李帅:吃得了苦 耐得住累 只为干好这份事业
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李帅,面庞黝黑,因为积年累月野外作业,使他看起来有了些沧桑感。在李帅看来,为自己心仪的压裂事业,一定要吃得了苦,耐得住累,踏踏实实干好个人选择的事业。他坚信,在压裂专家的带领下,他和团队将攻克更多制约生产的难题,让复杂地质条件下的油气藏“重见天日”。
他,就是中国石油勘探开发研究院压裂酸化技术中心青年业务骨干,不久前他及团队荣获中国石油勘探开发研究院2022年“青年十大科技进展”,荣誉来之不易,更是对他们的充分肯定。
2007年,正在读大学的李帅在一次偶然机会接触到北美水力压裂的报道,一向喜欢新奇和创新的他开始不断阅读压裂技术的与之相类似的文章。北美大面积开展的水平井压裂试验大幅度提高了非常规油气产量,当时国内开发也逐渐由常规油气向低渗透、超低渗透油藏转变,亟需压裂技术进步和创新发展。在这一背景下,一颗从事压裂事业、助力油气开发的种子逐渐在李帅心里扎根。
2011年,国内逐渐开始提出体积压裂的理念,水力压裂如火如荼。李帅在导师何顺利、刘广峰的带领下在长庆油田第一次见到了压裂现场,轰轰隆隆的压裂泵车、施工场景,多工种的熟练配合都给他留下了深刻的印象。后来,他前往廊坊分院压裂中心攻读博士学位,在万庄分院这一中国压裂技术的发源圣地,见到了丁云宏、胥云、管保山、王欣等这些如雷贯耳、以前只能在CNKI上看到的国内知名“压裂大家”,并有幸成为他们的学生、同事。他们对李帅这样一位踏实、好学、肯干的学生都厚爱和赞赏,丁云宏授业解惑,胥云诲人不倦,管保山小灶提升,王欣知性关怀,他们都无私地给予了大量的悉心关爱、指导、点拨和栽培,成功将他带上了压裂发展的“高速公路”。在那座安静甚至孤独的廊坊小院,在“实事求是”标语后面的压裂D楼,在万庄分院星星点缀的夜空下,都留下了李帅披星戴月、辛苦劳作的身影,在这里他初步建立了压裂技术知识体系。
进入新时代,水平井压裂技术持续更新、不断迭代升级,身为一名压裂工程师,能亲身经历储层改造技术的重大变革,让李帅倍感振奋和幸运。经过几年的专业积累,他认识到水平井压裂均衡改造的优化设计是攻克技术瓶颈的重点和难点,因此便下定决心在这方面有所建树。他大量阅读北美水力压裂实践文章,紧密结合国内油田现场实际,从设计实验方案、做实验,分析实验结果,到构建多尺度的数值模拟方法,分析工艺与储层的适应性,再到优化压裂设计的具体方案,他一点一滴地积累着知识,一步步提高能力和水平。
经过多年的深入学习和实践,李帅慢慢的变成为多个重点项目负责人,曾代表团队多次向中国石油集团领导、勘探院领导、油田汇报,受到了广泛好评和高度认可。自参加工作以来,他以第一完成人授权专利和软著6件,发表学术论文30余篇,先后获得省部级奖4项,院级奖3项,以及院先进工作者等荣誉称号,现带领团队深耕水平井压裂改造基础理论、工艺技术和现场实施相关工作。
复杂的地质条件,给压裂带来了诸多世界级难题。李帅没有畏惧,而是钻研好学,深耕压裂基础理论研究。
现阶段,水平井分段压裂慢慢的变成了主体改造工艺,水力压裂裂缝的均匀起裂和扩展“造好缝”和支撑剂的全域、高效支撑“撑好缝”是水力压裂设计的核心。但是在压裂设计方面,受国内非均匀地质特征、岩石力学、压裂工艺等多重因素的影响,李帅首先面临的一个问题是,如何表征多簇压裂的多裂缝形态,明确压裂设计参数对裂缝扩展的影响。他在油田拜师老专家承宁,认真琢磨和分析了近年来开展的80余口井的典型施工案例,从最初的地质油藏参数、段簇组合模式、射孔参数、用液用砂等压裂方案中的具体参数开始,到施工全套工艺流程中的曲线分析、压力拟合、参数反演,再到生产的全部过程中的压力和产量分析,并结合各区特点和对重点井的监测,发现很多井实施的暂堵技术在很大程度上其实没有产生新的裂缝起裂点,更多的是重新分配了各簇、孔的压裂液和支撑剂量。
