江蘇油田自主研發(fā)納米驅油“掃帚”

□ 文/圖 王慶輝

江蘇油田一些低滲和特低滲油藏的孔隙小于4微米，堪稱密不透風。如何深入致密的特低滲油藏孔隙，驅出原油？

江蘇油田工程技術研究院的科研人員打破常規(guī)分子構成方式，極限降低油水界面張力，引入“鎖水”“攜油”等功能，自主研發(fā)了一種分子直徑只有頭發(fā)絲千分之一的納米乳液，宛如一把精致靈活的驅油“掃帚”，鉆入致密孔隙，高效驅出原油。這項技術獲得國家發(fā)明授權專利4件、實用新型專利2件。

截至目前，該項技術已規(guī)模應用至14個區(qū)塊29個井組，已累計增油1.3萬多噸，降水2800立方米，成為油田大力推進三次采油的科技利器，為油田難動用儲量高質量開發(fā)提供了技術支撐。

探索三次采油新方式

低滲和特低滲油藏開發(fā)，一直是老油田提高采收率難題。由于深層致密，這類油藏注水開發(fā)效果普遍不好。

為了提高難動用儲量采收率，科研人員嘗試了注表面活性劑及聚合物等三次采油試驗，然而單獨的表面活性劑驅易形成驅替不均，造成水竄；常規(guī)的“表活劑+聚合物”二元驅油體系又存在注入困難、易造成儲層堵塞、聚表材料色譜分離等難題。

成本問題也一直制約著三次采油規(guī)模應用，特別是對江蘇油田來說，由于斷層多，單塊儲量規(guī)模相對小，建設注聚站等地面投入難以通過面積井網規(guī)模應用的方式攤薄成本。

江蘇油田科研人員在進行納米乳液體系配制研究。

對油田科研人員來說，驅油體系既要實現(xiàn)“注得進、采得出”的目標，還要實現(xiàn)“成本低、可推廣”。

近年來，江蘇油田大力倡導實施創(chuàng)新驅動，加速科技提升，提高老區(qū)采收率，針對復雜斷塊低滲和特低滲油藏，深入開展化學驅提高采收率研究，探索效果更好、成本更低、操作更便捷的驅油體系。

江蘇油田工程技術研究院專門成立了化學驅提高采收率項目組，從研發(fā)新驅油體系、工藝技術配套等方面探索三次采油新方式。由副院長王彪擔任項目組長，一級主任師虞建業(yè)任技術首席。

“哪里有難題，就在哪里攻堅。瞄準一個方向，就要竭盡全力堅持下去，直至取得突破?！庇萁I(yè)說。

連續(xù)攻關研發(fā)高效表面活性劑

如何從海量的分子中優(yōu)化強有力的功能團，通過化學變化組成更高效的表面活性劑分子？

“想要超越常規(guī)的表面活性劑性能，我們不能走尋常路，要突破固有思維，從常規(guī)的表面活性劑分子結構、作用方式里走出來，探索‘調、堵、驅、洗’一體化技術體系?！蓖醣胝f。

由于界面張力的作用，表面活性劑會有一部分吸附在巖石孔隙口，而不是長驅直入孔隙。因此，需要想方設法降低界面張力，使驅油液能夠到達孔隙內部，增強洗油效果。

“我們改變分子間力的作用方式，將驅油體系的油水界面張力降低1至2個數(shù)量級。”虞建業(yè)說。這種新表面活性劑的功能團可以像一把驅油“掃帚”一樣，在5分鐘內使油膜從巖石表面剝離，并打散為“小尺寸”，將更多隱藏在孔隙深處的原油“掃”出來。

此外，科研人員還在新表面活性劑中引入“鎖水”“攜油”功能，讓水跑得慢，減少水竄問題。室內實驗顯示，新的表面活性劑洗油效率較水驅提高14%以上。

表面活性劑的活性提升后，科研人員又面臨新的難題。怎么把眾多成分組成的驅油“掃帚”的分子直徑變得更細、更?。窟@似乎是個難解的循環(huán)：想要驅油效果更好，就需要更多功能團，這就面臨著分子直徑更大的問題。

在一次次分子“瘦身”試驗失敗后，虞建業(yè)認為，必須探索新路，打破常規(guī)分子組成方式。

“我們創(chuàng)新思路，僅用兩個分子就組成新的表面活性劑分子，不僅減少了主劑種類和助劑用量，而且大幅提高體系性能?！表椖拷M化學技術負責人呂紅梅說。

新組成的表面活性劑分子的直徑降到納米級，相當于頭發(fā)絲的千分之一。同時，所需要的分子成分大幅減少，原材料也大幅減少，從研發(fā)源頭實現(xiàn)了降本。

通過微觀可視化、核磁共振等室內實驗顯示，與水驅相比，該體系在巖芯中的波及體積可以擴大15%，進入了很多以前水都進不去的地方，驅替后剩余油飽和度下降7%。

“高效技術+全科服務”推進規(guī)模應用

納米乳液驅油技術在低產低效的歐莊區(qū)塊應用后，持續(xù)保持良好的增產效果。該區(qū)塊實施納米乳液驅油以后，平均單井產量提高50%，年增油2337噸。

良好的應用效果，讓新技術推廣得到油田大力支持。去年，江蘇油田組織專家論證，優(yōu)選納米乳液驅油技術等4項科技成果，安排專項成果轉化基金786萬元支持推廣應用，打通科研成果轉化最后一公里。

“我們根據(jù)不同區(qū)塊油水性質，開發(fā)了更具針對性的驅油體系。同時，充分發(fā)揮多專業(yè)聯(lián)合的技術優(yōu)勢，以‘全科大夫’的視角，從調剖、堵水、井筒降黏等多方面拿出區(qū)塊整體治理方案，精準施策，全方位做好技術服務保障?！苯K油田工程技術研究院油化室副主任錢志鴻說。

石5區(qū)塊是典型的低孔低滲油藏，平均滲透率僅為7毫達西，區(qū)塊4口油井日產油僅4噸?？蒲腥藛T針對該區(qū)塊層間、層內矛盾突出，水竄嚴重的病癥，先針對性實施在線調剖工藝，實現(xiàn)油藏均衡驅替，然后實施納米乳液驅油工藝，實現(xiàn)“波及、洗油”雙提升。目前，該井組平均日產油提高50%，區(qū)塊綜合含水下降15%，年增油723噸。

在技術針對性方面，科研人員實施一藏一策，一塊一策，針對莊13、堡1等普通稠油油藏，開發(fā)了具有降黏功能的納米乳液體系；針對關7塊高含蠟原油，開發(fā)了界面活性更高的新一代納米乳液體系，提高了該技術的適應性。

在“高效技術+全科服務”的支撐下，納米乳液體系研發(fā)成功后，得到推廣應用，成為油田增產增效的科技利器。