“會變形”的顆粒逼出犄角旮旯的原油

        科技日報 2020-09-15 15:01:39

        顯微鏡下,神奇的變化發生了:那些直徑不足1毫米的“會變形”的顆粒,將深藏于犄角旮旯的原油逼了出來。這一幕,是名稱晦澀的“非均相復合驅技術”的一部分。

        眼下,以這項技術為核心的“特高含水區塊大幅度提高采收率的開發方案”進入地處黃河尾閭的勝利油田產油區。此后的15年,含水近98%的該區塊采收率將提高8.5%,增加經濟可采儲量24.7萬噸。

        這是一個讓人吃驚的數字。石油專家告訴科技日報記者,這項技術可以使特高含水后期老油田經濟有效期延長10年以上,這也意味著老油田依然能“老當益壯”。

        牽住科技牛鼻子,才能掌控油氣未來

        “誰牽住了科技牛鼻子,誰就掌握了油氣未來?!敝袊突ぜ瘓F公司總經理助理兼勝利石油管理局有限公司執行董事、黨委書記孔凡群9月11日向科技日報記者表示,作為老油田,勝利油田必須在油氣開發矛盾最突出的領域抓創新,用科技進步引領高質量發展,在落實國家創新驅動發展戰略上體現央企作為。

        除了勝利油田,我國東部還分布著大慶、遼河、大港、中原、河南、冀東、江蘇、華北等油田,占全國年產油量的近1/2。目前,我國大多數油田最常用的開發方式是水驅開發,也就是向地下注入水,利用水提供的能量將石頭孔隙中的原油帶出來。

        油田水驅開發后期采出液的含水達98%,但采收率卻不高?!皠倮吞锬壳暗恼w采收率為28.2%。也就是說地下發現的原油,還有71.8%沒有被采出來?!敝袊突す煞莨緞倮吞锓止靖笨偨浝韽堊跈_說。

        而提高采收率是石油開發的永恒主題。據了解,目前勝利油田已有46億噸儲量投入開發,采收率每提高1%,就會增加4600萬噸可采儲量,這幾乎相當于勝利油田2年的產量。

        能不能在水中加入一種或多種介質,將更多的石油從地下采出來?外國化學驅油技術進入勝利油田管理人員的視野。

        化學驅被稱為三次采油,是大幅度提高采收率的有效技術?;瘜W驅的驅油原理就是在水中加入化學物質,增加水的黏度和洗油能力,就像清水中加入洗衣粉一樣,把衣服上的污漬洗下來。

        但勝利油藏高溫高鹽條件差,國際公認在此難以應用化學驅技術。鉆研化學驅36年的中國石化高級專家曹緒龍曾把化學驅油技術稱為“冷門”?!吧鲜兰o七八十年代,油田處于快速上產時期,大多采用水驅油,以化學驅為代表的三次采油好多人連聽都沒聽說過。”

        上世紀八十年代末,勝利油田10個主力油田進入高含水期,而采收率不過35%。這意味著還有很大潛力,急需探索化學驅開發的新路徑。勝利油田成立了化學驅創新團隊?,F任中國石油化工股份有限公司副總工程師的孫煥泉,當時負責勝利油田特高含水油藏提高采收率技術、高溫高鹽油藏化學驅提高采收率技術研究項目,他帶領團隊經過十年潛心研究,硬是在高溫高鹽油藏化學驅技術上闖出一條路來。

        攻克核心技術,挑戰采收率極限

        建立了國內第一個適合高溫高鹽油藏的聚合物驅油方法之后,孫煥泉帶領團隊在勝利油田孤島采油廠進行礦場試驗,一舉獲得成功,采收率提高了12%。之后,他們繼續創造奇跡,超越前人,在三元復合驅基礎上,發展了二元復合驅方法,該創新榮獲國家科技進步二等獎。截至目前,勝利油田應用化學驅油技術產油6700萬噸以上。

        已有技術并不能“通吃”。據統計,我國東部老油田實施聚合物驅的地質儲量為15億噸,平均采收率即便高達50%,也仍有一半原油滯留地下。而已有的成熟技術在聚驅后油藏提高采收率幅度有限。據勝利油田礦場試驗,聚合物驅油后再用傳統均相化學驅油技術驅油,提高采收率僅有不到2%。

        為什么會低呢?孫煥泉介紹說,聚驅后原油留在更小孔隙中,大點孔隙中的原油大多成孤滴狀或膜狀,這就需要提出一種能不走已注入流體通道的新型驅油方法。

        發展需要不斷創新、超越自我。在勝利油田勘探開發研究院采收率試驗室,記者通過顯微鏡看到了堪稱神奇的驅油過程:實驗人員將黏稠的液體注入到地下取出的巖心中。液體中的較大顆粒先是堵住了比較大的孔道,逼迫其他顆粒和液體流到小孔隙中。流體中的“洗衣粉”將小孔隙中原油驅洗下來,隨著流體流動。而隨著壓力的逐漸增高,堵在大孔道中的顆粒出現變形并通過孔道,進入到更深部,實現油藏深部的徑流轉向。

        孫煥泉說,驅油過程就像掃地,掃帚不到灰塵不會自然跑掉,掃到了但不用力,還會留下很多灰塵。驅油也是這樣,一是要波及到,二是要驅油效率高。

        在看不見、摸不著的地下,流體就像長了眼睛一樣,把邊邊角角的原油“洗”了出來。上演這神奇一幕的關鍵在于那直徑不足1毫米的“會變形”的顆粒。

        為破解聚合物驅后油藏大幅度提高采收率的世界級難題,2003年勝利油田提出新型驅油方法,就是在傳統聚合物、表面活性劑均相體系中引入能變形的黏彈性顆粒驅油劑,形成固液共存非均相體系。

        從提出到研制成功,勝利油田用了10年時間?!斑@個顆粒要能堵住‘高速公路’,讓注入液流到一些邊邊角角的‘羊腸小道’,也能在一定壓力下通過孔道。”張宗檁形象地說。

        作為勝利油田第一個非均相復合驅技術先導試驗區塊—孤島中一區館3,在聚合物驅后采收率提升了8.5%,達到63.6%,挑戰了采收率極限。

        目前,該技術已成為勝利油田提高采收率的核心技術,已在2346萬噸儲量上運用該技術,上述技術可覆蓋10.5億噸儲量,預計提高采收率7%以上。孔凡群告訴記者,這項技術大有可為,按照勝利油田的規劃,“十四五”期間將繼續保持效益穩產2340萬噸,為保障國家能源安全作出新貢獻。

        (記者 王延斌 通 訊 員 朱向前 王東奇)

        關鍵詞: 原油 勝利油田 特高

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