我国现有适合于化学驱的石油探明储量逾百亿吨,采收率每提高1%,相当于找到并建成一个探明储量3~4亿吨的整装大油田。只要驱替液性能满足油藏要求,则可将石油最终采收率由现在的30%~40%提高到40%~60%以上。因此,化学驱是满足国家对石油重大需求必须的技术保证。在化学驱的核心技术中,“抗温、抗盐、抗剪切、高效增粘的水溶性聚合物”是基础和关键。国内外根据现有理论研发的聚合物只能适用于我国10%的油藏,90%油藏因缺乏适用的聚合物而使其化学驱技术无法建立。研究发展能有效指导这种聚合物研发的理论,研制、生产出这种聚合物,建立相应有效的化学驱技术,是满足国家重大需求必须解决的重大理论和重大技术问题及本学科的前沿课题,也是本室二十多年来持之以恒的研究内容。2000-2004,提出了解决水溶性聚合物抗温、抗盐、抗剪切、高效增粘难题的理论构想及实现方法;重点改进、完善所提出的理论模型和实现方法,深入研究分子设计和实现方法,完成所研制各种新产品的中试与工业化生产研究,通过产学研用联合攻关形成年产万吨新型聚合物的生产能力,具备了对这类聚合物进行理论研究、分子设计、合成研制、综合评价、中试和工业化生产的系统研发能力,初步建立了以新型聚合物为基础的化学驱提高采收率技术。在中海油渤海油田成功进行现场试验(国内外首次),同时受其鼓舞,大庆油田和胜利油田针对不同类型油藏选用相应的新型聚合物,全面展开井组试验研究。
随着现场实验的成功和不断扩大、理论研究,产品研制、应用技术研究的不断深入,使渤海稠油聚合物驱油取得重大进展:
渤海稠油最终水驱采收率仅为18%~22%,聚合物驱提高采收率理应具有巨大潜力,但是由于海上稠油油藏聚合物驱提高采收率挑战极大,陆地油田成熟的技术无法使用,世界海上油田也没有先例可借鉴。如果按照传统开发模式在85%以上的高/特高含水阶段注聚,平台寿命期将到,不可能实施聚合物驱技术。因此,必须另辟新路,首先要打破传统开发模式实施早期注聚,方可最大限度地提高采收率;其次,地层原油粘度高(40~150mPa·s)、配聚水硬度高(Ca2+、Mg2+含量300~1100mg/L)、井距大(350~600m)、注入剪切强,必须研制新型驱油剂,解决“无聚可注”难题;尤其是海上平台空间狭小、安全环保要求高等苛刻现状,决定了必须攻克专用聚会物研发和海上平台聚合物配注两大瓶颈技术难题。
近5年来,在我们研发的渤海油田聚合物驱专用聚合物AP-P4及其应用技术的基础上,产品质量及应用技术不断改进、完善和提高,充分发挥了聚合物驱的效能,取得重大成果:验证了海上稠油早期注聚理论的正确性和可行性,解决了海上稠油聚合物驱大幅度提高采收率的理论和方法问题,达到国际领先水平。自主创新研发出耐盐抗剪切疏水缔合聚合物驱油剂并实现工业化生产,解决了海上稠油“无聚可注”难题,居于世界领先水平。截至2014年底,海上稠油聚合物驱油技术在绥中36-1油田实施后,含水下降、产油稳中有升,累增油265万方,已实现阶段提高采收率5.04%(预期可达8.5%,即在18%~22%基础上再增加8.5%)。实验成功证实了海上油田实现聚合物驱的规模化应用的可能性,为海上油田大幅度提高采收率提供了核心技术支撑,预计在生产油田就可增加可采储量1.3亿方以上,据此中海油作出推广应用的实施规划,要求渤海油田应用此项海上聚驱技术具有实现年增油量500万方的潜力。为建设“海上大庆”油田作出了重要贡献,成为渤海油田今后增产、稳产的重要依靠,推动和发展了聚合物驱油技术,引领世界海上提高采收率技术发展。引起ConocoPhillips、Shell、Total、Chevron、BG、巴西等国外著名公司的高度关注并多次交流,该技术已在印尼等海上油田应用。获2014年中国石油和化学工业联合会科技进步一等奖,并作为“海上稠油聚合物驱提高采收率关键技术及应用”的第二完成单位申报了2015年国家科技进步一等奖。