长江大学科研团队攻克油气开发核心技术 两项成果获新疆科技大奖助力能源安全

问题:油气藏开发正处于“增储上产”和“降本提效”并重的新阶段。

一方面,油气藏内部连通关系复杂、井间动态变化快,传统模型在精细刻画与快速计算之间往往难以兼顾;另一方面,页岩等非常规储层孔隙结构跨尺度、渗流机理多样,沿用常规理论难以准确解释与预测生产规律。

与此同时,高端油气藏数值模拟软件曾长期依赖国外体系,核心模块与工程适配受制于人,既影响开发效率,也在关键时刻带来供应链与技术安全风险。

面向“双碳”目标,二氧化碳地质封存与驱油协同(CCUS)产业化加速推进,但在致密储层与复杂相态条件下,二氧化碳运移路径、驱替效率及潜在“冷伤害”等问题仍需更可靠的理论与工程方法支撑。

原因:上述难题本质上源于三类“硬约束”。

其一是地质系统的强非均质性与多物理过程耦合,使得单一尺度、单一机制的模型难以覆盖全流程决策;其二是工程应用对计算效率、稳定性与可部署性的刚性要求,海上油田、非常规储层等场景对算法提出更高门槛;其三是产业链自主可控的现实需求,要求核心算法、软件架构与国产运行环境能够形成闭环,避免关键环节被“卡住”。

在此背景下,围绕数据驱动模拟、无网格高效计算、多尺度渗流理论以及二氧化碳封存驱油路径调控等方向的系统性攻关,成为破题的关键路径。

影响:在新疆维吾尔自治区科技创新大会上,赵辉教授团队两项成果获得自治区科学技术奖,反映出相关研究在理论创新与工程应用上的双重价值。

其中,《油气藏开发井间动态连通场量化表征与智能调控技术》指向油田开发的核心痛点:如何更准确识别井间连通、把握动态变化并形成可执行的调控策略,从而服务控水稳油、提高采收率与数字化决策。

《页岩油气多尺度渗流理论与方法》则面向非常规资源开发的基础问题,强调在多尺度孔隙结构与复杂渗流机理下构建更可靠的理论体系与方法框架,为页岩油气开发的参数认知、产能评价与方案优化提供支撑。

值得关注的是,围绕油气藏数值模拟“核心引擎”自主化的探索,正从理论模型走向工程系统。

公开信息显示,团队在智能油藏模拟方面较早提出数据驱动的智能模拟模型,并在海上油田场景中承担相关数值模拟软件关键模块研发,形成面向海上复杂工况的无网格模拟技术路线,在兼顾工程精度的前提下显著提升计算效率。

随着软件体系不断迭代并面向实际油田应用,这类国产化工具有望在控水稳油、动态预测、方案比选等环节提升决策效率,降低对外部核心软件的依赖,增强产业链韧性。

面向低碳转型,团队将研究延伸至二氧化碳地质封存与驱油协同领域,通过构建气—液—固三相相平衡预测模型、耦合路径追踪算法等方式,加强对二氧化碳驱替与封存路径的刻画与调控。

据相关实践验证数据,技术应用在提高采收率、增加封存量、改善产出性质等方面取得积极效果,显示出将油气开发算法体系迁移到CCUS场景的可行性,为后续规模化推广提供了方法储备。

对策:从行业视角看,推进此类成果更大范围落地,需要“科研—工程—产业”协同发力。

一是强化以实际油田问题为牵引的联合攻关机制,将算法、软件与现场数据闭环迭代,形成可复制的应用范式;二是加快国产化软件在不同地质类型、不同开发阶段的适配验证,建立统一的测试评估体系与工程标准,提升推广效率;三是围绕CCUS等新领域,推动多学科交叉与数据共享,完善从理论、模型到工程工艺的全链条支撑;四是加大对青年人才与团队建设的持续投入,使高强度攻关形成稳定的组织能力与知识传承,避免“单点突破、难以持续”的问题。

前景:当前我国油气开发正加速迈向数字化、智能化与低碳化并进的新格局。

自主油气藏模拟与多尺度渗流理论的突破,不仅有助于提升常规与非常规资源开发效率,也为海上复杂油田的精细化管理提供工具底座。

随着数据要素与算力基础不断完善,面向大规模并行求解、云端部署与国产运行环境适配的工程能力将成为竞争焦点。

与此同时,CCUS产业化需要更精准的封存安全评估与更可控的驱替路径设计,相关理论与模拟工具的成熟将直接影响项目经济性与规模化进程。

可以预期,围绕“自主可控+工程可用+低碳协同”的技术体系,将在未来油气与能源转型中发挥更大作用。

从突破技术封锁到服务国家战略,赵辉团队以十年磨一剑的韧劲,在油气开发领域书写了自主创新的生动篇章。

他们的实践表明,只有将科研攻关与国家需求紧密结合,才能在关键领域实现从跟跑到领跑的跨越。

未来,随着能源转型深入推进,这支团队的研究成果或将为我国实现“双碳”目标提供更多技术支撑,也为全球油气行业绿色低碳发展贡献中国智慧。