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[成果] 1800130444 北京
TE37 应用技术 天然原油和天然气开采 公布年份:2018
成果简介:1.研究目的:特低渗-致密砂岩气是中国天然气增储上产的核心领域,其规模有效开发具有重要的战略意义。与常规砂岩储层相比,该类气藏砂岩孔喉细小,渗流通道以微、纳米孔喉为主,开发中存在储量动用程度低、中后期大面积产水等诸多难题。有鉴于此,针对该类气藏地层条件下微、纳米孔喉气水渗流等世界级难题,以实验方法、装置及技术创新为突破口,自主设计研制了提高气藏储量动用程度及采收率的大型物理模拟实验系统,原创性建立了气藏可动储量及气层可动水等参数评价体系,为该类气藏规模有效开发发挥了巨大的推动作用。 2.主要科学发现点: (1)创建了国际上同领域中性能指标最先进、模型体系最齐全的低渗-致密砂岩气藏开发动态物理模拟系统。以“岩石物性、气水渗流和开采模拟”三大模块30台套设备为核心,自主研发形成一维最长8米、二维最大1米见方、三维最多8层的大规模、多序列模拟技术和实验装置,首次攻克了微纳米级孔喉定量评价、地层条件下气水饱和度场以及压力场动态测试等关键技术难题,为气藏开发基础理论及开发规律研究提供了核心技术支撑;(2)系统研究了特低渗-致密砂岩储层典型特征,为制定中国首项致密气国家标准《致密砂岩气地质评价方法》提供关键依据,填补国内空白;(3)通过室内实验测试、基础理论研究、生产应用有机结合,形成一套实验、数模与生产动态结合的气藏开发关键指标量化评价方法,揭示了特低渗-致密砂岩气藏动用边界及孔隙水可动性两项关键机理,为解决气藏井网加密、可动水分析及提高储量动用等难题奠定理论基础。 3.成果产生的价值:针对特低渗-致密砂岩气藏地层条件下微纳米孔喉渗流评价以及开发动态室内模拟难题,自主设计研制了国际上同领域中性能指标最先进、模型体系最齐全的物理模拟系统,以“岩石物性、气水渗流和开采模拟”三大模块30台套设备为核心,建成一维最长8米、二维最大1米见方、三维最多8层的大规模、多序列模拟实验装置,形成国际领先的微纳米孔喉定量测定、地层状态下三维气水饱和度、压力实时模拟监测等核心技术,大幅提升了中国复杂气藏开发基础理论与基础实验水平和创新能力,系统研究揭示了鄂尔多斯盆地苏里格、四川盆地须家河组等气田渗流及开发规律,成功应用于气田开发优化和井网调整。获国家发明专利5件,制订国家标准1项,出版专著2部,发表SCI、EI收录论文7篇。
[成果] 1800130431 北京
TE357 应用技术 天然原油和天然气开采 公布年份:2018
成果简介:十二五以来,随着中国对能源需求的不断增强及勘探开发的不断深入,对深层边底水油藏的深度开发突显得越来越重要,截止2016年底,中国深层边底水油气藏的比例已占多开发储层的60%以上,如何深入高效的开发深部边底水储层是实现国民经济效益增长和节能减排的关键。水平井是开发深层边底水油藏的主要井型,但深部油藏由于水体发育、储层非均质性强、井筒条件复杂,含水上升速度快是水平井开发的主要矛盾,高含水井越来越多,严重影响油田的正常生产,制约油田的高效开发,研究形成一整套适合于深层边底水油藏水平井的提高采收率精细调流控水完井技术系列,以期解决深部储层水平井底水上升快、后期治理难的问题,实现油田稳定生产,达到高效开发的目的。 项目依托中国石油化工股份公司科研项目,通过自主创新,突破了控水优化、智能调流、二次控水三大关键技术,通过近7年的攻关,主要创新如下: (1)建立了一套能够实现单井产能最大化的深层水平井控水完井参数优化设计方法。 (2)研发设计了一种具有自调节功能的自适应调流控水装置,该控水筛管具有控水针对性强,油水自适应调节、整体结构简单、适应流量大的特点,较国内外的常规的调流控水筛管具有控水能力强、有效期。 (3)形成了以自适应调流控水筛管为核心的水平井控水完井技术,解决了深层边底水油藏水平井开发过程无水采油期短、含水上升快、累产油量底的难题。 (4)建立了一套碎屑岩油藏水平二次完井技术,解决了深层边底水油藏传统措施有效期短、增油量少、经济效益差等问题。 该技术成果已获授权专利27项,公开发表论文12篇,制定企业标准3项,获中石化专有技术3项,成果技术水平总体达到了国际先进,项目研究成果在中国石化所属西北塔河油田深层碎屑岩储层进行了应用,累计推广应用135井次,近三年间接经济效益实现新增产值79983.28万元,产生利润26954.2万元。通过项目的研究,达到了深层水平井控制边、底水锥进的目的,实现了稳油控水提高油藏的采收率,为国内深层油气藏的有效开发做出了贡献。另外,该项目的研究成果对深层底水油藏水平井有较好的适应性,项目成果可以推广到其它油田深层储层开发中去,形成较大的外部推广前景。
[成果] 1800280091 重庆
[TE357, TQ316] 应用技术 天然原油和天然气开采 公布年份:2018
成果简介:通过国家科学基金、重庆市课题及横向课题的研究,从稠化剂、减阻剂、流变助剂等多种化学剂的共性及特性方面探寻提高油气采收率用剂的制备方法,形成了提高油气采收率用三类关键化学品,创新了活性聚合制备工艺,提出了驱油用聚合物的有效粘度测定技术,开展工业化生产及现场应用,取得良好的社会经济效益。 1.聚丙烯酰胺微球类提高采收率用剂提出了一种核壳类提高采收率用聚合物微球的活性聚合制备技术,基于这种技术,开发出具有自增粘毛发状聚合物微球和pH值敏感型核壳结构聚合物微球,在孔隙介质中,两种微球较普通微球相比能够建立更高的阻力系数和残余阻力系数,并且具有更高的提高采收率能力。该技术授权发明专利2项,发表论文6篇; 2.超分子聚丙烯酰胺类提高采收率用剂及有效粘度的测定技术提出基于环糊精与金刚烷的主客体识别作用,通过包合物形成超分子线性结构聚合物的思路,开发出超分子线性聚丙烯酰胺提高采收率化学品。与常用的部分水解聚丙烯酰胺相比,该产品具有更好的抗温耐盐性和更高的提高采收率能力。提出一种驱油用聚丙烯酰胺在多孔介质中有效粘度的测定计算方法,与现有方法相比,这种方法综合考虑了聚合物非牛顿流体力学性质及在孔隙介质中滞留的影响,更具有矿场应用价值,同时也可作为筛选提高采收率用聚合物的指标之一。该技术授权发明专利2项,发表论文7篇; 3.酸压暂堵类提高采收率用剂创建了一种多组分酸压暂堵提高采收率用剂的制备方法,通过使用高强度暂堵剂临时封堵前次裂缝迫使流体转向来达到压开多条裂缝的目的,增加地层渗透率,增加油流通道。另外,对于制备堵剂所需要对苯二酚,开发出一种使用水溶性钌络合物作为催化剂,通过催化加氢还原对苯醌制备对苯二酚的方法。该技术授权发明专利2项,发表论文7篇。 以上述三类提高油气采收率化学品的研发为基础,授权发明专利6项,发表论文20篇,获批省部级研究平台1项(重庆市油气田化学工程技术研究中心),该技术形成的提高采收率化学品由四川宝麟新材料科技有限公司、四川申和新材料科技有限公司进行工业化生产,2015-2017年间实现销售收入8449万元,新增毛利1114万元,新增税收243万元。已规模化应用于华东油气分公司工程服务中心、长城钻探长庆压裂一项目部、长城钻探酸化压裂技术研究所、新疆维吾尔自治区煤田地质局一五六煤田地质勘探队、泰州油恒油气工程服务有限公司等,应用涉及涪陵、长宁、威远页岩气区块超过120口井。
