一技驚天下

文／本刊記者 陸曉如

非均相復合驅(qū)技術(shù)的意義遠不僅限于覆蓋全國15億噸聚驅(qū)后石油儲量。

2015年，“粘彈性顆粒驅(qū)油劑及其制備方法”發(fā)明專利榮獲第十七屆中國專利優(yōu)秀獎，同時獲得了美國發(fā)明專利；

2016年，非均相復合驅(qū)先導試驗獲得中國石化集團公司技術(shù)發(fā)明一等獎；

2017年，非均相復合驅(qū)大幅度提高石油采收率的理論與實踐獲得中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會技術(shù)發(fā)明一等獎；

…… ……

獎勵只是一種肯定。非均相復合驅(qū)技術(shù)鐫刻在石油工業(yè)史上更為重大的意義是，它叩開了黃河三角洲地下廣袤的剩余油藏，讓數(shù)萬勝利人“百年勝利”的夢想照進了現(xiàn)實。同時，它可覆蓋全國15億噸聚驅(qū)后難動用儲量，讓特高含水后期老油田重新煥發(fā)青春，延長10年以上的經(jīng)濟有效期。而且，勝利人創(chuàng)新的基因，還在不斷更新、擴大這些數(shù)值。

打破采收率瓶頸

“勝利油田提出了‘建設領(lǐng)先企業(yè)、打造百年勝利’的奮斗愿景，‘十四五’規(guī)劃瞄準了原油效益穩(wěn)產(chǎn)2340萬噸/年的目標。這一方面要通過加大未動用儲量開發(fā)和新區(qū)產(chǎn)能建設力度，另一方面要依靠老油田持續(xù)提高采收率。”張宗檁指出。

現(xiàn)實情況是，由于我國油氣資源稟賦特點，找到新的油氣富集區(qū)塊越來越難，新發(fā)現(xiàn)的多是低豐度、致密、高稠等難動用儲量。

據(jù)張宗檁介紹，勝利油田盡管每年依然能找到近億噸探明儲量，但是低品位油藏比例逐年增加。“十一五”期間占到75.8%，“十二五”期間達到90%。

穩(wěn)產(chǎn)之難猶如上九天攬月，但勝利人從不懼挑戰(zhàn)。

“勝利從未放慢勘探的步伐，新的產(chǎn)能建設也在穩(wěn)步推進，但通過技術(shù)創(chuàng)新實現(xiàn)老油田提高采收率，是目前提升產(chǎn)量更為現(xiàn)實且有效的路徑，而且經(jīng)濟效益可能會比開發(fā)建設致密油、超稠油的新產(chǎn)能更好，畢竟鉆井、地面設施建設等方面的投入減少了許多。”張宗檁說。

而現(xiàn)在，勝利油田的整體采收率為28.2%，71.8%的儲量還在地下。采收率每提高一個點，就相當于發(fā)現(xiàn)了一個億噸級的大油田！如果把平均采收率提高到50%，就相當于重建了一個勝利油田！全國老油田平均采收率只有35%左右，老油田采收率每提高1%，就相當于每年增加上千萬噸可采儲量！

“非均相復合驅(qū)技術(shù)總體是在勝利油田迫切需要提高采收率的背景下進行研發(fā)的，而且是針對聚驅(qū)后油藏攻關(guān)形成的。”孫煥泉說，“這項技術(shù)突破了高含水、高采出程度、高非均質(zhì)性聚驅(qū)后油藏大幅度提高采收率技術(shù)的瓶頸，是大幅度提高采收率的有效技術(shù)，已成為勝利油田提高采收率的主流技術(shù)。”

勝利油田有聚驅(qū)后地質(zhì)儲量3.1億噸。實施非均相復合驅(qū)后，預計提高采收率7%以上，增加可采儲量2000萬噸。

“這項技術(shù)大有可為，將助力勝利實現(xiàn)‘十四五’原油效益穩(wěn)產(chǎn)2340萬噸/年的目標，為保障國家能源安全做出新貢獻。”張宗檁說。

