化學(xué)驅(qū)技術(shù)水平國(guó)際領(lǐng)先應(yīng)用規(guī)模世界首位
時(shí)間：2024-05-28 17:17
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作者:小編
中國(guó)工程院院士程杰成介紹，國(guó)外自20世紀(jì)60年代開(kāi)始研究化學(xué)驅(qū)油技術(shù)。美國(guó)在1964年就開(kāi)展了首個(gè)聚合物驅(qū)礦場(chǎng)試驗(yàn)，20世紀(jì)80年代進(jìn)行了三元復(fù)合驅(qū)、膠束/聚合物驅(qū)礦場(chǎng)試驗(yàn)，達(dá)到應(yīng)用高峰，之后受油價(jià)、政策因素影響，化學(xué)驅(qū)項(xiàng)目逐漸減少。近幾年，聚合物驅(qū)、復(fù)合驅(qū)等化學(xué)驅(qū)技術(shù)呈現(xiàn)快速發(fā)展趨勢(shì)，加拿大、印度、阿曼聚合物驅(qū)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，提高采收率約10個(gè)百分點(diǎn)，復(fù)合驅(qū)、微乳液驅(qū)處于先導(dǎo)試驗(yàn)階段。
我國(guó)創(chuàng)新發(fā)展了驅(qū)油理論，自主研發(fā)并生產(chǎn)出多種高效驅(qū)油劑，形成了聚合物驅(qū)、復(fù)合驅(qū)、中相微乳液復(fù)合驅(qū)等主體技術(shù)。我國(guó)滲透率大于50毫達(dá)西的砂巖油田地質(zhì)儲(chǔ)量133億噸，預(yù)測(cè)適合工業(yè)化應(yīng)用的儲(chǔ)量約100億噸，目前已實(shí)施化學(xué)驅(qū)地質(zhì)儲(chǔ)量23.5億噸，建成五大化學(xué)驅(qū)生產(chǎn)基地，產(chǎn)量規(guī)模居世界首位，技術(shù)水平整體國(guó)際領(lǐng)先。
目前，我國(guó)化學(xué)驅(qū)技術(shù)面臨著應(yīng)用對(duì)象由整裝砂巖向低滲透、砂礫巖、高溫高鹽、聚驅(qū)后等油藏拓展，油藏條件更加復(fù)雜、苛刻，現(xiàn)有技術(shù)不能解決分類(lèi)油藏大幅度提高采收率等問(wèn)題。程杰成認(rèn)為，下一步攻關(guān)方向是立足上述四類(lèi)拓展對(duì)象，工業(yè)化推廣復(fù)合驅(qū)提質(zhì)提效技術(shù)，攻關(guān)形成適合不同油藏化學(xué)驅(qū)提高采收率技術(shù)，確保化學(xué)驅(qū)原油年產(chǎn)量長(zhǎng)期保持在1000萬(wàn)噸以上。
中國(guó)工程院院士袁士義說(shuō)，我國(guó)聚合物驅(qū)、三元復(fù)合驅(qū)等化學(xué)驅(qū)技術(shù)系列國(guó)際領(lǐng)先，擁有世界上最大的化學(xué)驅(qū)應(yīng)用基地。針對(duì)不同應(yīng)用對(duì)象及面臨的新問(wèn)題，我國(guó)油氣企業(yè)相繼研究出無(wú)堿二元復(fù)合驅(qū)技術(shù)系列，在遼河、新疆、大港、勝利等油田開(kāi)展了先導(dǎo)試驗(yàn)，收到了良好效果。目前，我國(guó)正在研究以超級(jí)二元復(fù)合化學(xué)驅(qū)、中相微乳液為代表的化學(xué)驅(qū)新方法，以及苛刻油藏綠色生物化學(xué)復(fù)合驅(qū)和表面活性劑乳化調(diào)驅(qū)等新方法，并通過(guò)持續(xù)迭代升級(jí)，不斷突破化學(xué)驅(qū)技術(shù)應(yīng)用界限。
“3+2”提高采收率技術(shù)
中國(guó)石化聚焦高溫、高鹽、高黏等油藏特點(diǎn)，深化驅(qū)油機(jī)理和驅(qū)油體系研究，攻關(guān)配套關(guān)鍵工程工藝，不斷發(fā)展完善非均相復(fù)合驅(qū)、降黏化學(xué)驅(qū)、二元復(fù)合驅(qū)等提高采收率技術(shù)。
