化学冷采降黏技术解忧“稠”

11月10日,石油勘探开发研究院召开2022年稠油化学降黏开采技术研究进展讨论会。多位专家系统汇报了稠油致黏/降黏机理、复杂多相渗流理论、数值模拟方法及矿场试验等取得的最新进展。以集团公司首席专家计秉玉为主的专家团队,对稠油化学降黏开采取得的突出成果进行了充分肯定。

石勘院稠油冷采技术团队历经7年持续攻关,形成了稠油化学降黏开采特色技术,为稠油开辟了一条低碳效益开采道路。该技术入选国家矿产资源节约和综合利用先进适用技术目录(2022年版)。

稠油开采真的“愁”

稠油是我国能源安全的重要保障。普通的石油可以在地层间自由流动,而稠油却像嚼过的口香糖粘在岩石中难以流动。以蒸汽热采为主的开采方式平均采收率较低,且随着热采轮次增加,效果渐差、成本上升,不能满足效益开发和“双碳”目标要求。

在石勘院2015年召开的稠油低成本接替开发讨论会上,计秉玉提出:“稠油开采如果去掉蒸汽,开发成本就能降低约50%,还能减少二氧化碳排放,化学降黏技术是值得重视的方向。”

系统攻关解其“忧”

石勘院迅速组建稠油化学冷采团队。“稠油降黏开采是个系统工程,咱们不仅要研发新型降黏剂,还要在油藏和工艺上寻求突破。”院副总师、采油所所长王海波对团队说。

此后,团队开始奋战在实验室里进行化学降黏实验,最终证实化学降黏可行。可是,室内实验效果不错的降黏剂,应用在矿场上却不理想。团队成员路熙说:“如果把稠油降黏比作咖啡溶解的过程,室内效果好是因为水和咖啡都在同一个杯子里,还有勺子搅拌,但地下哪有这样的‘杯子和勺子’?”经过系统分析,团队明确了靶点降黏、靶向输送及高效注入是解决稠油降黏冷采的技术关键。

他们以分子结构研究为突破口,进行了成百上千次谱图分析与模拟实验,认识到稠油分子就像线装书串在绳子上的书页。降黏剂不仅需要“切断绳子”,还需要“撕开书”,最终达到高效降黏目的。

沿着这个思路,团队研发形成针对不同类型稠油的系列靶点降黏剂。同时,针对储层低动力条件,设计了无动力条件下降黏剂评价新方法,形成稠油储层降黏评价标准,储层降黏率由80%提高到90%以上。

在实验中,团队还发现,降黏剂往往还没遇到稠油就沿窜流通道溜走了。传统的调堵办法作用距离近、封堵效果不理想。经过反复论证,他们成功研发自组装高效调堵方法,在窜流通道中进行自组装分散式调流,就像流水线工人一样,在全流程各自岗位发挥作用,实现“走得远、堵得住”目标,将降黏剂有效输送到富油靶区。与靶点降黏复合使用,室内采收率达64%,比单用靶点降黏剂高23%。

随后,团队又遇到一个拦路虎,多轮次蒸汽吞吐后的稠油就像一锅肥肉汤,越熬越稠,温度一降就成了“肉皮冻”。重质组分混着泥质、细粉砂形成油泥,很容易将近井孔隙堵死,导致后续降黏剂注入能力差。经过反复实验,团队明确降黏剂向高黏稠油渗透能力弱是主因,提出采用新的技术提高降黏效率。室内实验表明,措施后化学冷采药剂扩散系数增幅大于10%,吸附量降低55%,近井地带渗透恢复率大于80%。

矿场应用有突破

经过多年技术攻关,团队在理论技术、用剂体系、工艺装备和现场试验方面先后取得突破,创新形成稠油油藏化学冷采靶向降黏关键技术。

5年,该技术先后在胜利、中原、河南、江汉等油田应用超过280井次,累计增产原油24万吨、减少二氧化碳排放7万吨。这不仅为多轮次蒸汽吞吐后热采低效稠油找到了接替开采方法,也为埋藏深、边底水、薄差层等不适于蒸汽开采的稠油提供了效益开采可行方案,找到了一条有别于传统热采的低碳低成本开采道路。

王海波介绍,接下来,团队将坚持问题导向、需求导向、效果导向,加强基础研究引领技术发展,深化降黏机理研究,实现降黏剂及配套用剂升级换代,拓宽稠油降黏开采技术适用限界。同时,整合多专业综合优势,建立“大兵团”作战攻关模式,争取3~5年形成系列化技术体系,从现场试验走向全面推广应用。

 

信息来源:中国石化报

信息来源: 
2023-01-13