[成果] 1900010116 山东
TE357 应用技术 天然原油和天然气开采 公布年份:2018
成果简介:该项目属于电子信息技术领域。 石油是国家生存和发展不可或缺的战略资源,它直接决定了国家的经济安全与社会稳定。中国是世界石油进口第一大国,对外依存度超过65%,而中国油田平均采收率不到30%,如何挖掘中国自身的石油资源供给能力、提高采收率,是国家和行业亟需解决的重大经济和战略问题。为此国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)将“大幅度提高采收率技术”和“稠油油田提高采收率综合技术”列为优先发展主题。 提高油气田采收率的关键是准确地获知井下生产动态数据,然而常规电子设备井下长期监测存在着技术瓶颈:井下高温高压、强腐蚀流体冲击环境造成电子元器件易老化、寿命短;电子设备融合性差,难以实现多参量同时监测;数据采集系统体积庞大、结构复杂。光纤井下传感器以其体积小、耐高温高压、耐腐蚀、长期稳定的特点,为井下永久、实时在线监测提供了一种新方案。 项目紧跟国际领先技术,依靠国家863计划、国家重大专项和国家自然基金等支持,发明了光纤传感核心器件制作的新方法、新工艺,攻克了井下光纤传感器封装、复用、信号传输等关键技术难题,系统地研发了井下复杂环境中多种高性能传感器,构建了新型的井下多参量动态实时监测系统。主要技术内容有:研制了具有自主知识产权的耐高温、小尺寸、高性能光纤光栅(FBG)和分布反馈光纤激光器(DFB-FL)等传感核心器件;提出了基于FBG和光纤珐-珀(F-P)腔的新型传感结构,研制了高性能可级联的温度、压力传感器,并首次应用到海上油气生产井中进行长期监测;开发了以DFB-FL为核心器件的非浸入式流量、含水率测试系统,从根本上解决了井下传统浸入式传感器易被腐蚀、可靠性低的难题;研发了高灵敏光纤激光地震检波器阵列及多通道并行解调技术,得到了光纤采集高分辨率地震剖面图,提高了油气储层的预测精度;设计了光纤井下温度、压力、流量、含水率、地震等多参量一体化油气井动态监测系统,解决了井下狭小空间内多参量长期实时分层监测的难题。 项目产品打破了国外核心技术垄断,与国外同类产品对比具有监测参数多、系统性强的优势,而且价格仅为其1/3左右。项目产品先后在胜利油田、新疆油田、辽河油田和东海油气田进行推广应用,取得了明显的增产效果,近三年累计增产石油13.32万吨,新增经济效益5.99亿元。项目经顾心怿、姜德生、刘泽金、方家熊等院士评估,整体达到国际先进水平。相关成果被科技日报、山东电视台等新闻媒体报道。 项目部分成果获得2015年山东省科技进步一等奖、2009年中国石油和化学工业协会科技进步二等奖;授权国家发明专利34项、实用新型专利12项;发表SCI检索论文47篇、EI检索论文117篇;培养了博士研究生10人,硕士研究生31人;获批国家发改委“能源与环境光纤智能检测技术国家地方联合工程实验室”与科技部“光纤传感器及安全物联网国际联合研究中心”。
[成果] 1800130425 北京
TE357.45 应用技术 天然原油和天然气开采 公布年份:2018
成果简介:中国已开发油田整体进入高含水开发阶段,综合含水达到90%;新发现储量以低渗-致密油藏为主,占比80%以上,水驱开发难度大、效果差。CO2驱作为提高采收率的主导技术之一,驱油的同时能够实现大规模的CO2埋存,对国家CO2减排及绿色低碳发展具有战略意义。国外成熟的海相油藏CO2驱油技术对中国陆相沉积油藏不适用,也未考虑埋存效应。陆相油藏油水关系复杂、裂缝发育,高含水条件下CO2与油水动态接触规律、裂缝-基质间流体相互交换机制研究手段欠缺,驱油与埋存耦合的数值模拟及优化设计方法是研究的重点和难点。 该项目针对陆相沉积低渗致密油藏、中高渗高含水油藏特点,围绕注CO2驱油效率和波及效率偏低、驱油过程中的埋存机理不清等核心问题开展攻关,明确CO2驱油与埋存机理,探索CO2高效驱油与埋存开发模式,形成了如下创新性成果: 1.发明了针对CO2驱剩余油动态分布的微观可视化实验装置、CO2驱裂缝-多孔介质扩散萃取实验装置,填补了国内实验装置和方法的空白,揭示了高含水条件下CO2与油水动态接触特征、裂缝-基质间CO2与原油传质作用机制;提出了中高渗高含水油藏“CO2长效焖井+大段塞注入”、低渗致密油藏“异步周期注采”两种开发模式。 2.建立了CO2驱油过程中动态埋存实验研究方法,定量描述了油藏条件下CO2在油水中溶解分配及扩散、矿物溶蚀、相渗滞后效应等埋存规律;建立了CO2驱过程中考虑埋存效应及油藏物性参数时空变化的驱油与埋存数值模拟方法,拓展了商业数值模拟器在CO2驱油与埋存领域的应用。 3.建立了CO2驱油与埋存耦合的综合评价指标体系,形成了面向多目标的CO2驱油与埋存智能优化设计技术,明确了基于碳价约束下的CO2驱油与埋存综合潜力。 项目研究成果经国内同行院士、专家鉴定为“整体国际领先”。 获授权发明专利11项,实用新型3项;制定企业标准4项;发表论文35篇,其中SCI、EI收录15篇次。成果应用于中原、东北、华东、华北等油田CO2驱先导试验,累计增油19.25万吨,预计提高采收率9.6%。该技术可推广应用于中石化25.35亿吨储量的CO2驱油与埋存,预计增加可采储量1.64亿吨,实现CO2有效埋存5.54亿吨,具有良好的经济效益和社会效益。该成果对于国内CO2驱工业化推广具有示范作用,可为京津冀周边油田大规模CO2驱油与埋存提供技术支撑,为首都经济圈温室气体减排做出重要贡献,为中国绿色低碳产业的快速发展提供技术保障。
