勝利油田孤島采油廠員工密切關(guān)注稠油井生產(chǎn)情況。

李超君 李鸝靜 攝影報(bào)道

技術(shù)水平國際領(lǐng)先 應(yīng)用規(guī)模世界首位

中國工程院院士程杰成介紹，國外自20世紀(jì)60年代開始研究化學(xué)驅(qū)油技術(shù)。美國在1964年就開展了首個(gè)聚合物驅(qū)礦場試驗(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，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)。我國滲透率大于50毫達(dá)西的砂巖油田地質(zhì)儲量133億噸，預(yù)測適合工業(yè)化應(yīng)用的儲量約100億噸，目前已實(shí)施化學(xué)驅(qū)地質(zhì)儲量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)水平整體國際領(lǐng)先。

目前，我國化學(xué)驅(qū)技術(shù)面臨著應(yīng)用對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)不能解決分類油藏大幅度提高采收率等問題。程杰成認(rèn)為，下一步攻關(guān)方向是立足上述四類拓展對象，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?；瘜W(xué)驅(qū)原油年產(chǎn)量長期保持在1000萬噸以上。

中國工程院院士袁士義說，我國聚合物驅(qū)、三元復(fù)合驅(qū)等化學(xué)驅(qū)技術(shù)系列國際領(lǐng)先，擁有世界上最大的化學(xué)驅(qū)應(yīng)用基地。針對不同應(yīng)用對象及面臨的新問題，我國油氣企業(yè)相繼研究出無堿二元復(fù)合驅(qū)技術(shù)系列，在遼河、新疆、大港、勝利等油田開展了先導(dǎo)試驗(yàn)，收到了良好效果。目前，我國正在研究以超級二元復(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，并通過持續(xù)迭代升級，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，中國石化攻關(guān)“3+2”大幅度提高采收率技術(shù)，通過在化學(xué)驅(qū)過程中適時(shí)對井網(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319萬噸、增油151萬噸?！笆奈濉焙髢赡?，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)儲量1億噸以上，年增油150萬噸以上。

超級二元復(fù)合化學(xué)驅(qū)

針對強(qiáng)非均質(zhì)礫巖和中低滲砂巖等油藏，我國油氣企業(yè)建立了多維度乳化性能評價(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、長慶等油田開展了先導(dǎo)試驗(yàn)，正在開展工業(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、長慶、吉林、新疆等多個(gè)油田的區(qū)塊開展礦場先導(dǎo)試驗(yàn)。其中，長慶試驗(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%，初步見到良好效果。

高溫高鹽表面活性劑乳化調(diào)驅(qū)

中國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)動力，可主動與油滴結(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，推動實(shí)現(xiàn)油藏智能全波及驅(qū)油。

二氧化碳、天然氣、空氣、氮?dú)馊骈_花

袁士義說，對于大量難以有效注水開發(fā)的特低滲、致密油藏，注氣可以形成有效的驅(qū)替體系；對于已開發(fā)老油田，二氧化碳混相驅(qū)潛力巨大，與CCUS（二氧化碳捕集、利用與封存）結(jié)合可收到二氧化碳驅(qū)油與封存等多重功效；對于具有一定傾角的油層，注氣穩(wěn)定重力驅(qū)提高采收率效果顯著。近年來，我國氣驅(qū)技術(shù)取得了顯著進(jìn)步，二氧化碳驅(qū)、天然氣驅(qū)、空氣驅(qū)、氮?dú)怛?qū)礦場試驗(yàn)均取得新進(jìn)展，目前氣驅(qū)年產(chǎn)油已達(dá)百萬噸，預(yù)期未來10年注氣采油將達(dá)到年產(chǎn)千萬噸規(guī)模。

二氧化碳驅(qū)及CCUS技術(shù)發(fā)展迅速，目前我國二氧化碳年注入規(guī)模在200萬噸以上、年產(chǎn)油70萬噸以上，形成了混相、近混相、非混相驅(qū)油技術(shù)系列，正在建設(shè)若干個(gè)千萬噸級CCUS基地，將為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)和原油增產(chǎn)作出重要貢獻(xiàn)。下一步，需要持續(xù)完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，加強(qiáng)油藏適應(yīng)性研究和更大幅度提高采收率體系優(yōu)化及調(diào)控工藝技術(shù)研發(fā)完善與應(yīng)用，建立捕集-運(yùn)輸-驅(qū)油-封存產(chǎn)業(yè)鏈，推動形成大規(guī)模CCUS新產(chǎn)業(yè)。