2023年以來(lái)，中國(guó)石化攻關(guān)“3+2”大幅度提高采收率技術(shù)，通過(guò)在化學(xué)驅(qū)過(guò)程中適時(shí)對(duì)井網(wǎng)進(jìn)行整體調(diào)整，發(fā)揮化學(xué)驅(qū)三次采油和二次井網(wǎng)優(yōu)化調(diào)整全程協(xié)同效應(yīng)，試驗(yàn)區(qū)采收率提高15~20個(gè)百分點(diǎn)，初步形成整體采收率達(dá)到60%的配套技術(shù)。
中國(guó)石化化學(xué)驅(qū)應(yīng)用油藏條件持續(xù)拓寬，2023年產(chǎn)油量達(dá)到319萬(wàn)噸、增油151萬(wàn)噸。“十四五”后兩年，將持續(xù)擴(kuò)大非均相復(fù)合驅(qū)和“3+2”提高采收率技術(shù)應(yīng)用規(guī)模，新投入地質(zhì)儲(chǔ)量1億噸以上，年增油150萬(wàn)噸以上。
超級(jí)二元復(fù)合化學(xué)驅(qū)
針對(duì)強(qiáng)非均質(zhì)礫巖和中低滲砂巖等油藏，我國(guó)油氣企業(yè)建立了多維度乳化性能評(píng)價(jià)、三相界面吸附及油水固相互作用表征方法，明確乳化強(qiáng)度與孔喉匹配、油膜剝離能力是決定該類(lèi)油藏化學(xué)驅(qū)實(shí)施效果的關(guān)鍵，研發(fā)出新一代兼具超低界面張力、乳化強(qiáng)度可控和高效油膜剝離的低成本驅(qū)油體系。室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果表明，該驅(qū)油體系比水驅(qū)提高驅(qū)油效率25個(gè)百分點(diǎn)以上。目前已在新疆、大港、遼河、長(zhǎng)慶等油田開(kāi)展了先導(dǎo)試驗(yàn)，正在開(kāi)展工業(yè)化擴(kuò)大試驗(yàn)，預(yù)期提高采收率15個(gè)百分點(diǎn)以上，其中在新疆開(kāi)展的先導(dǎo)試驗(yàn)已提高采出程度19.4個(gè)百分點(diǎn)。該技術(shù)有望成為復(fù)雜油藏提高采收率的主體技術(shù)。
中國(guó)石化勝利油田研發(fā)出超高分子量高黏彈聚合物及兼具降黏附功、降原油黏度、降界面張力的多功能驅(qū)油用表面活性劑，構(gòu)建了適合稠油油藏的新一代二元復(fù)合驅(qū)油體系，孤島稠油油藏試驗(yàn)提高采收率27.8個(gè)百分點(diǎn)。
低濃度陰非離子表面活性劑中相微乳液驅(qū)
20世紀(jì)七八十年代，以石油磺酸鹽為主劑形成中相微乳液需要表面活性劑濃度達(dá)5%以上。2000年以后，以非離子表面活性劑制備微乳液濃度仍在1%~5%。目前，使用陰非離子型表面活性劑濃度小于0.3%即可形成中相微乳液，室內(nèi)試驗(yàn)通過(guò)調(diào)控鹽度、優(yōu)化配方等方法，已實(shí)現(xiàn)中相微乳液驅(qū)油，大幅度降低了體系成本。
室內(nèi)巖芯試驗(yàn)表明，中相微乳液驅(qū)可實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層介質(zhì)中原位乳化及相態(tài)智能轉(zhuǎn)變，在聚合物驅(qū)采出程度59.1%的基礎(chǔ)上，0.3%濃度表面活性劑的中相微乳液驅(qū)可再提高驅(qū)油效率34.8個(gè)百分點(diǎn)，最終驅(qū)油效率達(dá)93.9%。目前，正在大慶、長(zhǎng)慶、吉林、新疆等多個(gè)油田的區(qū)塊開(kāi)展礦場(chǎng)先導(dǎo)試驗(yàn)。其中，長(zhǎng)慶試驗(yàn)區(qū)塊8口受效井日產(chǎn)油由11.6噸升至16.2噸，含水率由81.3%降至73.8%。
