“会变形”的颗粒逼出犄角旮旯的原油

????显微镜下,神奇的变化发生了:那些直径不足1毫米的“会变形”的颗粒,将深藏于犄角旮旯的原油逼了出来。这一幕,是名称晦涩的“非均相复合驱技术”的一部分。

????眼下,以这项技术为核心的“特高含水区块大幅度提高采收率的开发方案”进入地处黄河尾闾的胜利油田产油区。此后的15年,含水近98%的该区块采收率将提高8.5%,增加经济可采储量24.7万吨。

????这是一个让人吃惊的数字。石油专家告诉科技日报记者,这项技术可以使特高含水后期老油田经济有效期延长10年以上,这也意味着老油田依然能“老当益壮”。

????牵住科技牛鼻子,才能掌控油气未来

????“谁牵住了科技牛鼻子,谁就掌握了油气未来。”中国石油化工集团公司总经理助理兼胜利石油管理局有限公司执行董事,党委书记孔凡群9月11日向科技日报记者表示,作为老油田,胜利油田必须在油气开发矛盾最突出的领域抓创新,用科技进步引领高质量发展,在落实国家创新驱动发展战略上体现央企作为。

????除了胜利油田,我国东部还分布着大庆,辽河,大港,中原,河南,冀东,江苏,华北等油田,占全国年产油量的近1/2。目前,我国大多数油田最常用的开发方式是水驱开发,也就是向地下注入水,利用水提供的能量将石头孔隙中的原油带出来。

????油田水驱开发后期采出液的含水达98%,但采收率却不高。“胜利油田目前的整体采收率为28.2%。也就是说地下发现的原油,还有71.8%没有被采出来。”中国石油化工股份公司胜利油田分公司副总经理张宗檩说。

????而提高采收率是石油开发的永恒主题。据了解,目前胜利油田已有46亿吨储量投入开发,采收率每提高1%,就会增加4600万吨可采储量,这几乎相当于胜利油田2年的产量。

????能不能在水中加入一种或多种介质,将更多的石油从地下采出来?外国化学驱油技术进入胜利油田管理人员的视野。

????化学驱被称为三次采油,是大幅度提高采收率的有效技术。化学驱的驱油原理就是在水中加入化学物质,增加水的黏度和洗油能力,就像清水中加入洗衣粉一样,把衣服上的污渍洗下来。

????但胜利油藏高温高盐条件差,国际公认在此难以应用化学驱技术。钻研化学驱36年的中国石化高级专家曹绪龙曾把化学驱油技术称为“冷门”。“上世纪七八十年代,油田处于快速上产时期,大多采用水驱油,以化学驱为代表的三次采油好多人连听都没听说过。”

????上世纪八十年代末,胜利油田10个主力油田进入高含水期,而采收率不过35%。这意味着还有很大潜力,急需探索化学驱开发的新路径。胜利油田成立了化学驱创新团队。现任中国石油化工股份有限公司副总工程师的孙焕泉,当时负责胜利油田特高含水油藏提高采收率技术,高温高盐油藏化学驱提高采收率技术研究项目,他带领团队经过十年潜心研究,硬是在高温高盐油藏化学驱技术上闯出一条路来。

????攻克核心技术,挑战采收率极限

????建立了国内第一个适合高温高盐油藏的聚合物驱油方法之后,孙焕泉带领团队在胜利油田孤岛采油厂进行矿场试验,一举获得成功,采收率提高了12%。之后,他们继续创造奇迹,超越前人,在三元复合驱基础上,发展了二元复合驱方法,该创新荣获国家科技进步二等奖。截至目前,胜利油田应用化学驱油技术产油6700万吨以上。

????已有技术并不能“通吃”。据统计,我国东部老油田实施聚合物驱的地质储量为15亿吨,平均采收率即便高达50%,也仍有一半原油滞留地下。而已有的成熟技术在聚驱后油藏提高采收率幅度有限。据胜利油田矿场试验,聚合物驱油后再用传统均相化学驱油技术驱油,提高采收率仅有不到2%。

????为什么会低呢?孙焕泉介绍说,聚驱后原油留在更小孔隙中,大点孔隙中的原油大多成孤滴状或膜状,这就需要提出一种能不走已注入流体通道的新型驱油方法。

????发展需要不断创新,超越自我。在胜利油田勘探开发研究院采收率试验室,记者通过显微镜看到了堪称神奇的驱油过程:实验人员将黏稠的液体注入到地下取出的岩心中。液体中的较大颗粒先是堵住了比较大的孔道,逼迫其他颗粒和液体流到小孔隙中。流体中的“洗衣粉”将小孔隙中原油驱洗下来,随着流体流动。而随着压力的逐渐增高,堵在大孔道中的颗粒出现变形并通过孔道,进入到更深部,实现油藏深部的径流转向。

????孙焕泉说,驱油过程就像扫地,扫帚不到灰尘不会自然跑掉,扫到了但不用力,还会留下很多灰尘。驱油也是这样,一是要波及到,二是要驱油效率高。

????在看不见,摸不着的地下,流体就像长了眼睛一样,把边边角角的原油“洗”了出来。上演这神奇一幕的关键在于那直径不足1毫米的“会变形”的颗粒。

????为破解聚合物驱后油藏大幅度提高采收率的世界级难题,2003年胜利油田提出新型驱油方法,就是在传统聚合物,表面活性剂均相体系中引入能变形的黏弹性颗粒驱油剂,形成固液共存非均相体系。

????从提出到研制成功,胜利油田用了10年时间。“这个颗粒要能堵住‘高速公路’,让注入液流到一些边边角角的‘羊肠小道’,也能在一定压力下通过孔道。”张宗檩形象地说。

????作为胜利油田第一个非均相复合驱技术先导试验区块—孤岛中一区馆3,在聚合物驱后采收率提升了8.5%,达到63.6%,挑战了采收率极限。

????目前,该技术已成为胜利油田提高采收率的核心技术,已在2346万吨储量上运用该技术,上述技术可覆盖10.5亿吨储量,预计提高采收率7%以上。孔凡群告诉记者,这项技术大有可为,按照胜利油田的规划,“十四五”期间将继续保持效益稳产2340万吨,为保障国家能源安全作出新贡献。

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