文／本刊記者 陸曉如

▲中國(guó)石化集團(tuán)董事、總經(jīng)理、黨組副書(shū)記馬永生認(rèn)為：“非均相復(fù)合驅(qū)技術(shù)具有鮮明的創(chuàng)新性，增油效果好，值得大力推廣?！?/p>

從思路的產(chǎn)生到工業(yè)化推廣，研發(fā)非均相復(fù)合驅(qū)技術(shù)，經(jīng)歷的遠(yuǎn)不止十年磨礪。

陸相碎屑巖油藏石油采收率60%，誰(shuí)敢來(lái)挑戰(zhàn)？誰(shuí)能來(lái)挑戰(zhàn)？勝利油田打造硬核技術(shù)——非均相復(fù)合驅(qū)技術(shù)，最終將采收率提高到了63.6%。

面對(duì)新突破，勝利人從容淡定。這是走過(guò)近60年勘探開(kāi)發(fā)歷史，科研創(chuàng)新實(shí)力的沉淀；這是歷經(jīng)40余年上下求索的歲月，實(shí)現(xiàn)化學(xué)驅(qū)三次采油技術(shù)從跟跑、并跑到領(lǐng)跑的必然。

63.6%只是開(kāi)始。宇宙無(wú)極，人力有盡，然而勝利人精神之卓絕與意志之超然正在將對(duì)石油采收率的向往與極限一點(diǎn)點(diǎn)拉近。

發(fā)明關(guān)鍵顆粒

非均相復(fù)合驅(qū)技術(shù)，是勝利油田針對(duì)聚驅(qū)后油藏提升采收率而研發(fā)的一項(xiàng)全新化學(xué)驅(qū)技術(shù)。

“它最大的特點(diǎn)是固相、液相同時(shí)存在于一個(gè)驅(qū)油體系里，是非均相的，就像小米粥里有液體也有顆粒?！敝袊?guó)石化股份公司副總工程師、“非均相復(fù)合驅(qū)提高采收率示范工程”項(xiàng)目長(zhǎng)孫煥泉給了一個(gè)十分形象的比喻。

這種顆粒不是一般的顆?！⒎莵?lái)自天賜，而是勝利人潛心研究發(fā)明的成果。

水驅(qū)二次采油、化學(xué)驅(qū)三次采油，技術(shù)的力量改變了油藏的孔喉通道。有的孔道越來(lái)越寬大，猶如在地下世界形成了“高速公路”。用專業(yè)術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)——油藏非均質(zhì)性變強(qiáng)了。

水、驅(qū)油劑越來(lái)越喜歡走那里，“小路”邊上低滲透區(qū)的油藏?zé)o法得到有效波及，采出液含水越來(lái)越高，含油越來(lái)越少。一增一減間，效益不見(jiàn)了蹤影。

如何解決這一問(wèn)題？堵住“高速公路”，迫使驅(qū)油劑去走“小路”，是業(yè)內(nèi)普遍采用的辦法。至于怎么堵，各有各的招數(shù)。

“驅(qū)油過(guò)程就像掃地，掃不到的地方灰塵停滯不動(dòng)，掃到了但不用力，還會(huì)留下很多灰塵。驅(qū)油也是這樣，一是要波及到，二是要驅(qū)油效率高?！睂O煥泉說(shuō)，“針對(duì)勝利油田聚驅(qū)后油藏特點(diǎn)，我們需要一種能邊運(yùn)移邊封堵大孔道的堵劑，促使驅(qū)油劑去驅(qū)替低滲透區(qū)的剩余油，從而提出了攻關(guān)研發(fā)非均相驅(qū)油技術(shù)?！?/p>

2003年，研發(fā)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出了粘彈性顆粒驅(qū)油劑概念——同時(shí)具有粘性和彈性，能封堵住孔道，又能變形通過(guò)。

這種新型粘彈性顆粒驅(qū)油劑，分子結(jié)構(gòu)要同時(shí)具有支化結(jié)構(gòu)和交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、引發(fā)體系和聚合工藝等方面都面臨著巨大挑戰(zhàn)。

勝利人找到了國(guó)內(nèi)高分子合成名校四川大學(xué)黃光速教授團(tuán)隊(duì)。2007年，通過(guò)多官能團(tuán)引發(fā)、控制交聯(lián)度，形成三維網(wǎng)絡(luò)與高分子支化鏈共存結(jié)構(gòu)的粘彈性顆粒驅(qū)油劑B-PPG（Branched-Preformed Particle Gel）設(shè)計(jì)及合成完成，產(chǎn)研結(jié)合成功落地。

中國(guó)工程院院士羅平亞給出的評(píng)價(jià)是：創(chuàng)新性的合成制備出一種部分交聯(lián)并含有大量支鏈的粘彈性顆粒驅(qū)油劑，具有突出的新穎性和獨(dú)特的創(chuàng)造性。