向高溫高鹽油藏延伸

在勝利油田的“地質(zhì)大觀園”里，還有化學驅(qū)高溫高鹽Ⅲ-3類油藏儲量3.77億噸，主要分布在勝坨、東辛等油田。綜合含水率均在95%以上，平均采出程度41%。

“Ⅲ-3類高溫高鹽油藏儲層非均質(zhì)性嚴重，開發(fā)形勢日益嚴峻。但這么大量的剩余儲量不能浪費，必須想辦法提高采收率，吃干榨盡。”孫煥泉說。

Ⅲ-3類高溫高鹽油藏有開展大幅度提高采收率技術(shù)研究的現(xiàn)實需要，非均相復合驅(qū)又已經(jīng)在Ⅰ、Ⅱ類聚驅(qū)后油藏取得了很好的效果。勝利人繼續(xù)大開腦洞：能否把這一技術(shù)應用到高溫高鹽油藏？

科研團隊面對的現(xiàn)實問題是：Ⅲ-3類油藏地層溫度高、地層水礦化度高、硬度高。

以勝坨油田勝三區(qū)坨28斷塊沙二1-3單元為例。油層溫度82℃，鈣鎂離子含量549mg/L，鹽度平均21053mg/L，而勝利油田一般自來水的溫度在20℃左右，鈣鎂離子含量為80～110mg/L，鹽度為800mg/L。

“現(xiàn)有的非均相復合驅(qū)常規(guī)的驅(qū)油劑受到高溫、高鹽影響，效果下降。適應Ⅲ-3類油藏的非均相復合驅(qū)技術(shù)需要開展進一步攻關(guān)研究。”祝仰文說。

目標立在眼前，如何抵達，勝利人已經(jīng)駕輕就熟。

“我們研發(fā)了新型耐溫抗鹽超高分多元共聚物，升級了耐溫抗鹽B-PPG驅(qū)油劑，研發(fā)了耐鹽、抗鈣鎂陰非兩性表面活性劑，基本滿足了Ⅲ-3類高溫、高鹽、高鈣鎂油藏要求，現(xiàn)在已進入先導試驗階段。”祝仰文說。

據(jù)勝利采油廠地質(zhì)所開發(fā)室副主任馮益富介紹，勝三區(qū)坨28斷塊沙二1-3單元先導試驗方案已經(jīng)完成，設計提高采收率8.5%，正開展單井試注、地面建設和井網(wǎng)調(diào)整。目前單井試注的注入壓力維持在10MPa，注入情況正常，表明方案設計的聚合物和B-PPG對油藏適應能力較好。

“很好！經(jīng)過多年研究，化學驅(qū)技術(shù)使用范圍越來越大，成本逐漸降低，大大提振了穩(wěn)油增氣降本的信心，要持續(xù)攻關(guān)研究；非均相復合驅(qū)技術(shù)具有鮮明的創(chuàng)新性，增油效果好，值得大力推廣。”

2019年7月12日下午，中國石油化工集團有限公司董事、總經(jīng)理、黨組副書記馬永生來到勝利采油廠調(diào)研高溫高鹽Ⅲ類油藏非均相復合驅(qū)先導試驗開展情況。詢問該技術(shù)的適用范圍和成本情況后，他給出了這樣的評價。

勝利油田3.77億噸Ⅲ類油藏儲量的動用不再是夢！高溫高鹽油藏的春天即將到來！

可在全國復制推廣

“非均相復合驅(qū)技術(shù)填補了聚合物驅(qū)后油藏大幅度提高石油采收率的技術(shù)空白，成為聚驅(qū)后油藏提高采收率的撒手锏技術(shù)。”中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會會長李壽生認為。

這個撒手锏，不僅讓勝利油田受益，河南油田也正因它迎來了新的發(fā)展希望。

新區(qū)無規(guī)模儲量投入，老區(qū)已動用儲量“三高一低”矛盾突出—— 一邊沒有新糧入庫，一邊舊糧難以入口，同樣誕生于大會戰(zhàn)時期的河南油田，面臨著穩(wěn)產(chǎn)難度逐年加大的難題。

