向油田采收率极限冲刺——记2020国家技术发明二等奖项目新型聚驱大幅度提高原油采收率技术

　　剖面返转、低效循环和剪切降解是提高油田采收率的三大世界性技术难题。为突破采收率极限并攻克这三大难题，东北石油大学、大庆油田有限责任公司、中海油研究总院、中国石油大学(北京)等于2008年成立了由数百人组成的联合攻关团队，提出在扩大层间、层内、微观波及体积三方同步发力，发明了多层精细控制多介质分注技术、单油砂体靶向调堵控制低效循环技术、驱油用抗剪切星型聚合物技术，实现了由提高驱油效率为主转向扩大波及体积为主的技术思路及原理的重大变革，创造采收率新高，为摆脱国内石油年产2亿吨的警戒线提供强力技术硬核。此项新型聚驱大幅度提高原油采收率关键技术也于近日获得了2020年度国家技术发明二等奖。

　　多层多介质分注技术破返转

　　聚合物驱油是目前应用最广泛也最为简便的一种提高采收率方法，在聚合物注入初期和中期，非均质油藏吸液剖面会得到改善，中低渗透层吸液量增加。但当聚合物驱油进入中后期时，随着注采压差增大，高渗层吸液量增加，中低渗透层吸液量下降，出现吸液剖面返转现象。

　　“剖面返转可以用医学上治疗病患的靶向药来比喻，靶向药对肝病患者治疗有很大作用，但在总给药量一定的前提下，病患器官接受到的靶向药量越大，治疗效果越好，但如果病患器官实际接收到的靶向药量呈现先增多后减少趋势，靶向药作用就将大打折扣。”东北石油大学皮彦夫教授这样解释吸液剖面返转现象。

　　为解决这一难题，联合攻关团队发现了多介质逐次降黏“冲击波”分子团随机冲量“剂—孔配伍”原理，攻克了如何使聚合物能够进入低渗层、如何调控驱油剂黏度和相对分子质量与油层孔喉相配伍两个技术难点。

　　多层多介质分注技术解决了低渗透层难以注入较高黏度和相对分子质量段塞而出现的剖面返转难题。变渗流阻力驱油技术，创建了“剂—孔配伍”图版，发布了生产流程、规范和行企业标准，形成了聚驱新工艺。

　　大庆油田应用后，剖面返转极大改善，而且油层吸液厚度提高18个百分点，低渗透层吸液量占比增加10个百分点，层间波及体积提高8个百分点。

　　单油砂体靶向调控技术解低效

　　在注水开发过程中，由于层内渗透率差异的存在和重力作用影响，注入水沿着高渗透部位推进，难以波及低渗透部位，从而形成厚油层顶部剩余油富集，而厚油层底部则因为长期注水冲刷形成大孔道，导致注入水在此区域形成低效或无效循环。

　　针对低效循环，经过10余年研发，攻关团队发现复杂物化介质环境下非均质油藏变黏度聚驱前缘推进和胶质自桥接原理，攻克了聚驱低效循环精准快速识别和大级差渗透率下高渗流通道低效循环靶向调堵两个技术难点。

　　他们发明了单油砂体内聚合物驱低效循环条带精准快速识别技术，高精度下识别速度比国际上同类技术快20倍以上。耐温抗盐双膜结构微米级自桥接功能颗粒调堵剂，封堵率由50%提高到90%。多油层深部靶向调堵工艺，将新发明的功能颗粒定点准确送入低效循环关键点桥接封堵，靶深由原技术85米延伸到120米以上。

　　在大庆油田现场应用后，无法控制的低效循环比例由15%降低到3%。

　　抗剪切星型聚合物技术除降解

　　由于聚合物是一种高分子物质，其水溶液黏度较高，驱油时携带能力强，驱油效率远高于水。而剪切降解是指聚合物溶液从配好到注入地下储层中，因为受多孔介质剪切降解，黏度变小，无法有效驱出更多的油，产生不利影响，降低了聚合物的驱油效率。

　　针对剪切降解难题，团队发明了星型聚合物制备新方法，将高分子材料、流变学理论、光引发聚合技术交叉结合，发现了水溶性支化大分子光引发自由基聚合制备星型聚合物原理，攻克了驱油用多臂高相对分子质量星型聚合物“核”制备和工业化生产条件两个技术难点，发明了以“一种星型聚丙烯酰胺类聚合物”为核心专利，包括21件发明专利群的三项关键技术。

　　截至目前，该项新型聚驱技术成果大面积推广应用到10个油田，采收率提高明显。仅以大庆油田测算，全面推广将多采出1.32亿吨难采储量，为我国能源安全提供一项重要技术保障。

　　(本系列报道到此结束)