[成果] 1800130399 北京
TE37 应用技术 天然原油和天然气开采 公布年份:2018
成果简介:该项目属于资源与环境技术领域该成果是研究团队在国家十一五、十二五期间,围绕致密砂岩气评价开发方面的重大专项研究成果的集成。研究成果以实现扩大致密砂岩气勘探开发领域、高效评价开发技术为目标,建立完善的理论技术创新体系,有效解决大型致密砂岩气藏从气田评价到开发地质的基础理论、前沿应用技术到工业化应用的关键技术,重点突破大型致密砂岩气藏高效评价与开发一体化的技术关键。 主要技术创新点: (1)发明了地震旋回分析法、墨西哥帽小波对测井曲线进行小层对比,研制了基于谐波准则恢复弱势信号的高分辨率处理技术,实现了油气勘探中“从无序中探寻有序”的重大突破,成功打破了“窄”(200-400米)、“薄”(5-10米)河道砂体识别瓶颈,钻探成功率由66%提高到96.5%,世所罕见,间接效益巨大。 (2)发明了基于分频处理的断层识别方法、适用水平井轨迹设计的高精度深度域随机模拟反演、基于水平井水平段虚拟化的深度域约束反演、基于歧视分析的优质储层地质统计反演、层控波形差异反演等方法,率先研制出致密油气测井评价软件、“KFDA”岩性识别等软件系统,解决了致密砂岩油气藏砂泥波阻抗差异小、地震反射结构不清晰、优质储气层(甜点)预测,特别是裂缝预测难的问题,解决了致密砂岩储层岩性、物性、含油气性、孔隙结构、岩石脆性、非均质性参数准确计算的世界级难题,发现了上百条高产富集带。提交探明储量5600亿方,潜在效益巨大。 (3)建立了“断、砂、构、储”是复杂窄河道致密砂岩气藏高产富集主控因素、致密砂岩气田发育岩控、构造控两种高产富集模式的理论。发现了致密砂岩储层分类评价新规律,提出了“一场多井、一井多层”的立体部署思路,研发了水平井非对称立体压裂优化设计方法、不动管柱水平井多级多缝高效分段压裂工艺技术及水平井高效反排工艺技术、致密气田水平井压裂缝地质设计方法。创新性地解决了致密砂岩储层分类、评价两大技术瓶颈,实现了低品质致密砂岩气藏整体水平井开发,彻底解放了低、差、薄层的动用,年建产50亿方,直接经济效益巨大。 该成果获发明专利6项,软件著作权3项,标准1项,行业国际顶级期刊SCI文章23篇、总引用224次,EI检索76篇,专著4部,应邀参加著名国际大会51人次。累积潜在经济效益达2600亿元,近三年总收入170.5122亿元,利润34.06166亿元。上交税收8.2845亿元。获十次中石化股份公司一等奖,促进了行业进步,并取得巨大经济效益。
[成果] 1900010027 黑龙江
TE357.46 应用技术 天然原油和天然气开采 公布年份:2018
成果简介:该项目属于石油测井领域。储层开发动态监测技术是多层系开发油田重要配套技术,贯穿于开发全过程,为储层动用评价、开发方案优化、油藏数值模拟、油水井异常诊断,以及油水井压裂、堵水等增产措施提供极为重要依据。进入“十一五”,大庆长垣老区进入“双特高”阶段,为延长老油田开发寿命,实施了老区控水挖潜、大规模化学驱采油。同时为有效动用储量巨大的外围低渗透油藏,应用了co2驱、大规模压裂、水平井等技术。这些油藏工程技术实施高度依赖于分层动态监测资料。但多种驱替介质、复杂注采管柱工艺,为油水井分层监测带来了极大挑战,国内外均无适应技术。在国家科技重大专项和863计划的支持下,经过十余年攻关,实现了水驱、化学驱、CO2驱监测方法的重大突破,形成了系列原创技术,为延长老油田开发寿命、进一步提高采收率和开发边际油田提供了强力支撑,为保障国家能源安全做出重大贡献。经专家鉴定:技术成果总体达到国际先进水平,填补多项国内空白。 针对老油田特高含水水驱精细挖潜:首次研发了光纤探针低流速油气水三相流测井、高分辨率电导含水率测井、容积式低流速油相流量测井技术。含水分辨率由3%提高到1%,油相流量测量下限低至0.3m3/d。实现了气相的直接测量及高含水复杂流体的准确测量,为老油田控递减、控含水提供了关键支撑。 针对老油田化学驱:建立了非均匀场电磁流量计理论模型,奠定了电磁法应用于高粘滞流体测量的理论基础;首次研发了注入井电磁-示踪流量组合测井技术,发明了与化学驱体系配伍良好的低扩散示踪剂,大幅度拓宽了测量范围和测量精度,油管和套管内测量下限分别达到0.5m3/d和3m3/d;首次研发了采出井无可动部件电磁相关流量测井技术,实现了高粘滞复杂流体的高可靠测量。率先形成了化学驱分层监测技术,为化学驱大规模应用提供强力支撑。 针对边际油田应用水平井和CO2驱开发:首次研制了集流型水平井组合测井仪,开发了牵引器预置测井工艺,流量测量误差5%,实现了中低产液水平井测量,为避免水平井因暴性水淹导致报废、延长水平井寿命提供了监测手段;首次提出了CO2驱注入井脉冲中子氧活化测井方法,研制了耐腐蚀高可靠测井仪和安全测井工艺设备,流量测量误差5%,实现了超临界流体非接触测量。 近三年,系列技术在大庆油田全面应用,并在吉林、青海、冀东、蒙古等国内外油田推广。累计测井5.6万井次,收入12亿元;依据测井资料实施油田重大开发方案调整和增产措施,增油170余万吨,新增销售额39亿元;减少注水9505万立方米及产液4814万吨,降成本12亿元;有力支撑了老油田经济有效开发,经济效益和社会效益十分显著。提供了多层系开发油田多种驱替方式下动态监测技术成功应用的范例,可在国内外同类型油田应用。 授权发明专利23件、实用新型专利33件、软件著作权10项。制订行业及企业标准16项,发表论文112篇(SCI/EI21篇),出版专著1部,获省部级奖励2项。培养了包括长江学者、企业技术专家、博士、硕士的大型研究团队。
[成果] 1900010502 北京
TE358.1 应用技术 天然原油和天然气开采 公布年份:2018