2018年11月12日，“非均相復合驅(qū)提高采收率示范工程”項目通過中國石化集團公司立項論證，在勝利油田、河南油田開展非均相復合驅(qū)示范區(qū)建設。

▲非均相復合驅(qū)技術(shù)，為我國東部老油田的持續(xù)高效開發(fā)指明了方向。 攝影/高 莉

“該項目是大幅度提高采收率、保障國家能源安全的需要，是中國石化穩(wěn)油增氣降本的需要，是特高含水老油田資源高效開發(fā)的需要，是推動化學驅(qū)大幅度提高采收率理論技術(shù)發(fā)展的需要。”孫煥泉作為該項目的項目長備感重任在肩。

事實上，早在示范工程立項之前，河南油田已經(jīng)到勝利油田取過經(jīng)。“非均相復合驅(qū)技術(shù)研發(fā)成功后，河南、大慶、江蘇、遼河等多個油田來進行過多次交流。”張宗檁說。河南油田率先嘗鮮，成為勝利油田之后第二家應用非均相復合驅(qū)技術(shù)的油田。

“示范工程聚焦聚驅(qū)后和特高含水水驅(qū)油藏，強化攻關(guān)和集成配套，加強精細油藏描述和剩余油分布研究，加強驅(qū)油劑和驅(qū)油體系優(yōu)化研究，加強高控制程度井網(wǎng)優(yōu)化設計，起到了示范區(qū)引領(lǐng)作用。”孫煥泉說。

5個示范區(qū)的工程方案編制工作已經(jīng)完成。原計劃2020年年初在礦場實施作業(yè)，但因突發(fā)新冠肺炎疫情，一些進口配件無法按時就位，工程進度受到影響。

“一旦條件具備，即可推進礦場實施作業(yè)。”勝利采油廠專家李健康介紹勝三區(qū)坨28斷塊沙二1-2非均相復合驅(qū)示范區(qū)建設時表示。

“目前，全國有聚驅(qū)后難動用儲量15億噸。”孫煥泉說，“隨著示范工程的推進，非均相復合驅(qū)技術(shù)將形成完整的、可在全國復制推廣的技術(shù)系列。”

中國科學院院士郭尚平評價，中國石化發(fā)明的非均相復合驅(qū)方法，形成了大幅度提高采收率成套技術(shù)，降水增油效果明顯，社會和經(jīng)濟效益顯著，應進一步擴大應用規(guī)模。

具有成本優(yōu)越性

“成本如何？”馬永生在勝利采油廠采油管理二區(qū)注聚201站調(diào)研時，對非均相復合驅(qū)技術(shù)提出了關(guān)鍵性問題。

“在勝一區(qū)沙二1-3聚驅(qū)后油田開展的非均相復合驅(qū)工業(yè)化推廣項目，提高采收率7.6%，項目平衡油價40美元/桶以下。”隨行的曹緒龍回答得很有底氣。

回想2010年實施非均相復合驅(qū)先導試驗前，國際油價正處于100美元/桶上下的高位。為確保先導試驗效果，孤島油田將試驗區(qū)由2口油井、6口注聚井調(diào)整為10口油井、15口注聚井，很“大方”地打了17口新井。

“最后評價得出的平衡油價在57美元/桶左右。”孤島采油廠專家王宏說，“如果不算打新井的成本，平衡油價在45美元/桶左右，而且井口成本在30美元/桶以下。”

2014年，國際油價斷崖式下跌，此后一直低位運行。再“大方”地通過打新井調(diào)整井網(wǎng)提升應用效果顯然不可行。

“非均相復合驅(qū)技術(shù)在勝坨油田擴大試驗時一路就簡，加大了現(xiàn)有油井、注聚井等地下、地面設施的利舊，同時加強現(xiàn)場效果管理，保證注入液足量、保質(zhì)。低成本井網(wǎng)調(diào)整非均質(zhì)相復合驅(qū)油技術(shù)已經(jīng)形成。”李健康說。

