微球大能量

文 ‖張 峰 劉云龍 杜 嘉

聚合物微球調驅技術破解了長慶油田低滲特低滲油藏有效控遞減、降含水的開發難題。

截至11 月15 日，中國石油長慶油田油氣工藝研究院研發的新型納米聚合物微球深部調驅技術，在陜北姬塬主力油藏開展20 個井組試驗后，自然遞減率下降1.8 個百分點，綜合含水率下降3.2個百分點。這標志著低滲透油田納米聚合物微球調驅技術實現了由1.0體系向2.0體系的迭代升級。

“聚合物微球調驅技術經歷了12 年攻關研究與探索實踐，在長慶低滲特低滲油藏已全面推廣應用。通過機理研究尋求突破、產品研發迭代升級和工藝技術集成配套，達到了提高注水開發效果的目的，破解了低滲特低滲油藏有效控遞減、降含水的開發難題，成為油田高質量發展的主要科技利器?！遍L慶油田油氣工藝研究院院長陸紅軍介紹說。

自主研發

鄂爾多斯盆地油藏主要為低滲、特低滲透油藏，而且隨著注水開發時間延長，含水上升加快，穩產面臨諸多挑戰。立足水驅，提高低滲透油藏注水開發效果，做好一次井網條件下的改善水驅顯得尤為重要，對技術提出了創新要求。

從2010 年探索性的先導試驗，到2014 年進入革新性的擴大試驗，再到2017 年模式化工業推廣，科研人員勇于擔當，以持續攻關為己任，實現了聚合物微球調驅技術的突破與規模應用的量變到質變。

“在12 年的研發中，面對理念、技術、管理壁壘，我們迎難而上，針對高黏度、大粒徑與低黏度、小粒徑的調驅體系選擇，開展深入細致調研，提出了‘改善水驅、簡化工藝、規范技術、提高效益’的思路，明確了聚合物微球深部調驅技術的攻關方向?！遍L慶油田油氣工藝研究院堵水調驅技術研究所所長鄭力軍說。

通過廣泛進行技術調研交流，研讀大量專著文獻，以多孔介質滲流物理、膠體與表面化學原理等經典著作為理論指導，技術團隊創造性提出了增大優勢通道比表面積降低滲透率的理論，研發了適應長慶高礦化度油藏環境的高強度抗鹽型聚合物微球。針對低滲透、特低滲透和超低滲透油藏，依次研發適配了300 納米、100 納米和50 納米的聚合物微球粒徑。

通過理論創新，研發了適應油藏的調驅體系，攻克了低滲致密砂巖油藏調驅注入性和優勢通道匹配兩大關鍵問題。這樣一來，既解決了致密砂巖儲層深部調驅注入性及運移性基本問題，又解決了傳統孔喉匹配調驅劑粒徑注得進與堵得住的技術矛盾。

2010 年以來，長慶油田油氣工藝研究院通過吸收、探索、實驗、創新等深化過程，不斷加大新技術、新產品、新工藝的研發力度，逐步創新發展了聚合物微球深部調驅技術。

模式革新

長慶油田地處梁峁交錯的陜甘寧黃土高原，油水井數量多且高度分散，單井單泵調驅注入所需設備多、人員多，因此注入費用高、人工成本高、管理難度大。

技術人員根據油藏改善水驅的治理需求，利用納米微球水分散液黏度低、注入性好的優點，革新工藝模式，將傳統單井調驅優化為注水干線集中注入，先后在主力油藏擴大試驗，最終定型了適用低滲透油田黃土塬地貌的小粒徑、低濃度、集中注聚合物微球在線工藝模式，有效緩解了調驅施工注入帶來的管理壓力。

在生產應用中，針對點多面廣、施工周期長、化工料用量大、人工現場監督管理有限等諸多不利因素，科研團隊充分利用現代物聯網及自動化技術，建立了集化工料供應全程跟蹤、運輸線路實時掌控、現場施工全方位監督于一體的調驅全過程智能監控平臺，實現了實時遠程在線監控。

“同時，充分整合融合多方力量，打造了有效的企業內部‘技術開發、成果轉化、現場應用’一體化快速創新應用新模式，讓小微球在生產中不斷發揮大作用。”鄭力軍說。

持續深化“向注水井要油”理念，從常規堵水調剖向地層深部調驅轉變，積極推進注—驅—采系統工程升級轉變，按照區域整體調剖思路加強瓶頸技術攻關，使納米級聚合物在低滲透油層深部進得去、堵得住，提高注水波及體積，技術團隊最終實現了老油田穩產和降遞減的目標。

據統計，目前聚合物微球調驅技術已在長慶油田年均實施3000 井次以上，投入產出比達到1 ∶2.6，全力助推長慶油田自然遞減率由13.4%下降至11.2%，改善水驅效果顯著。

迭代升級

目前，長慶油田整體油藏已進入中高含水開發階段，改善水驅的技術需求越來越高。

“針對三疊系油藏存在的孔喉細小、裂縫發育非均質性強等特點，常用有機或無機材料存在抗鹽抗剪切能力差、地下成膠效率低、難以到達地層深部等不足?！标懠t軍指出。

●小微球在生產中不斷發揮大作用。供圖/長慶油田

科研人員持續攻關研發新技術、新產品、新工藝，發揮聚合物微球調驅技術的無限潛力。

通過采用先進設備和技術手段，創新應用新型材料，相繼研發出了不同規格的6 種粒徑聚合物微球，實現了產品研發、合成生產、裝備配套、優化設計、現場施工、質量控制全過程自主配套，形成了小粒徑、低濃度、長周期的施工工藝，確保了這項工藝在油田工業化規模應用。

結合實際不斷優化技術，創新提出“延遲膨脹、深部運移”的技術思路，從產品配方優化分子結構設計上下功夫，優選聚合單體、交聯劑等關鍵原材料，采用多重交聯的方式合成出了互穿網絡結構的新型納米微球，顯著提升了在低滲透油藏深部運移擴大水驅波及的能力。

“新型納米微球延遲膨脹的時間比上一代產品顯著增加，有效解決了在微孔細喉條件下持續深部運移的技術難題。同時，科研人員從關鍵技術研發到現場試驗見效全過程推進，為低滲透油藏納米微球深部調驅技術的迭代升級打下了堅實基礎?！遍L慶油田油氣工藝研究院堵水調驅技術研究所副所長吳天江介紹說。

經過12 年的規模應用，聚合物微球技術系列已獲得國家授權發明專利12 件、實用新型專利15 件，獲得省部級成果獎6 項。“低滲透油田聚合物微球改善水驅技術與工業化應用”榮獲中國石油2019年科技進步一等獎，“納米聚合物微球”獲中國石油自主創新重要產品認證。