該技術(shù)預(yù)期可大幅度提高采收率，是目前重點(diǎn)攻關(guān)試驗(yàn)的接替性化學(xué)驅(qū)技術(shù)。下一步將重點(diǎn)研制使用單一超級(jí)表面活性劑體系或高效復(fù)配體系，進(jìn)一步擴(kuò)大形成中相微乳液的濃度范圍，以提高中相體系進(jìn)入油藏的深度、增強(qiáng)驅(qū)油效果。
化學(xué)表面活性劑復(fù)合驅(qū)
利用生物表面活性劑與化學(xué)合成表面活性劑復(fù)配可以實(shí)現(xiàn)驅(qū)油提質(zhì)增效。兩種表面活性劑復(fù)配具有加大分子密度、增強(qiáng)界面活性的協(xié)同增效作用，創(chuàng)新形成了脂肽類(lèi)生物表面活性劑/石油磺酸鹽表面活性劑復(fù)配的驅(qū)油體系配方優(yōu)化技術(shù)，大幅降低了表面活性劑成本。
在大慶薩爾圖油田開(kāi)展的生物三元復(fù)配（鼠李糖脂-烷基苯磺酸鹽-堿）驅(qū)油先導(dǎo)試驗(yàn)，預(yù)測(cè)可提高采收率25.8個(gè)百分點(diǎn)，節(jié)約化學(xué)劑總費(fèi)用8.56%，初步見(jiàn)到良好效果。
高溫高鹽表面活性劑乳化調(diào)驅(qū)
中國(guó)石油研制出適用于高溫高鹽低滲油藏的多功能甜菜堿乳化調(diào)驅(qū)表面活性劑體系，利用界面調(diào)控降低界面張力、原位乳化液滴卡堵擴(kuò)大微觀波及、潤(rùn)濕性調(diào)控剝離油膜等多種機(jī)理，提高驅(qū)油效率和擴(kuò)大波及體積。長(zhǎng)慶先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)油藏滲透率僅0.86毫達(dá)西，日產(chǎn)油由17.1噸升至27.2噸，綜合含水率由83.6%降至65.5%，目前正擴(kuò)大試驗(yàn)范圍。
中國(guó)石化研制出具有耐高溫、乳化增黏和強(qiáng)洗油性能的增黏型乳液驅(qū)油體系，室內(nèi)試驗(yàn)表明，多輪次交替注入乳液和低張力表面活性劑可提高原油采收率15個(gè)百分點(diǎn)以上。該技術(shù)主要應(yīng)用于特高溫低滲透油藏進(jìn)一步提高采收率。
納米智能驅(qū)油
具有多功能超強(qiáng)性能的納米驅(qū)油劑因其“尺寸足夠小”，能夠基本實(shí)現(xiàn)全油藏波及；具有“強(qiáng)憎水/強(qiáng)親油”特性，遇水排斥、遇油親和，具有自驅(qū)動(dòng)力，可主動(dòng)與油滴結(jié)合并附著在其表面，實(shí)現(xiàn)智能找油；具有“強(qiáng)乳化及分散油聚并”能力，可不斷尋找新油滴完成匯聚或促使殘余油乳化，捕集分散的剩余油形成油墻或富油帶被驅(qū)出。
我國(guó)油氣企業(yè)圍繞該思路進(jìn)行了大量的探索研究，特別是研發(fā)出“納米水”等納米驅(qū)油劑，取得了顯著進(jìn)展，初步實(shí)現(xiàn)了部分功能。
納米智能驅(qū)油目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)剩余油基本全驅(qū)替，有望發(fā)展成為提高采收率的戰(zhàn)略接替或顛覆性技術(shù)，有望達(dá)到極限采收率，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。目前雖然取得了重要進(jìn)展，但離真正實(shí)現(xiàn)納米智能驅(qū)油仍有很長(zhǎng)的距離。需要持續(xù)加大創(chuàng)新力度，特別是以納米材料為基礎(chǔ)，以化學(xué)改性為手段，期望能在同一納米材料上盡快研制出具有“尺寸足夠小、強(qiáng)親油強(qiáng)憎水、分散油聚并”多種功能的納米智能驅(qū)油劑，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)油藏智能全波及驅(qū)油。
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