找到最優(yōu)配方

B-PPG具備了設(shè)想中邊運(yùn)移邊封堵大孔道的增油機(jī)理，但它的發(fā)明不過(guò)是萬(wàn)里長(zhǎng)征走出了第一步。工廠放大實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癯晒Γ攀菦Q定它是否具有工業(yè)化應(yīng)用價(jià)值的關(guān)鍵。

就在那時(shí)，當(dāng)時(shí)還是研究生的勝利油田勘探開(kāi)發(fā)研究院采收率實(shí)驗(yàn)室副主任姜祖明與B-PPG結(jié)緣。

早上一上班，稱量藥劑，進(jìn)行充氮反應(yīng)，氧化還原，每隔5分鐘記錄反應(yīng)溫度；反應(yīng)結(jié)束后冷卻，把形成的凝膠鉤取出來(lái)剪碎，烘干，粉碎，篩分，測(cè)試性能——任何一個(gè)實(shí)驗(yàn)因素發(fā)生變化，姜祖明就要按照這樣的步驟再次實(shí)驗(yàn)，而實(shí)驗(yàn)過(guò)程中還伴隨著這樣那樣的失誤。

用藥正確，用量準(zhǔn)確，火候恰當(dāng)，熬制時(shí)間恰如其分，方能熬出一劑良藥。姜祖明與團(tuán)隊(duì)伙伴，經(jīng)歷上萬(wàn)次失敗，只為找到最優(yōu)的工業(yè)化生產(chǎn)配方。

“想到B-PPG實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，應(yīng)用到油田現(xiàn)場(chǎng)起到的驅(qū)油效果，對(duì)全國(guó)的老油田來(lái)說(shuō)都將意義重大，我們一次次跌倒一次次爬起來(lái)?！苯婷髡f(shuō)。

失敗和枯燥之外，他們還與風(fēng)險(xiǎn)相伴。

姜祖明至今還記得，第一次進(jìn)行工廠放大實(shí)驗(yàn)，壓料時(shí)產(chǎn)品在反應(yīng)釜中產(chǎn)生了轟隆隆的巨響。沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的他們，嚇得紛紛逃離了現(xiàn)場(chǎng)。

“實(shí)驗(yàn)室里用的劑量很小，比如引發(fā)劑，用量只有毫克級(jí)別。而到了工廠里，用量是千克級(jí)別的。從實(shí)驗(yàn)室到工廠，反應(yīng)產(chǎn)生的熱量、熱的傳遞速度等變化，不是所用劑量乘以一個(gè)倍數(shù)那么簡(jiǎn)單，復(fù)雜程度幾何倍數(shù)增加?！苯婷鹘榻B說(shuō)。

經(jīng)歷無(wú)數(shù)次失敗，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷調(diào)整與完善，當(dāng)一釜實(shí)驗(yàn)完成，測(cè)試得到的產(chǎn)品性能，顯微鏡下心心念念的一幕發(fā)生了—— B-PPG顆粒遇水溶脹，封堵住了孔道；持續(xù)注入溶液，壓力增大到一定程度時(shí)，它變形通過(guò)了孔道。

他們成功了！

中國(guó)科學(xué)院院士謝在庫(kù)認(rèn)為，整個(gè)工業(yè)化制備過(guò)程“合成工藝簡(jiǎn)單，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高，符合綠色化學(xué)的原子經(jīng)濟(jì)性，是突破性的進(jìn)步”。

配上最佳搭檔

雖然性能優(yōu)秀，但面對(duì)復(fù)雜的聚驅(qū)后油藏，B-PPG單打獨(dú)斗依然不行——洗油能力不強(qiáng)是它不可回避的缺點(diǎn)。

北方買馬，南方配鞍。為達(dá)到最優(yōu)的效果，萬(wàn)物皆可為我所用。有多年化學(xué)驅(qū)的經(jīng)驗(yàn)積累，什么能彌補(bǔ)它的缺點(diǎn)，勝利人自然了如指掌。

“化學(xué)驅(qū)有點(diǎn)像洗衣服，加入表面活性劑起到類似于洗衣粉的效果，幫助石油從巖石上脫落下來(lái)，從而增強(qiáng)洗油能力。”勝利油田勘探開(kāi)發(fā)研究院首席專家兼采收率實(shí)驗(yàn)室主任祝仰文說(shuō)。

