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加速科技创新 促进油田增产——记中国石油大学张建国教授

2010-12-20

加速科技创新 促进油田增产

——记中国石油大学张建国教授

张建国,中国石油大学教授,长期致力于油气层渗流力学的教学工作和油气田开发工程的科学研究工作,在科技创新促生产方面做出了杰出的贡献。

从民办教师到大学教授

1969年至1973年期间,张建国曾在章丘县胡山公社马闹坡联中任民办教师,担任小学教师近一年,之间在章丘县教育学院进修一年,之后任中学教师二年多;19738月考入华东石油学院开发系采油工程专业学习,1976年毕业后留校任教至今,先后经历了华东石油学院、石油大学(华东)和中国石油大学(华东)三个发展阶段。在此期间,他先后在采油工程教研室、流体力学教研室、油藏工程教研室工作,为不同专业的本科生讲授过工程流体力学、渗流力学等课程,为硕士研究生讲授过高等渗流力学。目前除承担渗流力学的教学工作之外,张建国教授主要从事与石油工程领域有关的科研工作,包括油藏工程、采油工程、流体力学、渗流力学和应用声学等方向,先后研究过水力振荡解堵、声波降粘防蜡、声波增注、声波防垢、声波解堵、低频脉冲解堵、压力脉冲解堵、堵水防砂等多项技术。

疏畅油井

目前,油水井解堵的方法主要分为两大类:一类是化学方法,一类是物理方法。化学解堵需要向地层注入各种类型的解堵剂或酸液,容易造成二次污染。物理解堵利用振波的振动来解除地层堵塞则不会出现这种问题,具有环保性,张建国教授长期致力于物理解堵方法的研究。

上世纪90年代,张建国提出了低频水力振动解堵技术通过振动波作用于油层来破坏堵塞物与储层岩石之间的结合力,以破坏其附面层。使堵塞物产生松动,在流动压差和振动交变压差的作用下,使液流流动带出堵塞物质,疏通液流通道。与此同时,振动作用产生的冲击流可以使某些岩层产生微裂缝或使已有的裂缝扩大,从而达到提高油层渗透率的效果。

2001年,他研发出压力脉冲解堵技术并首先在孤岛采油厂进行试验,短短一年就实施井次13口。与其他物理方法相比,压力脉冲解堵技术是一种最简单、成本最低、操作最方便的解堵方法。不必起下管柱,也不必上作业队伍,即可实现油水井的解堵,节省了大量人力及费用。

随后,张建国教授又以声学理论与空化理论为指导,研制出可产生低频率、高声强且能强化空化作用的杆式环形共振腔声波发生器,并首次将声波解堵与混气水排液工艺成功结合完善了综合配套工艺技术,从而明显改善了处理效果。大幅度提高了增产幅度。

2005年,“声波解堵增产综合配套技术研究”荣获中国石油石化协会三等奖;“声波解堵增产综合配套技术”荣获山东省教育厅二等奖;2006年,“声波混气水解堵技术”荣获山东省机械工业协会三等奖。

防蜡增产

我国多数油田均为含蜡原油,结蜡现象严重影响着原油产量和生产成本。通过多年的研究,张建国教授逐渐总结出声波防蜡的作用机理,在国内首次将流体动力式声波原理应用于防止油井结蜡,并优化设计制造适应油井生产环境的、声能转化率高的流体动力式声波发生器,利用声波作用来降低含蜡原油的粘度。自1995年投入现场应用以来,据不完全统计。声波降粘防蜡技术已在全国各油田使用500多井次,其中多数油井见到增液增油效果。同时所有见效井都具有降电耗节能及延长结蜡周期的明显效果,已经创造了巨大的经济效益。

张建国教授研制的声波防蜡器有降粘功能,可用于普通稠油油井的降粘增油,还可以与化学方法结合应用。目前,这一技术已经实现了泵下与泵上抽油杆两种形式的多级联接技术。从理论研究上取得了较为可靠的系统研究成果,实践证明该技术成本低、成功率高、有效期长、施工简便、经济效益良好。而他也先后取得一项发明专利“流体动力式声波防蜡器”以及“声波振动降粘发生器”等多项实用新型专利。