成果简介:该项目属海洋石油与天然气钻完井领域。 我国海上油气年产量5000万吨,占全国总产量的四分之一,是能源供应的重要支柱。海上油田和环渤海陆上油田约90%的油井出砂,出砂对储层、井筒、井下工具和地面设备的安全及寿命带来严重危害。防砂完井是油气井产能释放的最关键环节,其防砂设计方法和安全高效充填防砂技术是国际公认的海洋完井首要技术难题。此前,国内没有解决该难题的专项技术。该技术发明突破了一系列的海上油气田防砂完井关键技术,创新形成了具有完全自主知识产权的防砂效果评估、防砂优化设计、防砂工具全工况测试技术、一趟多层及裸眼砾石充填防砂技术、高强度高效率的防砂工具关键产品五大核心技术成果,建立了覆盖套管井和裸眼井“设计+产品+服务”全方位防砂能力和技术体系,在国际上处于领先地位,保障了海上油气作业安全,为海洋石油高效开发、海洋环境保护提供了重要技术支撑,极大地推动了我国海洋石油工业的科学技术进步。 经过10年攻关,该项目突破了多项重大关键技术。主要技术发明点包括: 1.基于大数据的防砂效果评估方法。首次在国内建立覆盖海上油田上千口井的防砂数据库,揭示了海洋完井防砂效果与方式、地质油藏特性及油气井产能等相互作用机理,创建了综合海洋完井环境、地质油藏等多因素的防砂效果评估计算模型,研发了防砂效果分析软件,为突破关键技术奠定了理论基础。 2.海上油气田防砂方式设计方法。通过室内和现场大型出砂模拟实验,揭示了“独立筛管防砂”、“砾石充填防砂”机理及敏感参数,发明了多参数防砂优化设计方法,创建了防砂方式设计图版,为工业化应用提供了设计基础。 3.防砂工具全工况测试技术。创建了井下工具室内和井场全工况测试环境和设备,揭示了井下温度、压力、流体、载荷对工具性能影响规律,发明了模拟现场全工况测试技术,保障了工具产品质量,为突破防砂关键产品奠定基础。 4.安全、高效一趟多层及裸眼砾石充填防砂技术。揭示了完井液密度、粘度、排量和循环间隙等参数的相互影响规律,发明了一趟多层及裸眼砾石充填工艺技术,保障油气井安全高效开发。 5.高强度、高效率的防砂系列工具关键产品。通过结构、材料和加工设计,突破了恶劣海洋工况下防砂工具的冲蚀、磨损、疲劳、密封和耐温等技术难题,发明了高强度、高效率防砂系列工具关键产品,保障了油气生产安全。 技术发明点均取得授权知识产权,发明专利10件,实用新型专利10件,软件著作权4项,著作3部,论文35篇,标准2项。专家鉴定成果处于国际领先水平,我国海底防砂技术取得重大突破得到中央电视台、新华社等多家媒体的报道。 该技术在中国海域、陆地和海外应用1000口井(防砂设计590多口井,技术及产品服务400多口井),取得经济效益43.46亿元,实现了工业化应用。该成果对于“一带一路”沿线国家油气资源的高效开发及我国石油工程公司“走出去”均具有重要意义。
[成果] 1800130264 北京
TE375 应用技术 天然原油和天然气开采 公布年份:2018
成果简介:随着常规油气资源勘探开发不断深入,页岩油气和致密砂岩油气等非常规油气资源逐步成为重要接替,2010年底,中国石化华北油气分公司在鄂尔多斯盆地拥有3745.25亿方的探明致密砂岩气储量,但受其储层物性极其致密(有效渗透率<0.1mD,孔隙度7-10%)、层多层薄、压力系数低(<0.9)、品质差等因素制约,即使采用直井压裂改造,这类储量也难以达到经济动用条件。如此大规模储量动用不了,不仅影响国家清洁能源供应,而且华北油气分公司的生存都面临巨大挑战。因此,迫切需要攻关研究致密砂岩气藏的高效压裂开发技术,使难动用储量得到经济开发,为华北油气分公司的生存发展提供有力支撑,更多地供应天然气清洁能源,为碧水蓝天和生态文明建设做出贡献。 针对致密砂岩气藏经济开发的巨大难题,该项目历经5年攻关与现场应用,在长水平段水平井和丛式水平井组分段压裂工艺与配套技术方面有以下创新:①建立了多井多缝的诱导应力场预测模块与渗流场电模拟装置及方法,夯实了裂缝参数优化理论基础:②建立了快速起泵、井筒憋压、变排量施工和大砂量充填的多薄气层穿层压裂方法,一次可动用多个气层;③研发了纳米清洁低成本压裂液。在聚合物分子侧链引入强疏水官能团和弱氢键,并创新性利用纳米材料独特的小尺寸效应和表面效应,形成纳米缔合聚合物压裂液体系,使压裂液的降滤失、耐温与携砂等综合性能大幅度提高,且成本低廉;④研制了全通径自动选择甜点分段压裂工具,具备射孔、压裂、封隔、反洗等一体化功能,且压后留下全通径井筒;⑤形成了水平井缝段压裂同步破胶技术,降低了滤失与伤害。该项目授权发明专利3件,实用新型6件,发表文章6篇。 研究成果在鄂尔多斯盆地大牛地和东胜气田得到大规模推广应用,共计应用188口长水平段水平井和28个丛式井组,共计254口井,在盒1、山1、太2等各个层位均取得了产量的重大突破,单井最高无阻流量达到56.7万方/天,平均日产气量2.3万方/天;丛式水平井组平均单井无阻流量达到周围邻井的1.35倍以上,直接节约压裂成本1680万元。254口井在三年期间内累计增加产气7.98亿方,直接增加经济效益2.1亿元,实现了鄂北致密砂岩气藏难动用储量的有效开发,为华北油气分公司年建天然气产能10亿方,年产天然气40亿方发挥了重要的技术支撑作用。鄂北致密砂岩气藏年产气量可以满足2200万户居民用气需求,将为生态和环境友好社会建设发挥巨大作用,华北油气分公司也将依托天然气的大发展得以持续发展。
[成果] 1900010493 黑龙江
[TE348, TE357.46] 应用技术 天然原油和天然气开采 公布年份:2018
成果简介:该项目属于石油与天然气科学技术领域。 如何实现年产2亿吨原油的稳产,是国家能源安全的重大战略问题。大庆油田依靠水驱和世界领先的聚合物驱油技术,保持了油田的长期高产稳产,使原油采收率达到47%,但仍有53%的剩余油无法采出,其中90%左右分布在中低渗透油层中,如何经济有效地将其采出,是油田急需解决的重大难题。由于中低渗透油藏多层同采,具强非均质性,此前仅适用于单一高渗透层恒粘度大段塞溶液注入方式的聚驱技术,遇到了剪切降解、剖面返转、低效循环三个世界级的关键技术瓶颈,致使波及体积、采收率和经济效益严重降低。经过10余年持续攻关,取得了“逐次降粘精细调控注聚扩大波及体积”理论认识的突破,发明了星型抗剪切聚合物驱油剂,攻克了三大技术瓶颈,形成了具划时代意义的新一代聚驱技术,解决了中低渗透油藏提高采收率的难题。整体已在大庆、辽河、渤海等油田应用3年以上,采收率比已有聚驱技术多提高4个百分点以上。近三年,多增油489万吨,低油价下新增利润41.8亿元。该技术可推广到我国国内和海外权属250亿吨地质储量原油的开发,预计可增加可采储量10亿吨,相当于新发现一个30亿吨储量的世界级大油田。 1、发明了星型抗剪切聚合物驱油剂,攻克了剪切降解的难题。创建了多层中低渗透油藏中聚合物驱油剂剪切降解评价新方法,通过光引发自由基反应,发明了以水溶性聚乙烯亚胺为核的星型疏水改性丙烯酰胺/十八烷基二甲基烯丙基氯化铵共聚物,控制住了聚合物在强非均质孔隙中的剪切降解。溶液剪切保粘率由已有聚合物的71.5%提高到81.3%。 