《多层中低渗油藏精细调控聚合物驱油关键技术》

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该项目属于石油与天然气科学技术领域。

如何实现年产2亿吨原油的稳产,是国家能源安全的重大战略问题。大庆油田依靠水驱和世界领先的聚合物驱油技术,保持了油田的长期高产稳产,使原油采收率达到47%,但仍有53%的剩余油无法采出,其中90%左右分布在中低渗透油层中,如何经济有效地将其采出,是油田急需解决的重大难题。由于中低渗透油藏多层同采,具强非均质性,此前仅适用于单一高渗透层恒粘度大段塞溶液注入方式的聚驱技术,遇到了剪切降解、剖面返转、低效循环三个世界级的关键技术瓶颈,致使波及体积、采收率和经济效益严重降低。经过10余年持续攻关,取得了“逐次降粘精细调控注聚扩大波及体积”理论认识的突破,发明了星型抗剪切聚合物驱油剂,攻克了三大技术瓶颈,形成了具划时代意义的新一代聚驱技术,解决了中低渗透油藏提高采收率的难题。整体已在大庆、辽河、渤海等油田应用3年以上,采收率比已有聚驱技术多提高4个百分点以上。近三年,多增油489万吨,低油价下新增利润41.8亿元。该技术可推广到我国国内和海外权属250亿吨地质储量原油的开发,预计可增加可采储量10亿吨,相当于新发现一个30亿吨储量的世界级大油田。

1、发明了星型抗剪切聚合物驱油剂,攻克了剪切降解的难题。创建了多层中低渗透油藏中聚合物驱油剂剪切降解评价新方法,通过光引发自由基反应,发明了以水溶性聚乙烯亚胺为核的星型疏水改性丙烯酰胺/十八烷基二甲基烯丙基氯化铵共聚物,控制住了聚合物在强非均质孔隙中的剪切降解。溶液剪切保粘率由已有聚合物的71.5%提高到81.3%。

2、发明了精细调控多介质分注技术,攻克了聚驱剖面返转难题。聚合物依次在大、小孔隙中滞留,造成油层吸液面积先扩大后回缩,出现“剖面返转”现象。发明了分质分注实验装置,首次发现逐次降粘聚驱能够形成冲击波,微观实验和理论模型证实了其对扩大波及体积的作用,发明了周期性逐次降低聚合物分子量和粘度的精细段塞多介质分注技术,创建了驱油剂分子线团与多层中低渗油藏孔喉的匹配图版,不但控制住了剖面返转,而且波及体积由56.5%提高到64.2%。与国内外先进技术相比,采收率提高幅度由12%增加到16.58%。

3、发明了聚合物驱低效循环识别与控制新技术,攻克了低效循环难题。揭示了多层中低渗油藏由于渗透率变异系数高和聚驱段塞浓度单一而形成低效循环的机理,发明了聚驱φ函数法和精准找水技术;发明了用于控制低效循环的含β-环糊精、壳聚糖的调驱剂来控制低效循环的技术。与国内外先进技术相比,识别精度提高50%、速度提高20倍以上,控制住了96%的驱油剂低效循环。

获国家授权技术发明专利45件,实用新型4件,软件著作权7项,行业与企业标准6项,发表论文154篇(SCI、EI收录31篇),获省部级科技一等奖2项。专家评审:持续降粘聚合物驱油技术居国际领先水平。美国国际著名专家S.M.Farouq Ali教授评价:是聚驱技术方面世界瞩目的一项大进展。

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