程杰成介紹，國外二氧化碳和天然氣混相驅(qū)技術(shù)成熟，早已實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用，提高采收率8~30個(gè)百分點(diǎn)。氣驅(qū)技術(shù)適用于不同滲透率的油藏，特別對于低滲透油藏具有顯著優(yōu)勢。進(jìn)入21世紀(jì)，我國聚焦低/特低滲透儲層高效開發(fā)，氣驅(qū)技術(shù)取得長足進(jìn)步，創(chuàng)新發(fā)展了非完全混相驅(qū)油理論，二氧化碳驅(qū)試驗(yàn)提高采收率10~25個(gè)百分點(diǎn)、烴氣重力驅(qū)試驗(yàn)提高采收率25個(gè)百分點(diǎn)以上、空氣泡沫驅(qū)試驗(yàn)提高采收率10個(gè)百分點(diǎn)以上。

下一步，氣驅(qū)技術(shù)的攻關(guān)方向是立足低滲透、超低滲、非常規(guī)油藏三類開發(fā)對象，重點(diǎn)推廣CCUS技術(shù)，加強(qiáng)空氣驅(qū)、天然氣驅(qū)試驗(yàn)攻關(guān)，盡早實(shí)現(xiàn)不同氣驅(qū)技術(shù)定型，實(shí)現(xiàn)氣驅(qū)年產(chǎn)量達(dá)到1000萬噸，采收率提高14~25個(gè)百分點(diǎn)。

二氧化碳捕集、驅(qū)油與封存技術(shù)

中國工程院院士李陽介紹，中國石化建成百公里百萬噸級超臨界壓力長輸管道，將濃度99%以上密相二氧化碳輸送至15座注入站，通過“首臺（套）”高壓密相注入泵注入地層，實(shí)現(xiàn)高壓混相、連續(xù)自噴，并在采出端建立兩座集中處理站，對采出液進(jìn)行脫碳處理，對產(chǎn)出氣中的二氧化碳進(jìn)行回注，首次實(shí)現(xiàn)石油石化行業(yè)二氧化碳工業(yè)化全流程密閉利用封存。

中國石化建立了二氧化碳高壓混相驅(qū)油與封存理論技術(shù)，破解了“輕烴含量低混相難、非均質(zhì)性強(qiáng)易氣竄”的技術(shù)難題，示范區(qū)平均地層壓力已提高10.1兆帕，恢復(fù)至32兆帕，整體實(shí)現(xiàn)高壓混相。預(yù)計(jì)15年累計(jì)增油300萬噸，采收率提高11.6個(gè)百分點(diǎn)，達(dá)到24.1%。

中國石化還攻克了采出液中二氧化碳分壓高、含水率隨區(qū)域變化大、集輸半徑較小的難題，建立了產(chǎn)出氣回收回注模式，實(shí)現(xiàn)二氧化碳循環(huán)利用，確?！坝筒宦涞兀瑲獠簧咸?，水不外排”，采出液實(shí)現(xiàn)全程密閉集輸處理，二氧化碳理論封存率達(dá)到100%。

建立了空-天-地-井四位一體環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，創(chuàng)建不同安全等級區(qū)域、不同開發(fā)階段監(jiān)測布點(diǎn)優(yōu)化方法，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化布點(diǎn)與動態(tài)監(jiān)測同步。完成監(jiān)測點(diǎn)位布設(shè)504個(gè)，獲取了注入井、油井、管線等周邊大氣、土壤氣、淺層地下水環(huán)境監(jiān)測值9000多個(gè)，對比背景值監(jiān)測結(jié)果均無異常。

整個(gè)示范區(qū)截至目前累計(jì)注入封存二氧化碳130.3萬噸；2024年預(yù)計(jì)產(chǎn)油14萬噸，未來年產(chǎn)油量將逐年增加；將率先實(shí)現(xiàn)CCUS項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化運(yùn)營，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和發(fā)展前景。

微納米氣泡驅(qū)

微納米氣泡是以水為連續(xù)相、氣為分散相的均勻穩(wěn)定體系，以分散的形態(tài)進(jìn)入不同形狀、大小的微小孔隙內(nèi)，微氣泡本身也隨之不斷發(fā)生形變，發(fā)揮氣體彈性能量微觀驅(qū)油作用，攜帶剩余油和改變滲流方向，最終提高采收率。

2020年，在長慶油田開展一期4注19采試驗(yàn)，中心井日產(chǎn)油由0.2噸升至最高1.5噸，含水率由92.3%降至最低73.2%，試驗(yàn)井組自然遞減率由10.5%降至6%，含水上升率由1.8%下降至-0.5%，試驗(yàn)區(qū)階段累計(jì)增油超萬噸，正在開展16注68采試驗(yàn)。

