    2015年，该成果被评为“中石油七大勘探开发新技术”之一，并在同年被评为“中国石油十大科技进展”之一。2019年1月，在科技部查新报告中，该成果的查新结果显示：国内外未见报道，具有新颖性和创新性。

    该成果取得的荣誉和对该成果的鉴定结果，是对直井火驱技术的充分肯定和高度认可。

    目前，火驱技术已在红浅1井区火驱工业化“30万吨产能建设”中应用，动用储量一千五百多万吨，使注蒸汽开采后的稠油油藏重新焕发青春，实现了高效开发，取得了可观的经济效益和社会效益。

    该成果的技术和理论突破，开辟了稠油注蒸汽开发尾矿再利用的新领域，为大幅度提高稠油采收率提供了战略性接替技术，为新疆油田公司持续稳产做出了重要贡献。

2013年9月3日，风城油田作业区员工在新投用的注汽锅炉现场进行巡检作业。（风城作业区供图）

    研制世界第一台回用含盐污水的过热锅炉

    在稠油开发过程的废水余热资源利用中，新疆油田公司取得了一系列创新成果——

    研制出世界第一台回用含盐污水的过热锅炉。这种锅炉在风城油田的广泛运用，累计回用污水4.2亿吨，相当克拉玛依油田5年用水量的总和，并已推广至胜利油田所属春风油田、加拿大多佛油田。

    发明稠油热采分布式无动力密闭集输工艺，创新多相采出液非稳态高效换热技术，热能利用率由传统的75%提高到95%。发明采出液高效处理及资源化利用技术，吨油单耗降低21.4%。

    发明“破胶失稳—破乳脱水”油水高效分离技术，处理原油黏度是国外的5倍，脱水效率是国内同类技术的30倍。

    通过上述技术的应用，形成了以“高干度注汽、高温集输、高效脱水、低成本污水回用”为特点的稠油地面工艺模式，在风城油田建成国内首个稠油物联网示范基地，人力资源配置减少75%。

    可以说，这些创新成果从一个侧面体现了“绿水青山就是金山银山”的发展理念，也展现了新疆油田公司在稠油开发中始终如一的“绿色引领”的发展宗旨。

    先说高温密闭脱水技术，即高温复杂采出液高效脱水技术：针对复杂采出液脱水难的问题，创新“破胶失稳—破乳脱水”油水分离机理，发明耐高温（220℃）有机化学剂产品，建立基于仰角脱水装备的强制对流脱水工艺，脱水时间由120小时缩短至4小时，净化油含水从5%降低到0.5%。

    据介绍，由于SAGD采出液具有高温、高压、乳化严重的特点，因此，如果不对其进行特殊处理，就很难发生油水分离。

    而设计人员蒋旭等人所要做的就是动用各种技术和手段，设计出合适的装置，让SAGD采出液通过这些装置后，将其中的原油分离出来。

    他们的这些装置组合起来形成了一个共有的名称——风城油田SAGD采出液高温密闭脱水试验站。

    作为这个站的主要设计者，蒋旭知道，当风城油田SAGD井达到一定数量，这个试验站处理的采出液也将达到饱和状态。而这对他来说，则意味着他晚上加班的次数增多了。

    2009年，蒋旭工作才一年，便接到一个“大活”。这个“大活”便是“SAGD采出液高温密闭脱水试验”，它是中石油重大项目“风城超稠油开发地面工程配套技术研究”的6个课题之一。

    这个“大活”还有一个严峻的现实背景。

2018年8月8日，红浅作业区火驱先导试验区，油田公司应急抢险救援中心技术人员正在现场奋战。本报通讯员 牙地克·买买提江 摄

    当时，一些SAGD试验井相继进入生产，而采出液进入风城1号稠油联合站后，原油脱水困难，给1号稠油联合站油水处理系统的平稳运行带来困扰。

    蒋旭还记得有人这样调侃道：你要是能拿下这个项目，可算是为国争光呀！

    初出茅庐的蒋旭清楚这句话的分量。原因不外乎这两点——

    一是这项技术当时仅有少数几个国家掌握，国内还没有成功案例。

    二是掌握此项技术的几个国家，对技术中的脱水工艺、核心设备及药剂配方，实施了技术封锁。

    其实，SAGD采出液之所以难处理，无外乎在于它高温、高压、乳化严重的特点。

    蒋旭和他的团队开始展开技术攻关，组织对主要脱水设备进行自主研发、自主生产。

    经历了几个月的项目立项、几个月的SAGD高温采出液物性分析、几个月的SAGD高温采出液密闭集输工艺研究、几个月的SAGD高温采出液试验装置研究及现场试验、一年的施工图设计与现场施工……

    如今，高温密闭脱水技术达到了国际领先水平。

    再说循环流化床锅炉：发明世界第一台分段蒸发式过热锅炉，给水矿化度限值由国际标准的5mg/L拓宽到2000mg/L，实现了高温污水直接回用，水、热资源利用率由传统的75%提高到95%。

    我国首台可回用油田污水生产高干度蒸汽进行稠油开采的大吨位流化床燃煤锅炉，简称之循环流化床燃煤锅炉。这台锅炉于2012年3月投产，每小时产汽量达130吨。

    与电站循环流化床锅炉需使用纯水不同，这台燃煤锅炉使用的水，不仅可以是普通清水软化水，也可以是经过处理回收的油田采出污水，这么做可以大幅度提高污水利用率。

    还有一个重要试验与燃煤注汽锅炉相关，它是风城高含盐水处理回用中试试验工程。这项工程与“油泥与煤混烧的试验”相同，均属于一个研究项目，这个项目名为“热采节能节水关键技术研究”，该研究是中国石油低碳关键技术研究的课题之一。

    “中国石油低碳关键技术研究”是中石油重大科技专项。

    说到高含盐水利用工程，它的核心是一套工艺。这套工艺与相关的装置组合在一起，只为解决一个问题——对燃煤注汽锅炉产生的高含盐废水进行分离，并让分离出来的水回用锅炉，其他成分也能有效利用。

    从2012年年初起，设计人员周京都和同事就为解决这个问题而展开研究。那时，他们最大的难题是“国内外无经验可循”。

    周京都等设计者在查阅大量资料后发现：尽管国内也有类似的蒸发处理工艺，然而，这类工艺均应用于药品、食品、制盐等领域。也就是说，将高含盐水蒸发处理工艺应用于油田生产，尚属首次。

    这些高含盐污水中，主要来自风城油田稠油开采日益增加的燃煤注汽锅炉，还有少量则来自软化水处理过程。

    随后，设计者们开始研究适合的工艺，并与国内相关技术领域中的技术专家和科研院所展开合作。他们先后前往广西、四川的氧化铝行业和制盐行业进行调研，希望能为工程的成功提供借鉴。

    2012年4月，该试验的设计方案通过中石油股份公司审查。通过该工艺可回收98%的无盐水回用注汽锅炉，盐最终以固态形式回收，以期达到“零排放”。

    2012年8月10日，高含盐水利用试验站建设动工，该站设计规模为240立方米/天。

    …………

    这一系列的技术创新，构成了浅层稠油开发的技术体系，在稠油开发领域展现了中国人的聪明才智，提升了克拉玛依石油人、新疆油田公司乃至中石油在全世界的良好形象。

    明日请关注克拉玛依油田稠油开发的奋进历程系列报道之十二：《走向世界扬威海外——克拉玛依油田稠油开发技术推广应用情况扫描》