我國現有適合于化學驅的石油探明儲量逾百億噸,采收率每提高1%,相當于找到并建成一個探明儲量3~4億噸的整裝大油田。只要驅替液性能滿足油藏要求,則可將石油最終采收率由現在的30%~40%提高到40%~60%以上。因此,化學驅是滿足國家對石油重大需求必須的技術保證。在化學驅的核心技術中,“抗溫、抗鹽、抗剪切、高效增粘的水溶性聚合物”是基礎和關鍵。國內外根據現有理論研發的聚合物只能適用于我國10%的油藏,90%油藏因缺乏適用的聚合物而使其化學驅技術無法建立。研究發展能有效指導這種聚合物研發的理論,研制、生產出這種聚合物,建立相應有效的化學驅技術,是滿足國家重大需求必須解決的重大理論和重大技術問題及本學科的前沿課題,也是本室二十多年來持之以恒的研究內容。2000-2004,提出了解決水溶性聚合物抗溫、抗鹽、抗剪切、高效增粘難題的理論構想及實現方法;重點改進、完善所提出的理論模型和實現方法,深入研究分子設計和實現方法,完成所研制各種新產品的中試與工業化生產研究,通過產學研用聯合攻關形成年產萬噸新型聚合物的生產能力,具備了對這類聚合物進行理論研究、分子設計、合成研制、綜合評價、中試和工業化生產的系統研發能力,初步建立了以新型聚合物為基礎的化學驅提高采收率技術。在中海油渤海油田成功進行現場試驗(國內外首次),同時受其鼓舞,大慶油田和勝利油田針對不同類型油藏選用相應的新型聚合物,全面展開井組試驗研究。
隨著現場實驗的成功和不斷擴大、理論研究,產品研制、應用技術研究的不斷深入,使渤海稠油聚合物驅油取得重大進展:
渤海稠油最終水驅采收率僅為18%~22%,聚合物驅提高采收率理應具有巨大潛力,但是由于海上稠油油藏聚合物驅提高采收率挑戰極大,陸地油田成熟的技術無法使用,世界海上油田也沒有先例可借鑒。如果按照傳統開發模式在85%以上的高/特高含水階段注聚,平臺壽命期將到,不可能實施聚合物驅技術。因此,必須另辟新路,首先要打破傳統開發模式實施早期注聚,方可最大限度地提高采收率;其次,地層原油粘度高(40~150mPa·s)、配聚水硬度高(Ca2+、Mg2+含量300~1100mg/L)、井距大(350~600m)、注入剪切強,必須研制新型驅油劑,解決“無聚可注”難題;尤其是海上平臺空間狹小、安全環保要求高等苛刻現狀,決定了必須攻克專用聚會物研發和海上平臺聚合物配注兩大瓶頸技術難題。
近5年來,在我們研發的渤海油田聚合物驅專用聚合物AP-P4及其應用技術的基礎上,產品質量及應用技術不斷改進、完善和提高,充分發揮了聚合物驅的效能,取得重大成果:驗證了海上稠油早期注聚理論的正確性和可行性,解決了海上稠油聚合物驅大幅度提高采收率的理論和方法問題,達到國際領先水平。自主創新研發出耐鹽抗剪切疏水締合聚合物驅油劑并實現工業化生產,解決了海上稠油“無聚可注”難題,居于世界領先水平。截至2014年底,海上稠油聚合物驅油技術在綏中36-1油田實施后,含水下降、產油穩中有升,累增油265萬方,已實現階段提高采收率5.04%(預期可達8.5%,即在18%~22%基礎上再增加8.5%)。實驗成功證實了海上油田實現聚合物驅的規模化應用的可能性,為海上油田大幅度提高采收率提供了核心技術支撐,預計在生產油田就可增加可采儲量1.3億方以上,據此中海油作出推廣應用的實施規劃,要求渤海油田應用此項海上聚驅技術具有實現年增油量500萬方的潛力。為建設“海上大慶”油田作出了重要貢獻,成為渤海油田今后增產、穩產的重要依靠,推動和發展了聚合物驅油技術,引領世界海上提高采收率技術發展。引起ConocoPhillips、Shell、Total、Chevron、BG、巴西等國外著名公司的高度關注并多次交流,該技術已在印尼等海上油田應用。獲2014年中國石油和化學工業聯合會科技進步一等獎,并作為“海上稠油聚合物驅提高采收率關鍵技術及應用”的第二完成單位申報了2015年國家科技進步一等獎。