2、发明了精细调控多介质分注技术,攻克了聚驱剖面返转难题。聚合物依次在大、小孔隙中滞留,造成油层吸液面积先扩大后回缩,出现“剖面返转”现象。发明了分质分注实验装置,首次发现逐次降粘聚驱能够形成冲击波,微观实验和理论模型证实了其对扩大波及体积的作用,发明了周期性逐次降低聚合物分子量和粘度的精细段塞多介质分注技术,创建了驱油剂分子线团与多层中低渗油藏孔喉的匹配图版,不但控制住了剖面返转,而且波及体积由56.5%提高到64.2%。与国内外先进技术相比,采收率提高幅度由12%增加到16.58%。 3、发明了聚合物驱低效循环识别与控制新技术,攻克了低效循环难题。揭示了多层中低渗油藏由于渗透率变异系数高和聚驱段塞浓度单一而形成低效循环的机理,发明了聚驱φ函数法和精准找水技术;发明了用于控制低效循环的含β-环糊精、壳聚糖的调驱剂来控制低效循环的技术。与国内外先进技术相比,识别精度提高50%、速度提高20倍以上,控制住了96%的驱油剂低效循环。 获国家授权技术发明专利45件,实用新型4件,软件著作权7项,行业与企业标准6项,发表论文154篇(SCI、EI收录31篇),获省部级科技一等奖2项。专家评审:持续降粘聚合物驱油技术居国际领先水平。美国国际著名专家S.M.Farouq Ali教授评价:是聚驱技术方面世界瞩目的一项大进展。
[成果] 1800220179 安徽
TE349 应用技术 天然原油和天然气开采 公布年份:2018
成果简介:该项目属于致密油藏开发领域。中国致密油资源极为丰富,已成为石油产量新的增长点,其高效经济开发对国家能源工业的健康发展具有重要的战略意义。由于致密油藏以天然能量衰竭开采为主,面临初期产量递减大、采收率极低的巨大挑战,要实现规模有效开发,需要在微观孔隙结构特征、储层物性、大规模体积压裂效果评价以及油藏数值模拟等开发关键理论与技术方面取得重要突破。项目组历经八年攻关,取得一批原创性成果,引领了该领域的开发理论和技术的重大突破,实现了致密油藏的规模有效开发。 创新性成果为: 1.创新发展了致密油渗流多机理统一的新模型:创建了“混合润湿性和原油赋存空间表征”等5项关键物性参数测试方法,研发了“高压大模型分段压裂水平井CO2吞吐实验”等3套物理模拟实验系统,精细刻画微观孔隙结构与致密油流动规律,创新发展了致密油渗流新模型,为有效开发奠定坚实理论基础。 2.创建了智能非结构PEBI网格划分方法和高精度数值求解方法:形成了大规模体积压裂改造下的致密油藏数值模拟关键技术,实现了致密油藏体积压裂改造下开发的精准模拟,为致密油藏制定合理开发方案提供技术支持。3.创建了基于致密油“压-排-采”全过程数据的水平井压裂效果评价方法,提出压裂改造区域导流能力新概念和致密油勘探开发新理念,形成了致密油藏体积压裂效果评价和产能预测等开发关键特色技术。研发了系列软件,部分软件改变了中国致密油开发长期依赖国外软件的局面,解决了水平井压裂效果评价必须依靠“微地震”测试的世界难题。 中国石油和化学工业联合会对项目成果的鉴定意见为:项目研究水平整体达到了国际先进水平,其中物理模拟方法、智能非结构PEBI网格划分、变流量变压力下的产能预测等方面达到国际领先水平。十二五国家重大科技专项的验收意见为:自主研发了“基于非结构PEBI网格的精细数值模拟软件”;开发了基于小波变换的代数多重网格大型稀疏线性方程组求解方法,方程组求解速度提高20%;产能预测误差明显减小,效果显著。 应用表明,该项目技术可有效降低中国致密油开发成本:(1)降低采油成本达20%;(2)压裂方案优化可降低压裂成本15%;(3)反演技术可代替国外的微地震监测方法。该项目成果显著推动了中国致密油开发科技进步,大幅提高致密油开发水平,在长庆、大庆和新疆等24个区块进行了规模应用(鉴定意见)。仅2个单位的经济效益就达1.4亿元,更为重要的是,“为中国石油新疆油田公司在准噶尔盆地玛湖地区发现10亿吨级砾岩油田做出重大贡献”,取得了显著的经济和社会效益。 该项目技术可应用到页岩油气及煤层气的勘探与开发中。安徽省已探明页岩气3.5万亿方及煤层气1.9万亿方储量,如果实施开发,这些技术将发挥重大作用。项目获得10项发明专利、4项软件著作权,形成5本专著。
[成果] 1800130437 北京
TE357.13 应用技术 天然原油和天然气开采 公布年份:2018
成果简介:截止2015年底和2017年底,涪陵页岩气田分别顺利完成I期50亿方及II期100亿方产建目标。从2012年底至2014年底期间,以滑溜水+胶液的混合压裂模式,即立足于单井增产的第一代压裂技术,单井成本高,裂缝复杂性程度低,与I期外围储层适应差。特别在II期的江东、平桥、白涛等区块适应性更差,这些区块的地层埋藏变深(增加1000m左右)、构造复杂、断裂发育(曲率较高),导致许多井出现加砂困难、初产低且产量递减快等难题。因此,从2015年开始到2017年底,综合考虑降低成本、井网优化、“井工厂”压裂及多簇均匀延伸、多尺度裂缝造缝及分级支撑为特色的第二代压裂技术,逐渐萌芽和发展完善,这对维持涪陵页岩气田的长期经济有效开发,意义重大。 该项目的技术攻关以最大化提高复杂页岩地层多尺度裂缝有效改造体积及长效导流能力为目标。主要创新点: 1)在以往“甜点”评价基础上,创新建立了页岩“甜度”评价模型,结果与测试产量有更强的正相关性,为段簇精细划分提供更充分的量化依据; 2)针对以往单簇物模的局限性,建立了多簇裂缝起裂扩展的水力压裂大型物模系统和考虑穿透层理弱面的三维有限元数值模型,确保多簇裂缝均匀起裂与延伸; 3)采用系统工程方法,结合BP神经网络和遗传变异算法,建立了“井工厂”压裂多参数协同优化设计技术。同时,针对单井建立了变黏度、变排量、大幅度提高小粒径支撑剂占比的多尺度造缝及分级支撑控制技术; 4)研发了低成本、变黏度高降阻率环保型减阻水体系; 5)针对以往只注重压后裂缝评估的局限性,研究了基于施工曲线对地层特性参数的“实时”评估方法,大大丰富和拓展了压后评估技术体系。上述创新点未见国内外集成应用报道,研究成果整体达到国际领先水平。 该项目共取得5项发明专利和4项实用新型专利,形成1项技术标准,出版3部专著,发表文章14篇。研究成果在涪陵焦石坝区块、重庆武隆及永川区块全面推广应用,累计指导压裂设计及施工226口井、4412段,焦石坝区块单井最高无阻流量120.9万方。通过该项目的攻关及应用,2015-2017年3年,气田累计产气量142.08亿方,新增产值182.45亿元,新增利润67.45亿元。在国内首次形成了可复制推广的页岩气高效压裂配套关键技术。国内天然气对外依存度逐年攀升,页岩气有效开发对于调整国家能源结构、发展清洁能源意义重大,将为实现“加快生态文明体制改革,建设美丽中国”的新目标提供持续助力。
