江苏油田自主研发纳米驱油“扫帚”

□ 文/图 王庆辉

江苏油田一些低渗和特低渗油藏的孔隙小于4微米，堪称密不透风。如何深入致密的特低渗油藏孔隙，驱出原油？

江苏油田工程技术研究院的科研人员打破常规分子构成方式，极限降低油水界面张力，引入“锁水”“携油”等功能，自主研发了一种分子直径只有头发丝千分之一的纳米乳液，宛如一把精致灵活的驱油“扫帚”，钻入致密孔隙，高效驱出原油。这项技术获得国家发明授权专利4件、实用新型专利2件。

截至目前，该项技术已规模应用至14个区块29个井组，已累计增油1.3万多吨，降水2800立方米，成为油田大力推进三次采油的科技利器，为油田难动用储量高质量开发提供了技术支撑。

探索三次采油新方式

低渗和特低渗油藏开发，一直是老油田提高采收率难题。由于深层致密，这类油藏注水开发效果普遍不好。

为了提高难动用储量采收率，科研人员尝试了注表面活性剂及聚合物等三次采油试验，然而单独的表面活性剂驱易形成驱替不均，造成水窜；常规的“表活剂+聚合物”二元驱油体系又存在注入困难、易造成储层堵塞、聚表材料色谱分离等难题。

成本问题也一直制约着三次采油规模应用，特别是对江苏油田来说，由于断层多，单块储量规模相对小，建设注聚站等地面投入难以通过面积井网规模应用的方式摊薄成本。

江苏油田科研人员在进行纳米乳液体系配制研究。

对油田科研人员来说，驱油体系既要实现“注得进、采得出”的目标，还要实现“成本低、可推广”。

近年来，江苏油田大力倡导实施创新驱动，加速科技提升，提高老区采收率，针对复杂断块低渗和特低渗油藏，深入开展化学驱提高采收率研究，探索效果更好、成本更低、操作更便捷的驱油体系。

江苏油田工程技术研究院专门成立了化学驱提高采收率项目组，从研发新驱油体系、工艺技术配套等方面探索三次采油新方式。由副院长王彪担任项目组长，一级主任师虞建业任技术首席。

“哪里有难题，就在哪里攻坚。瞄准一个方向，就要竭尽全力坚持下去，直至取得突破。”虞建业说。

连续攻关研发高效表面活性剂

如何从海量的分子中优化强有力的功能团，通过化学变化组成更高效的表面活性剂分子？

“想要超越常规的表面活性剂性能，我们不能走寻常路，要突破固有思维，从常规的表面活性剂分子结构、作用方式里走出来，探索‘调、堵、驱、洗’一体化技术体系。”王彪说。

由于界面张力的作用，表面活性剂会有一部分吸附在岩石孔隙口，而不是长驱直入孔隙。因此，需要想方设法降低界面张力，使驱油液能够到达孔隙内部，增强洗油效果。

“我们改变分子间力的作用方式，将驱油体系的油水界面张力降低1至2个数量级。”虞建业说。这种新表面活性剂的功能团可以像一把驱油“扫帚”一样，在5分钟内使油膜从岩石表面剥离，并打散为“小尺寸”，将更多隐藏在孔隙深处的原油“扫”出来。

此外，科研人员还在新表面活性剂中引入“锁水”“携油”功能，让水跑得慢，减少水窜问题。室内实验显示，新的表面活性剂洗油效率较水驱提高14%以上。

表面活性剂的活性提升后，科研人员又面临新的难题。怎么把众多成分组成的驱油“扫帚”的分子直径变得更细、更小？这似乎是个难解的循环：想要驱油效果更好，就需要更多功能团，这就面临着分子直径更大的问题。

在一次次分子“瘦身”试验失败后，虞建业认为，必须探索新路，打破常规分子组成方式。

“我们创新思路，仅用两个分子就组成新的表面活性剂分子，不仅减少了主剂种类和助剂用量，而且大幅提高体系性能。”项目组化学技术负责人吕红梅说。

新组成的表面活性剂分子的直径降到纳米级，相当于头发丝的千分之一。同时，所需要的分子成分大幅减少，原材料也大幅减少，从研发源头实现了降本。

通过微观可视化、核磁共振等室内实验显示，与水驱相比，该体系在岩芯中的波及体积可以扩大15%，进入了很多以前水都进不去的地方，驱替后剩余油饱和度下降7%。

“高效技术+全科服务”推进规模应用

纳米乳液驱油技术在低产低效的欧庄区块应用后，持续保持良好的增产效果。该区块实施纳米乳液驱油以后，平均单井产量提高50%，年增油2337吨。

良好的应用效果，让新技术推广得到油田大力支持。去年，江苏油田组织专家论证，优选纳米乳液驱油技术等4项科技成果，安排专项成果转化基金786万元支持推广应用，打通科研成果转化最后一公里。

“我们根据不同区块油水性质，开发了更具针对性的驱油体系。同时，充分发挥多专业联合的技术优势，以‘全科大夫’的视角，从调剖、堵水、井筒降黏等多方面拿出区块整体治理方案，精准施策，全方位做好技术服务保障。”江苏油田工程技术研究院油化室副主任钱志鸿说。

石5区块是典型的低孔低渗油藏，平均渗透率仅为7毫达西，区块4口油井日产油仅4吨。科研人员针对该区块层间、层内矛盾突出，水窜严重的病症，先针对性实施在线调剖工艺，实现油藏均衡驱替，然后实施纳米乳液驱油工艺，实现“波及、洗油”双提升。目前，该井组平均日产油提高50%，区块综合含水下降15%，年增油723吨。

在技术针对性方面，科研人员实施一藏一策，一块一策，针对庄13、堡1等普通稠油油藏，开发了具有降黏功能的纳米乳液体系；针对关7块高含蜡原油，开发了界面活性更高的新一代纳米乳液体系，提高了该技术的适应性。

在“高效技术+全科服务”的支撑下，纳米乳液体系研发成功后，得到推广应用，成为油田增产增效的科技利器。