由此，勝利科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了B-PPG+聚合物+表面活性劑的非均相復(fù)合驅(qū)油體系——B-PPG以優(yōu)異的粘彈性能、運(yùn)移性能、調(diào)驅(qū)性能，擴(kuò)大驅(qū)油劑在油藏里的波及范圍；表面活性劑具有良好的熱穩(wěn)定性、界面性能、洗油能力，把石油更多地從巖石上洗下來(lái)；聚合物以優(yōu)良的流變能力、抗剪切能力、增粘性能，進(jìn)行驅(qū)油劑的流度控制。

“我們還通過(guò)優(yōu)化它們各自的性能和配比，促進(jìn)它們之間的相互作用?！弊Ｑ鑫恼f(shuō)。

大模型物理模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明——聚驅(qū)后使用這種驅(qū)油體系，最終采收率達(dá)到67.4%，比水驅(qū)提高采收率22.2%，比聚驅(qū)提高采收率13.6%。

1+1+1＞3的效果完美呈現(xiàn)！

凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢?？茖W(xué)研究更加需要有一個(gè)無(wú)比嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪^(guò)程。“非均相復(fù)合驅(qū)技術(shù)具有較好的驅(qū)油效果的結(jié)論顯而易見(jiàn)，但究竟是如何實(shí)現(xiàn)驅(qū)油的，我們進(jìn)一步進(jìn)行驅(qū)油機(jī)理研究，為后續(xù)礦場(chǎng)試驗(yàn)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)?！辈芫w龍說(shuō)。

萬(wàn)事皆已具備。一場(chǎng)將被定格在石油工業(yè)史上的先導(dǎo)試驗(yàn)躍躍欲出！

創(chuàng)下最新紀(jì)錄

孤島油田，勝利陸上產(chǎn)量最高的油田，創(chuàng)造了年產(chǎn)500萬(wàn)噸保持12年、年產(chǎn)400萬(wàn)噸持續(xù)20年的輝煌。非均相復(fù)合驅(qū)技術(shù)先導(dǎo)試驗(yàn)最終落地孤島油田中一區(qū)Ng3單元。

“該單元作為勝利油田率先開(kāi)展聚合物化學(xué)驅(qū)的區(qū)塊，注入前綜合含水98.2%，地層水已經(jīng)淹到了‘下巴’。而且地層溫度達(dá)到70℃，礦化度達(dá)到8120mg/L，是勝利油田聚驅(qū)后油藏的典型代表?！惫聧u采油廠地質(zhì)所所長(zhǎng)姚秀田介紹說(shuō)。

先導(dǎo)試驗(yàn)允許失敗，但勝利人堅(jiān)持以最全面、最細(xì)致的工作保證成功。針對(duì)這種全新的固相、液相并存的驅(qū)油溶液，孤島采油廠做了萬(wàn)全準(zhǔn)備，并在先導(dǎo)試驗(yàn)全過(guò)程進(jìn)行科研創(chuàng)新。

好酒需要慢慢釀造。實(shí)施后的驅(qū)油效果，也需要耐心等待。最終，時(shí)間給了它最好的證明——

從2010年10月投注到2015年12月結(jié)束注入，日產(chǎn)油量從3.3噸最高上升至79噸，增加了24倍；綜合含水從98.2%最低下降到81.3%，最大下降16.9%；提高采收率8.5%，采收率高達(dá)63.6%。老油田回春，歸來(lái)依舊少年！

對(duì)此，中國(guó)工程院院士李陽(yáng)表示，非均相復(fù)合驅(qū)技術(shù)具有較高的技術(shù)水平和應(yīng)用價(jià)值，引領(lǐng)了大幅度提高采收率技術(shù)方向，推廣應(yīng)用前景廣闊。

“實(shí)踐是檢驗(yàn)一項(xiàng)技術(shù)好不好的標(biāo)準(zhǔn)，只要是成效明顯，我們就加大應(yīng)用力度?！眲倮吞锓止靖笨偨?jīng)理張宗檁說(shuō)。

2014年，非均相復(fù)合驅(qū)擴(kuò)大試驗(yàn)開(kāi)展，結(jié)果同樣喜人。2015年，非均相復(fù)合驅(qū)邁入工業(yè)推廣階段。

“孤島油田、孤東油田、勝坨油田等Ⅰ、Ⅱ類聚驅(qū)后油藏應(yīng)用和推廣非均相復(fù)合驅(qū)技術(shù)都取得了良好的降水增油效果?！睆堊跈_指出。

由此，勝利人自信且自豪地宣告：一套完整的非均相復(fù)合驅(qū)技術(shù)，在研發(fā)、試驗(yàn)、推廣中磨礪而出，閃現(xiàn)鋒芒！聚驅(qū)后如何提高采收率這一世界性難題，在勝利得以破解！勝利實(shí)現(xiàn)了在化學(xué)驅(qū)領(lǐng)域始終保持國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平的基礎(chǔ)上向國(guó)際領(lǐng)先的跨越！