微納米氣泡驅(qū)技術(shù)用于低滲油藏比水驅(qū)提高采收率8~20個(gè)百分點(diǎn)，前景廣闊。該技術(shù)工藝流程簡單、不添加化學(xué)劑、持續(xù)見效周期長，實(shí)施成本低；采用純物理方法發(fā)泡，成分僅有氣體和水，綠色環(huán)保；與其他技術(shù)兼容性好，可采用二氧化碳、氮?dú)?、烴類氣、煙道氣及各類改性水。下一步，要加強(qiáng)氣泡穩(wěn)定性及注入工藝與參數(shù)優(yōu)化研究，盡可能提高采收率。

二氧化碳混相驅(qū)新機(jī)理認(rèn)識

中國石油研究發(fā)現(xiàn)，陸相原油富含的碳1~碳15組分也具有與二氧化碳較強(qiáng)的傳質(zhì)與混相能力，國外認(rèn)為僅碳2~碳6組分起作用，這大幅提高了陸相沉積油藏二氧化碳混相驅(qū)的潛力。

研究揭示了原油與二氧化碳互溶后環(huán)狀和帶支鏈烴類組分對原油膨脹貢獻(xiàn)更大，明確了大PV（孔隙體積）循環(huán)注二氧化碳可更大幅度提高采收率的技術(shù)方向，揭示了氣驅(qū)動用微觀孔喉機(jī)理，基質(zhì)巖芯持續(xù)注氣可有效動用0.1微米以下微小孔隙，微裂縫巖芯持續(xù)注氣可有效動用0.1~1微米小孔隙。

中國石化研究發(fā)現(xiàn)，通過大幅增加油藏壓力，可以提高中重組分的混相能力；打造高壓驅(qū)動體系，可以增大小孔隙中的原油動用程度；控制前緣壓力、做到均衡驅(qū)替、消減氣竄影響，可以大幅度提高采收率和封存率。

多介質(zhì)輔助擴(kuò)大二氧化碳波及體積方法

控制氣竄、擴(kuò)大波及體積是陸相非均質(zhì)油藏二氧化碳驅(qū)油規(guī)模應(yīng)用面臨的突出問題之一，利用多維度二氧化碳調(diào)驅(qū)體系評價(jià)方法，根據(jù)強(qiáng)化WAG（氣水交替）多相耦合、孔喉匹配、逐級擴(kuò)大的二氧化碳波及體積新機(jī)理，研制出酸增稠、耐酸泡沫和原位乳化等三種強(qiáng)化WAG化學(xué)劑體系，室內(nèi)試驗(yàn)評價(jià)在水驅(qū)和二氧化碳驅(qū)基礎(chǔ)上可再提高驅(qū)油效率12.76個(gè)百分點(diǎn)。

目前，正在吉林油田黑125區(qū)塊開展泡沫強(qiáng)化WAG調(diào)驅(qū)試注試驗(yàn)，已初步見到明顯的效果。泡沫強(qiáng)化WAG可顯著降低氣油比、抑制氣竄能力，具有大幅提高二氧化碳驅(qū)油效率的潛力。

頂部注天然氣穩(wěn)定重力驅(qū)

頂部注天然氣穩(wěn)定重力驅(qū)包括組分傳質(zhì)混相提高驅(qū)油效率、重力分異擴(kuò)大波及體積等，與常規(guī)水驅(qū)油、氣驅(qū)油相比，可以更大幅度提高原油采收率。

塔里木油田形成了天然氣頂部重力驅(qū)配套技術(shù)，同時(shí)將天然氣頂部重力驅(qū)與儲氣庫建設(shè)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了驅(qū)油和天然氣調(diào)峰保供雙重功能。礦場試驗(yàn)表明，原油產(chǎn)量提高了3倍，中心井組提高采收率近30個(gè)百分點(diǎn)，已累計(jì)注氣7.6億立方米、產(chǎn)油114萬噸、儲氣5.1億立方米，天然氣調(diào)峰保供能力超過100萬立方米/日，成效顯著。

縫洞型油藏注氮?dú)忾_發(fā)

塔河油田是我國第一個(gè)古生界海相億噸級大油田，油藏類型為巖溶縫洞型油藏，具有埋藏深、非均質(zhì)性強(qiáng)、流動規(guī)律復(fù)雜、高溫高鹽的特點(diǎn)。

中國石化在精細(xì)刻畫縫洞儲集體的基礎(chǔ)上，通過建模數(shù)模一體化剩余油定量表征，形成了構(gòu)建空間結(jié)構(gòu)井網(wǎng)、注氮?dú)馓岣卟墒章实燃夹g(shù)，典型單元采收率提高8個(gè)百分點(diǎn)以上。該技術(shù)覆蓋地質(zhì)儲量超5億噸，2023年增油107萬噸。