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勘探与钻采工程

三次采油的“新利器”

2010-08-30   关键字:   来源:中国石油石化工程信息网

  [中国石化报2010年8月23日] 2009年12月,在卡塔尔首都多哈举办的第四届国际石油技术会议上,一种新型化学驱油技术首次亮相,吸引了与会专家的目光。人们在惊叹它奇妙机理的同时,更为它的神奇功效折服。
  这就是胜利油田研制的强化泡沫驱技术。该技术直指大孔道及聚合物驱后油藏,填补了国内外研究空白,成为三次采油的“新利器”。
  尴尬的大孔道
  有一种油藏,非均质性严重,大孔道极其发育,注入水往往从孔隙大、阻力小的大孔道一流而过,驱油效果不理想。
  这种油藏在胜利油田被称为难以开采的4类油藏,俗称大孔道油藏,地质储量1.1亿吨。同时,聚合物驱后油藏形成了类似大孔道的结构,注入水极易避油而走,使得该类油藏仍有50%的原油残留地下。
  如此丰富的“库藏”,逼着胜利科研人员探寻新的更为高效的驱油体系。“遇水稳定、遇油破灭”的泡沫驱这时进入了科研人员的视线。
  然而在2000年,泡沫驱对三采业内人士来说还是个陌生的词。国外三次采油开展甚少,鲜有的泡沫驱研究也只停留在室内试验阶段。大庆油田虽针对常规油藏进行过泡沫驱研究,但是聚合物驱后油藏及大孔道油藏的研究仍是空白。再加上胜利油田复杂苛刻的地质条件,无疑,一切要从零开始,胜利三采人又一次站在了风口浪尖上。
  难缠的小泡沫
  对于泡沫,人们并不陌生。日常生活中使用的洗衣粉、洗洁精,都会遇水起泡,洗油去污。
  泡沫驱就是利用了泡沫“遇水稳定、遇油破灭”的特性,增加封堵的选择性,堵水不堵油。同时,泡沫驱还有“堵大不堵小”的“特异功能”,即选择大孔隙进行封堵。这样,注入水进入大孔道油藏后,因为大孔道内形成大量泡沫而被挡住去路,只能择路含油孔隙,进而使驱油能力增强。
  虽然泡沫驱的机理已明晰,但是如何找到最合适的泡沫剂?胜利人开始了执著的追求。因为是从零开始,最初的研究有些盲目。科研人员将大量泡沫剂拿来试用,甚至洗洁精、洗发水也没有逃过他们的视线,但室内研究效果并不尽如人意。经历一段时间的探索,科研人员认识到,理论是行动的指南,只有以牢固的基础机理研究做保障,才能明晰研究方向。
他们从试剂结构分析入手,深入探析分子、离子特性。如何让泡沫更丰富,哪种泡沫最稳定,都成了科研人员苦苦思索的问题。
  分析过程是枯燥而艰苦的。每一次物理模拟试验少则1个月,多则3个月,24小时不间断,试验人员必须盯在现场。
  一次次大胆尝试,一次次推倒重来,历时700多个日日夜夜。科研人员废寝忘食,假以分子模拟、定向设计等技术手段,通过反复的离子复配、比例调试,一种新型阴非两性泡沫剂终于“千呼万唤始出来”。
  然而,泡沫是易碎的。如何进一步提升泡沫的稳定性,增强封堵性能?科研人员凭借多年的化学驱研究经验,以创新方式加入聚合物,发挥聚合物能增厚泡沫膜壁、提升泡沫稳定性的作用,进一步扩大水驱的波及范围,提高水驱的洗油效率。经过反复试验,“泡沫剂+聚合物+氮气”强化泡沫驱体系终于浮出水面。
  神奇的新发明
  2010年1月,两张国家发明专利的证书如期而至。
  一张是“一种提高常规油藏原油采收率的泡沫剂”的国家发明,指的就是胜利人研发的阴非两性泡沫剂,充分利用了阴离子起泡性强、非离子稳定性强且耐盐并抗钙镁的性质,创新设计而成。
  另一张是“一种提高油藏原油采收率的方法”的国家发明,就是胜利人创新提出的强化泡沫驱技术,将泡沫剂、聚合物、氮气按比例组合,发挥泡沫剂和聚合物的协同增效作用,以其选择性封堵、封堵能力强、堵水不堵油的特点,大大提高采收率。
  强化泡沫驱以其神奇的降水增油效果,已在聚合物驱后和大孔道油藏现场试验中大展身手。
  孤岛油田中二区的GD2-28-8井区作为聚合物驱后油藏强化泡沫驱先导试验区,采取交替注入近1年时间,28-8井组的日产油量由71.2吨最高增加到140.9吨,综合含水由93.3%最低下降到86%。
  典型的4类大孔道油藏埕东油田西区于2004年进行先导试验,中心井组综合含水由95.9%最低下降到87.5%,日产油量由4.5吨最高上升到23.6吨。
  除此之外,研究中还揭示了泡沫剂与聚合物的相互作用机理,采取了产出液中微量泡沫剂浓度分析方法,另申请的7项国家发明专利已被授权3项。
  有专家称,强化泡沫驱技术在胜利油区的推广应用,可增加可采储量4520万吨,相当于又发现一个亿吨级大油田。同时,从某种意义上来讲,胜利油田有16亿吨储量可以应用强化泡沫驱技术。作为三次采油的储备和接替技术,强化泡沫驱技术将对三次采油的长远发展和油田的增储稳产发挥重大作用。
  资源有限,创新无限。勇立世界三采排头的强化泡沫驱,将为更多石油资源的解放带来新的机遇。
 

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