同时,李帅将现场问题带回实验室,在实验室付海峰专家的指导下,依托实验室研发的新型射孔装置和大尺度裂缝扩展等国际一流的实验装备,研究段簇间裂缝非均匀起裂形态和规律。他们发现,真正对裂缝起裂和均衡扩展起主导作用的是排量和限流作用,提高施工排量可以有效提升裂缝的均匀扩展程度,缩小孔径和降低单簇孔数,物模实验压力升高5~7兆帕,能够准确的看出限流作用导致的初始裂缝起裂数量有效增加。基于以上认识,李帅团队大胆摒弃前期对暂堵的乐观认识,将优化的重点放到了基于应力关系的段、簇、孔组合模式优化和提高限流作用的裂缝扩展上,这一转变在现在来看也是极具创新的想法。
但同时,他们马上就遇到了新的问题,那就是面对如今广泛存在的孔眼冲蚀,如何在考虑孔眼冲蚀扩径下进行压裂施工参数设计,因为孔眼冲蚀和扩径进一步加剧了流量分配的不均匀程度,会导致多裂缝起裂和扩展更加不均衡。师傅何春明带着李帅奔波在油田现场,一段一段地开展压裂再现和曲线拟合,获取不同施工参数下裂缝认识的第一手宝贵参数。根据当前普遍采用的压裂工艺,考虑石英砂形态以及颗粒在滑溜水等低黏流体中的运移状态,建立基于磨蚀理论的孔眼冲蚀模拟方法,并将模型与室内实验结果对比校正,去定量表征支撑剂密度、流体黏度等参数对孔眼冲蚀演化规律和孔眼冲蚀速率的影响作用,为段、簇、孔、排量耦合的组合模式提供了参数依据。
先前的认识已经非常大程度上提高了压裂设计水平,也有效提升了压裂井的初期产量和稳产幅度,但他们又面临着一个新的难题——如何进一步提升人工裂缝的高保持水平和压裂井的长期稳产能力。其实,北美矿场取心收获的182米岩心仅能发现极少量的支撑剂支撑现象,大量的支撑剂在裂缝内是非均匀分布的,说明压裂裂缝内支撑剂的高效铺置和全域支撑难度很大。针对这一压裂优化难题,团队建立基于粒子追踪的支撑剂运移数模方法,为支撑剂高效铺置提供参数指导。
基于此,在后来的压裂设计中,李帅重点对泵注程序的前置造缝比例提高裂缝开度和降低迂曲、初始携砂液黏度和冲砂速率等关键参数进行了针对性的优化,从造缝初期避免过度复杂,到中后期提高输砂距离和铺置效果,以及最终的铺砂剖面形态进行调控,进而达到高效铺砂的效果。
做好油田压裂现场技术服务和支撑工作一直以来都是压裂中心的传统和要求,年轻人更是如此。同时,压裂现场是一个多学科、多工种的系统,压裂泵车、井下工具、测井射孔、入井材料等,需要理论与现场深层次地融合,更需要多学科交叉协作。李帅每年都要在油田一线个月。去年,他加入公司玛湖—吉木萨尔现场工作组,克服新冠疫情困难,与板块领导一起在新疆工作100余天,抓住周会、月会、现场调研和讨论机会,虚心向地质勘探、油藏评价、钻井地面等不同专业的专家学习,极大地丰富和提高了知识体系。2021年,团队在新疆“白+黑”三班倒,24小时轮驻井场,连续施工44天,在建党100周年的当天,完成4井平台100段压裂。油田赠送李帅及团队“百段压裂献礼百年华诞,压裂中心勇担储改先锋”锦旗,见证了团队从理论—创新—实践的飞跃。
李帅始终把做好基础研究,做强油田压裂现场技术支撑作为自己的本职工作,多年来他经历了零下24摄氏度的巴彦兴华*井压裂,42摄氏度的新疆艾湖*井压裂,8级大风的东乌旗斯探*井压裂等环境恶劣情况,也常常在井场值夜班过夜。但他说,这些不算得上什么,压裂中心出来的人都是这样过来的,以前老压裂人那时候的住宿、出行条件更差、更辛苦,他们风餐露宿、受冻受苦的日子更多。
面对非常规压裂不断涌现的新难题、新要求,李帅及其团队会按照勘探院领导“五个自我”“五点希望”的要求,撸起袖子、扑下身子,走进实验室,走进现场,勇毅担当,笃行奋进,努力成为可堪大用、能担重任的新时代石油人、压裂人!
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