[成果] 1900010503 北京
TE357.46 应用技术 天然原油和天然气开采 公布年份:2018
成果简介:我国东部老油田有15亿吨石油地质储量实施了聚合物驱油技术,平均采收率达到50%,仍有一半原油滞留地下,高效开发这部分剩余资源对老油田可持续发展具有重要意义。但进一步大幅度提高聚合物驱后油藏采收率属世界级难题:储层非均质性更加严重,注入流体更易窜流,难以进一步扩大波及体积;剩余油分布更加分散,已有驱油剂洗油能力无法满足需要,采出原油更困难。大幅度提高聚合物驱后油藏采收率的技术方法国内外尚属空白,亟待攻关突破。 经国家、中国石化十余年持续立项攻关,创建了固相液相共存的非均相驱油技术,成功解决了大幅度提高聚合物驱后油藏采收率的难题,实现了抑制窜流、高效洗油,已应用于胜利油田聚合物驱后油藏,提高采收率8个百分点以上,成为继聚合物驱、三元复合驱之后的新一代化学驱油技术。主要发明点如下: 1.发明非均相化学驱油方法,开辟了提高采收率技术新途径。突破了化学驱采用均相液体作为驱油介质的传统方式,首创了由粘弹性软固体颗粒-聚合物-表面活性剂构成的固液共存的非均相驱油方法。粘弹性软固体颗粒持续变形运移至油层深部,波动式间歇封堵孔喉产生阻力,抑制注入流体窜流,使之进入传统方式波及不到的微小孔隙,驱出相对富集的剩余油。该方法实现了由均相体系向非均相体系的重大转变,满足了大幅度提高聚合物驱后油藏采收率需求。 2.发明系列高效驱油剂,突破了聚合物驱后油藏大幅度提高采收率技术瓶颈。设计了支化-交联共存的软固体颗粒分子结构,建立了交联反应动力学调控方法,根据油藏孔隙特征定向合成了不同支化-交联比例的系列粘弹性颗粒驱油剂。产品通过喉道时直径可变至微米级,通过后仍能弹性恢复,持续发挥封堵作用,聚介物驱后油藏条件下比现有驱油剂进一步扩大波及体积10.2%-14.8%。成功研发了在高粘弹驱油体系中扩散速度快、对岩石表面油膜剥离能力强、液液界面活性高的新型两性表面活性剂,洗油率提高25.4%-30.7%。基于粘弹性颗粒驱油剂、聚合物和表面活性剂相互作用研究,设计了适应不同油藏的系列非均相化学驱油体系,为大幅度提高聚合物驱后油藏采收率提供了支撑。 3.发明非均相化学驱优化调控方法,保障了聚合物驱后油藏提高采收率技术的高效实施。研制了粘弹性颗粒驱油剂与聚合物均匀分散混配装置,发明了粘弹性颗粒驱油剂浓度检测方法,研发了非均相化学驱数值模拟软件,解决了商业化软件不能描述粘弹性颗粒运移特征的难题,预测年增油量准确度达92.8%。孤岛油田中一区Ng3单元应用聚合物驱技术采收率达到55.1%,再应用非均相化学驱技术,采收率又大幅度提高到63.6%。 授权发明专利34件,其中美国1件,软件著作权3项,中国石化专有技术19项,发表论文163篇,专著3部,省部级一等奖3项,中国专利优秀奖2项。 该发明创建了化学驱油新方法,发展了驱油用新材料,已推广应用地质储量1.04亿吨,增加可采储量869万吨,近3年新增利润19.4亿元,取得了良好的经济效益,引领了大幅度提高聚合物驱后油藏采收率技术方向,应用前景广阔。
[成果] 1800120205 山东
TE34 应用技术 天然原油和天然气开采 公布年份:2017
成果简介:随着国家经济的发展,能源紧缺问题日益突出,油气开发逐渐向海上和沙漠扩展,同时,油气生产管理日益向精细化方向发展,需要对井口油气流量进行实时监测,对多相计量的需求也更加迫切。该项目提出了基于临界分流的新型取样式多相计量方式,自主研发新一代多相计量装置,为中国油气开发提供装备和技术支撑。成果创新点:①项目提出基于“流型调整+临界分流”的取样新理论,保证了各分流喷嘴入口接触气液相的机率相等,并从根本上克服了取样回路和主回路阻力特性不一致对取样代表性的影响,具有原创性;②提出了一种具有多个分流喷嘴的新型取样计量结构,在工作条件下分流比只取决于取样喷嘴数目占分流喷嘴总数的比值,不受上下游参数波动的影响,无需标定。该装置无运动部件,无需维护,体积小、结构紧凑,具有良好的环境适应性。
[成果] 1800120717 山东
TE34 应用技术 天然原油和天然气开采 公布年份:2017
成果简介:“氮气泡沫油气增产作业”该项关键技术获得国家科技重大专项、国家自然科学基金、山东省自然科学基金、教育部科学技术研究重点项目及油田项目等20余项项目资助,从1997年到2011年项目组经过15年的理论和实验研究,填补了1项海洋泡沫油气增产技术空白,实现泡沫渗流和管流的2个理论突破,发明生物起泡剂体系和4项油气增产作业关键技术,研制4种型号成套设备,设备和技术服务于哈萨克斯坦、土库曼斯坦、哥伦比亚等国家,实现了该技术发明的国内外工业化应用,为油气增产提供了安全、环保、经济、高效的工艺技术。成果创新性:1. 发明了泡沫渗流模拟装置和方法,建立了非牛顿、可压缩、非均相泡沫体系在井筒中流动的耦合非线性方程组,确定了安全携砂条件,实现了泡沫在复杂结构井筒中流动压力分布的精确计算;2. 发明了以油茶籽饼粕为原料的油茶皂甙型可降解生物起泡剂,形成了耐盐、耐酸、耐温、耐油的系列功能泡沫体系;3. 发明了水平井泡沫酸洗、泡沫负压混排解堵、疏松砂岩油藏置换防砂、泡沫控制油井底水锥进等方法,创建了氮气泡沫油气增产作业技术体系,有效解决了非均质地层和长井段的均匀布酸、疏松砂岩油藏的长效解堵等技术难题。成果独占性:项目授权发明专利8项,申请发明专利10项,获软件著作权5项;负责起草制定石油与天然气行业标准3项,已颁布2项、报批待颁布1项;发表论文87篇,SCI、EI 收录40 篇,出版专著1部,引领了该技术在行业内的发展。成果盈利性:目前该项目已应用于我国三大石油公司的19个主要油田,推广面达到90%以上,累计应用4000余井次,近3年现场应用819井次,增产原油24.97万吨,创直接经济效益11.65亿元,取得了巨大的经济效益和社会效益。成果持续性:基于该项目取得的突出成就,2005年成立中国石油大学泡沫流体研究中心,2009年中海油田服务股份有限公司与中国石油大学(华东)共同成立“泡沫流体联合实验室”,该实验室已成为泡沫技术研发、学术交流和人才培养的基地。成果先进性:该项目创新发展了氮气泡沫渗流和管流理论,发明了生物起泡剂体系和油气增产作业关键技术,研发了国内首套用于海洋油气开发的氮气泡沫发生及自动控制系统,实现了国内外工业化应用。项目总体技术水平和主要经济指标达到了国际先进水平,部分达到了国际领先水平。
