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新闻会客厅
为我国稠油可持续高效开采开辟新路2023年10月30日 来源:
中国石化报 作者:
程力沛 于 佳
嘉宾:石油勘探开发研究院采油工程研究所稠油室主任 路 熙 问:稠油油藏化学降黏冷采技术的主要机理是什么? 答:稠油的高黏度导致其在地下储层中难以流动,因此“经济高效地降低黏度,使稠油恢复流动性”是稠油开发的核心课题。20世纪60年代,稠油实现工业化生产,形成了热采和冷采两大类稠油开发技术。稠油热采通过向油藏中注入高温高压蒸汽、火烧等方式,加热油藏使稠油升温降黏,提高流动能力。目前,我国地下黏度大于1000毫帕·秒的稠油油藏均采用热采开发方式。 稠油冷采就是不加热开采稠油的技术,比如埋藏浅的采用露天开采,黏度小于1000毫帕·秒的采用水驱开采,或尝试注化学试剂降黏开采等。 石勘院研发的稠油油藏化学降黏冷采技术,通过向稠油油藏中注入靶向高效降黏剂,高效拆解稠油内部致黏结构,从而大幅度降低稠油本体黏度和流动阻力,提高稠油在地下油藏中的流动能力,实现不加热开采稠油的目标。 问:稠油热采的采油速度高于冷采,为什么还要攻关稠油冷采技术?这项技术有什么优势? 答:稠油热采存在碳排放高、能耗高、成本高、采收率低等问题,导致稠油热采难以持续。同时,由于高温蒸汽渗透性极强,在注汽几个轮次后,逐渐出现汽窜、边底水侵、套管损坏等问题,造成大量油井低产甚至停产。 稠油冷采技术无须注入蒸汽,大幅降低了能耗,避免了二氧化碳排放,简化了生产设施,是低能耗、低碳排放、低成本的稠油开采技术。 问:石勘院在胜利油田的稠油冷采技术攻关始于何时?效果如何? 答:2014年石勘院受集团公司科技部委托,与胜利河口采油厂联合攻关“活性分子协同降黏开采特超稠油机理研究”,围绕稠油油藏化学冷采关键技术瓶颈开展研究攻关,历时近10年,相继攻克了稠油致黏机制、降黏机理、降黏剂分子设计、降黏剂合成制备、降黏冷采工艺和现场应用等技术难题,形成了系列创新发明和技术成果,生产现场应用取得显著成效,相关研究成果得到广泛认可。2022年,该技术被纳入自然资源部《矿产资源节约和综合利用先进适用技术目录(2022年版)》,是唯一入选的稠油开采技术。同年,“稠油化学冷采靶向降黏关键技术及应用”获集团公司技术发明一等奖。 目前,该技术已在胜利油田陈371、沾18、沾29、沾14、罗9、罗10、草13、坨82和王152等边底水薄层、强底水、深层低渗和敏感稠油油藏累计应用300余井次,累计增油22.5万吨,投入产出比1∶3.9,节能减排效果显著。 问:稠油冷采技术面临哪些瓶颈?如何解决这些难题? 答:稠油冷采技术面临稠油地下降黏难、降黏剂输送调控难、降黏剂地下注入难三大瓶颈。 基于高分辨率质谱解析,率先提出了稠油梯次致黏机制;通过分子动力学模拟,首次量化了致黏因素的黏度贡献率;发明了多巴胺—酰胺基—苯磺酸基三元共聚双靶点降黏剂,实现了稠油本体降黏的突破,创新制定中国石化降黏剂一级企标,解决了稠油地下降黏难题。 针对“注得进、走得远、堵得住”的降黏剂靶向输送需求,创新了微粒自组装调堵机制,实现了刚性内核保持微粒强度、可交联柔性支链控制聚结组装。发明了羟甲基丙烯酰胺—顺丁烯二酸—癸烯醇三元共聚自组装调堵剂,突破了现有微球调堵剂“以强度换体积”的技术瓶颈,解决了降黏剂向富集油区靶向输送的难题。 首创了冷采药剂井下注入流体力学模拟方法,实现了“解堵塞、降吸附、促扩散”的突破。发明了井下可控双向脉冲发生器,通过双向往复缓冲,防止管柱共振损伤,解决了化学冷采药剂高效注入难题。 问:该技术下一步升级迭代和未来发展方向是什么? 答:为了满足中国石化稠油冷采开发需求、不断拓展稠油化学降黏冷采技术适用范围,石勘院将持续深入研究稠油致黏机制、降黏机理,开展高效降黏剂分子靶向设计,建立稠油降黏分子结构数据库,形成多功能高效稠油降黏剂的模块化设计与合成能力;持续开展稠油—水—固界面稳定性,以及稠油原位乳化、渗流调控研究,明确稠油—水界面力学特性、界面吸附降黏机制、乳化稠油渗流界面演变特征等核心机理,探索稠油降黏冷采中相界面失稳、黏性指进等难题的解决途径;针对不同油藏,研发降黏工艺,制定稠油化学降黏冷采标准,推动该技术逐渐走上产品系列化、技术序列化的发展途径,为保障国家能源安全、推动能源技术革命作出更多贡献。 (程力沛 于 佳 采访整理)
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