通過對已結(jié)束單元的全過程經(jīng)濟評價，非均相復合驅(qū)是水驅(qū)完全成本的90%。

利潤的最大化，一定是成本的最小化。還有什么成本可以降？B-PPG成本偏高。科研團隊開展“頭腦風暴”，確定產(chǎn)品優(yōu)化的技術(shù)路線，緊鑼密鼓地展開研究工作。

4個月的室內(nèi)實驗，找到高效穩(wěn)定的低成本B-PPG制備方法；6個月的工廠試驗，得到性能優(yōu)異的低成本B-PPG工業(yè)化產(chǎn)品——測試結(jié)果顯示，產(chǎn)品各項指標均達標，成本每噸降低約1000元。

“隨著不斷的技術(shù)創(chuàng)新、技術(shù)進步，非均相復合驅(qū)項目的成本必然不斷降低。”曹緒龍說，“這對勝利油田實現(xiàn)50美元/桶盈虧平衡目標的意義重大，也決定了其具有廣泛的推廣應用價值。”

延長油田生命周期

在老油田的勘探開發(fā)史上，總有人不斷地問：油田還能持續(xù)生產(chǎn)多少年？每一次的質(zhì)疑都被一項又一項的前沿技術(shù)擊碎。

在勝利油田2萬多口油井中，含水大于98%的油井超過3600口，單井日產(chǎn)量小于1噸的油井近6200口。它們掙扎在效益線上，一旦油價大幅下跌，隨時可能被“打入冷宮”。而含水量大于99.8%的油井命運更加悲慘——關(guān)停。

“雖然是針對聚驅(qū)后沒有繼續(xù)提升采收率的辦法才研究的非均相復合驅(qū)技術(shù)，但事實上水驅(qū)后非均質(zhì)強的儲量都可以用。利用它，特高含水的井就又能產(chǎn)出油，延長了經(jīng)濟壽命期。”孫煥泉說，“綜合來說，非均相復合驅(qū)技術(shù)能大幅度提高采收率，讓特高含水后期老油田經(jīng)濟有效期延長10年以上。這將大大延長油田這種資源性企業(yè)的生命周期。”

大慶、勝利、遼河、華北、大港、吉林、中原等東部老油田，年產(chǎn)量占中國石油總產(chǎn)量的近1/2。但它們老了——平均含水率高達90%，產(chǎn)量逐年遞減。老油田穩(wěn)產(chǎn)，不只關(guān)系到油田企業(yè)自身的生存發(fā)展，更關(guān)系到國家能源安全。非均相復合驅(qū)技術(shù)適用于聚驅(qū)后油藏和特高含水水驅(qū)后油藏，可覆蓋東部35億噸左右的石油儲量。

“應該說，非均相復合驅(qū)技術(shù)的發(fā)明，為我國東部老油田的持續(xù)高效開發(fā)指明了方向，使老油田再次煥發(fā)青春，為我國石油石化行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出了積極貢獻。”孫煥泉表示，“依托‘非均相復合驅(qū)提高采收率示范工程’，針對粘彈性顆粒驅(qū)油劑、經(jīng)濟高效驅(qū)油體系、油藏方案優(yōu)化等多個方面，圍繞驅(qū)油效果、經(jīng)濟性開展進一步的攻關(guān)研究，還在不斷拓展非均相復合驅(qū)應用領(lǐng)域，還有望使老油田的經(jīng)濟有效期進一步延長。”

能從非均相復合驅(qū)技術(shù)受益的也許不止中國的老油田。

全球原油產(chǎn)量的70%依靠老油田挖潛，老油田仍將是未來全球石油供給的主力油田。如果全球老油田采收率提高1%，就將增加可采儲量50多億噸。

“2019年11月，我與挪威北海油田提高采收率研究中心交流非均相復合驅(qū)技術(shù)時，對方表現(xiàn)出了濃厚興趣。這項技術(shù)有可能走出國門，成為我國石油技術(shù)走出去的一張新名片。”孫煥泉說。

海闊憑魚躍，天高任鳥飛。有了新的技術(shù)，勝利人就有了無限可能；有了新的技術(shù)，老油田再煥青春不是夢！