[成果] 1700670175 重庆
TE357.13 应用技术 天然原油和天然气开采 公布年份:2017
成果简介:主要技术内容: 项目主要针对渝东南常压页岩气开发关键技术进行了攻关与试验应用。通过开展地质导向、井壁稳定性、钻井工艺优化技术研究,形成了适合渝东南常压页岩气井的优快钻井技术;以可压裂性评价体系、裂缝动态扩展规律、材料优选及微地震监测技术等为研究目标,建立了压裂优化及效果评价技术体系,研发形成了相适应的工艺技术和材料;依据常压页岩储层参数和裂缝展布形态构建了常压页岩储层产能评价模型,明确了常压页岩气井压后排采和产量变化规律;针对页岩气开发工艺和产量变化特征,研发了国内首套融入技术进步贡献、以技术指标反映经济边界的页岩气开发经济评价软件。 科技创新点: 创新性提出了基于“数学逼近算法”和“地层微分化”理念的井眼地质导向技术;首次构建了1套以成缝能力为主要指标的页岩多参数可压裂性评价体系;基于块体颗粒元和有限元混合模拟方法,构建了高精度页岩复杂裂缝扩展全三维数学模型,开发了高精度裂缝展布预测软件;形成了以精细化分段分簇和施工参数优化为主的常压页岩储层压裂优化技术;建立了融入技术进步贡献、以技术指标反映项目经济边界、量化评估社会效益的页岩气开发经济评价模型,开发了中国首套页岩气勘探开发项目经济评价软件。 知识产权: 在国内外期刊上发表论文16篇,其中SCI收录8篇,EI收录6篇,获授权发明专利6项;登记软件著作权3项。 应用推广及效益: 项目成果在彭水、黔江等区块近20口井进行了钻井、压裂等技术的推广应用。钻井累计进尺超过6万米,降低钻井周期200天,优质页岩段钻遇率提升到100%,水平井单井钻井成本最大降低0.15亿元,累计节约成本近0.7亿元;压裂施工成功率100%,累计节约压裂成本近0.7亿元;各项累计节约成本近1.4亿元。 通过技术集成,实现了彭水区块常压页岩气产量的重大突破,单井日产量达到6万立方米,落实彭水区块页岩气资源量超过5000亿立方米。各井累计产气3300万立方米,累计销售气量1280万立方米,实现产值约0.25亿元,通过就地利用解决了当地天然气紧张局面。 应用页岩气技术经济评价软件,评估了全市各区块经济开发可行性,综合认为“页岩气单井日产量1万立方米,综合成本需控制在1000万元以内方具商业开发价值”。基于此,彭水区块武隆向斜设立了5亿立方米产能建设试验区,预计将投入资金15亿元,并计划“十三五”期间建成常压页岩气开发示范基地。
[成果] 1700470354 北京
TE373 应用技术 天然原油和天然气开采 公布年份:2017
成果简介:中国页岩气可采资源量约25万亿方,是天然气增储上产的重要领域,有效开发该类气藏对保障国民经济绿色安全运行具有重要战略意义。气藏工程技术是实现气田高效开发的关键技术。页岩气渗流机理和开发方式复杂,常规气藏工程方法不能准确分析预测页岩气藏开发动态,国内外对页岩气渗流规律认识尚不清楚、缺少成熟的动态分析方法,国内页岩气开发刚起步,无成功经验。该研究目的是建立页岩气高效开发的气藏工程技术和方法,为国内页岩气开发提供技术支持。 该项目依托中国石化科技攻关及油田企业等近10个项目,围绕页岩气渗流基础理论、气井产能评价、生产动态分析及可采储量预测、开发技术政策优化等页岩气气藏工程技术开展攻关,主要创新成果包括:1)首次研发了页岩气全直径吸附/解吸及开发流动实验装置,揭示了页岩气在多尺度孔缝介质中的流动特征并建立了耦合流动数学模型,发展了页岩气渗流基础理论;2)建立了两种考虑吸附气解吸、扩散、应力敏感、复杂缝网流动特征的页岩气多段压裂水平井非稳态产能评价方法;基于涪陵定产量生产模式,建立了变工作制度页岩气井产量经验递减分析方法和基于储层改造参数团的产能预测模型,形成了页岩气井产能评价及预测技术,产能预测符合率大于90%;3)建立了反映页岩气解吸、扩散流动特征的多段压裂水平井不稳定试井分析模型,形成了页岩气井关井压力恢复试井分析技术和生产动态数据试井解释方法,为页岩气储层和压裂改造参数评价提供了有效方法;4)建立了三种考虑吸附气影响的页岩气井控动态储量评价方法,可准确评价气井动态储量、游离气和吸附气储量;5)形成了一套页岩气开发技术政策优化方法与流程,确定了涪陵页岩气有效开发技术政策。 成果已全面应用于涪陵页岩气开发方案编制和生产动态分析中,为涪陵页岩气50亿方产能建设提供了重要技术支撑,也在川南威远、永川等页岩气区块进行了推广及应用;为国内页岩气开发提供了有效技术方法。截止2015年12月,涪陵地区建成产能50亿方,累计产气43.9亿方,新增销售收入73.31亿元,项目利润20.5亿元,取得了很好的经济效益和社会效益。 项目获得国家发明专利2项,获得软件著作权1项,行业标准2项,公开发表论文20多篇,研究成果弥补了中国在页岩气开发基础理论、实验装备和气藏工程方法研究的不足,提升了中国页岩气开发技术水平和技术竞争力,为国内页岩气的高效开发提供了技术保障。经鉴定,研究成果整体达到国际领先水平。
[成果] 1700550619 湖北
TE358.1 应用技术 天然原油和天然气开采 公布年份:2017
成果简介:油气储层稳定性受诸多因素影响,贯穿钻、完井,生产和修井、增产措施等全过程,受地质条件和所处环境(温度、流体、施工作业等)影响,归纳起来主要有地应力、岩石强度、地层压力、生产压差或流速、地层是否出水和含水率的大小、完井方式以及不适当的增产措施或管理等多个方面。针对油气储层在复杂环境和地质条件下的稳定性评价以及钻完井对策技术的重大难题,长江大学联合中石化江汉石油工程有限公司、中石油新疆油田公司勘探事业部、中石油渤海钻探工程有限公司、荆州市学成实业有限公司和西南石油大学,在国家重大专项“大型油气田及煤层气开发”、国家自然科学基金“稠油油藏热采井出砂机理与流固热耦合计算方法研究”、“页岩气开发条件下泥页岩井壁稳定与破裂机理研究”、“泥岩渗流-应力耦合特性及其渗透性演化的自修复效应研究”、中石油创新基金“含高盐份泥岩夹层的盐岩渗透特性及油气储库渗透灾变机理研究”、湖北省自然科学基金“泥岩损伤过程中的热-水-力耦合模型及其参数反演”以及10余个横向课题支持下,系统对深部复杂油气储层岩石应力场反演、储层井眼稳定及临界破坏预测以及储层防砂完井工艺选择和淸砂工艺及方法等开展技术攻关,形成了复杂环境与地质条件下油气储层稳定性控制关键技术。
[成果] 1700450070 广西
TE357.46 应用技术 天然原油和天然气开采 公布年份:2017
成果简介:课题来源与背景:随着常规原油储量的日益减少,需要不断提高重油的开采及利用效率来满足经济发展对能源的需求,采用化学驱提高重油的采收率引起了越来越多的关注。化学驱主要采用加入碱、表面活性剂来改变其油水界面性质、降低界面张力以及加入聚合物改变原油在岩层中的流动特性等来提高采收率。利用化学驱提高原油采收率,油水的界面性质起着至关重要的作用。原油中含有大量的极性物质,这些极性物质具有不同的结构和界面活性,因此针对不同的原油研究如何提高其采收率时,需要进行大量的实验工作来筛选适合的表面活性剂进行乳化或者破乳,费时费力,且效率较低。研究的目的与意义:如果能发现表面活性剂与重油中界面活性物质间协同作用与二者结构的关系,将对乳化体系的筛选起到指导作用,大大提高工作效率。因此该项目以中有为研究对象,深入研究碱、表面活性剂等对油水界面性质的影响,进一步认识碱在油水界面上的作用规律及其作用机理,从多个方面分析碱与油在油水界面上的作用规律,为油水界面性质在提高原油采收率及其他方面提供理论依据。主要论点和论据:在该课题的研究过程中,筛选了Court重油与碱和表面活性剂体系,并对他们相互作用时的动态界面张力、扩散至油水界面的油组分的含量(TOC)、如花实验、粘弹性等进行了测量,分析了不同碱-表面活性剂体系对油水界面性质的影响及其对原油性质的影响,包括作用时间、碱浓度等对作用后原油粘度和粘弹性的影响。研究发现,Court原油与不同浓度的NaOH溶液置于恒温水浴40℃中反应,随着作用时间的延长,油相有更多物质向水相发生了扩散。碱作用后,油样的粘度明显增加,且随着NaOH碱浓度的增加,作用后原油稳态黏度值先增加,后有出现一定幅度的降低,并在NaOH浓度为0.16%附近达到峰值;较低浓度和较高浓度的NaOH溶液与原油作用对原油黏度影响都比较小,而一个适当的NaOH浓度与原油作用却可以显著增加原油的黏度。通过比较还可以发现,随着碱与原油作用时间的延长,原油黏度增加更为明显,结合水相颜色变化图可以初步推测原油黏度的进一步增加是由于油与碱的进一步反应和油相物质向水相的扩散综合所致。与作用一周后原油的粘度相比较,作用3周后,油样的粘度的增加程度显著高于作用一周后的。随着NaOH浓度的增加呈现先增加后减小的趋势,但随时间的延长,减小的趋势越来越不明显,且有倾向于“平台”的趋势,这可能是由于较高浓度的NaOH溶液抑制了油碱的相互作用,从而导致油碱达到充分作用需要更长的时间。综合考虑各种因素的影响,分析了碱和表面活性剂在油水界面的协同作用机理。创新点:在研究的基础上,提出了重油与水的界面上,碱与外加表面活性剂的协同作用机理为:NaOH与重油潜在的界面活性物质作用生成原位表面活性剂,外加表面活性剂取代原位表面活性剂在油水界面上发生吸附,促进原位界面活性物质离开油水界面,从而使得原油中潜在的界面活性物质得以与原油反应,进而生成更多的原位界面活性物质从而降低油水界面张力。
[成果] 1700520048 黑龙江
TE357.46 应用技术 天然原油和天然气开采 公布年份:2017
成果简介:世界探明石油储量的54%(2876亿吨)储存在砂岩油藏中,依靠天然能量和水驱开发的最终采收率一般为33%,尚有约2/3不能采出。采收率每提高1个百分点相当于又找到一个大庆油田,提高采收率是国内外业界共同关注、亟待攻克的重大科技难题。1976年美国学者提出适合砂岩油藏水驱后大幅度提高原油采收率的三元(碱、聚合物、表活剂)复合驱油方法,但其注入、驱替、采油、集输是伴有物化作用的多组分、多相态复杂体系流动和渗流过程,理论和工程技术问题异常复杂,至今无重大突破,国外仍处于实验室和井组试验阶段。在国家持续支持下,大庆油田从1991年起经过20多年攻关,创新了三元复合驱油理论,自主研发出表活剂工业产品,创建了完整的工程技术体系。工业应用比水驱采收率提高20个百分点以上,2016年产油407万吨,累计产油2056万吨,使中国成为世界上唯一拥有成套技术并工业应用的国家,践行了中国创造。经专家鉴定:该成果理论技术有重大创新,整体达到国际领先水平。1、创新了三元复合驱油理论。首次揭示了原油中杂环化合物在碱性环境下与外加表活剂协同作用形成超低界面张力机理,创建了表活剂与原油定量匹配关系,科学厘定界面张力、乳化等要素对驱油效率的贡献,建立了三元复合驱评价体系和标准。突破了依赖原油酸值的传统理论,大幅度拓展了应用领域。2、自主研发出三元复合驱用表活剂工业产品。独创了高碳数宽分布烷基苯磺酸盐原料和产品定量分析方法、专有磺化工艺及中和复配一体化技术,建成世界最大工业生产线。表活剂综合性能优于国外同类产品,成本降低40%。3、创建了三元复合驱油藏工程方案优化设计和全过程调控方法。揭示了三元复合驱渗流机理,建立了定量表征方法,自主研发了数值模拟软件;创建了多参数量化、多因素控制的油藏工程方案设计方法和不同驱油阶段4大类27项跟踪调控技术,实现全过程追踪调控,方案实施符合率达90%以上。4、发明了三元复合驱采油井复杂垢质清防垢举升工艺技术。揭示了复合成垢演变机理和现场结垢规律,首次建立了结垢定量预测方法;研发出系列防垢举升设备,发明了清防垢剂,清防垢率达80%以上,油井平均连续运转时间由87天延长到383天以上,攻克了油井因垢无法长期连续生产的技术瓶颈。5、独创了大容量三元复合体系配注和复杂采出液处理技术。发明集中配制分散注入大容量在线配注工艺,投资降低26.5%;首次揭示油水乳状液难分离主控机理,发明水质稳定剂和破乳剂,研发出2类工艺、8种专用设备,年达标处理近亿方采出液,成本0.55元/方,解决了采出液无法有效分离的世界级难题。获发明专利42件,论文144篇,著作5部,标准规范22项,获省部级奖励7项。累计创产值677.5亿元,上缴利税298.5亿元,促进了石油工业的进步,带动了化工、机械、材料等相关行业发展。应用前景广阔,国内适合储量73.8亿吨,国外1052亿吨。该成果显著提升了中国在石油开发领域的国际竞争力,对参与世界石油资源再分配、保障国家能源安全具有重大战略意义。
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