提高油气采收率全国重点实验室: 以科技创新助力油气增产与碳封存
来源:中国企业报 作者:吕伟峰
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| 吕伟峰:提高油气采收率全国重点实验室主任,中国石油勘探开发研究院 党委委员、副院长 |
在全球绿色低碳转型加速推进、“碳达峰、碳中和”成为国际共识的背景下,油气行业亟需探索油气开发与碳利用封存协同发展的“双赢”路径。提高油气采收率全国重点实验室(以下简称“实验室”)紧密围绕保障国家油气能源安全和实现“双碳”目标两大战略需求,依托中石油集团在技术、产业、人才、资金等方面的优势,持续强化战略定位和体制机制创新,加强支撑保障,致力于构建绿色低碳的大幅度提高油气采收率和全产业链CO2捕集、利用与封存理论技术体系,为国家油气能源产业链安全和如期实现双碳目标提供不竭科技动力。
秉承使命担当,打造世界一流技术策源地
实验室前身为提高石油采收率国家重点实验室,是2005年我国首批依托企业建设的36家国家重点实验室之一,也是2022年国家重点实验室体系重组以来我国首批批准建设的20家全国重点实验室之一。自组建以来,实验室先后创立了陆相油藏精细水驱、化学驱、热力采油、CO2驱油与埋存等理论技术体系,在水驱、化学驱领域保持国际领先地位,开创并引领了我国CCUS(碳捕集、利用与封存)产业的发展。
进入新时期,实验室按照新的使命定位,加强从提高原油采收率向油气并举、绿色低碳转变,着力破解大幅度提高采收率和CCUS基础理论和关键核心技术难题,支撑“碳(烃)库—碳开采—碳利用—碳埋存—碳转化”绿色碳循环产业变革和一体化发展,打造世界一流实验室与原创技术策源地。目前,实验室拥有固定人员近400名,实验仪器设备400余台/套,标志性设备60余台/套,在北京大学等高校建有5个分实验室,大庆、长庆、塔里木等7个实证基地和示范基地,与全球30多个国家和地区的200余家知名高校、科研机构和企业建立广泛合作。
提高采收率技术持续升级,助推全藏波及极限提采双重突破
针对不同类型、开发阶段油藏大幅度提高采收率的共性技术难题和技术需求,大力推进特色技术攻关和矿场试验。
一是研发全藏均衡波及技术,支撑高含水老油田控水稳油。针对高含水油田多级水流优势通道、水驱“短路”及注水、注化学剂低效、无效循环严重等技术难题,实验室提出“堵、调、控”协同技术思路,研发“超细水泥体系封堵窜流大孔道+凝胶与颗粒体系分级调堵优势通道”技术体系。该体系具备“注得进、走得远、堵得住、封得久”四大优势,可实现优势通道分级深部调堵。目前,该技术在我国西部油田首次成功开展高固相含量(45%)、高排量(最高3m3/min)大孔道封堵先导试验,效果显著。
二是提出终极采油法技术途径并逐步试验验证。针对开发初、中期油藏,采用化学/生物法“精准”采油,研制出适合不同类型油藏的高效中相微乳液驱油体系,水驱基础上可提高驱油效率40个百分点。该体系已在我国鄂尔多斯盆地、渤海湾盆地的油田开展试注试验,降水增油效果初显;针对开发后期油藏,实验室采用高温热采法“极限采油”,注空气油层自生热辅助混相驱技术实现地下残余油氧化升温加热采油。该技术在松辽盆地试验井组已持续生产3年,单井日产油提高2—5倍,阶段采出程度提高10个百分点。
三是发明火驱+烟道气共轭开发模式,有望破解火驱排放困境。火驱技术虽具备“驱油效率超 95%、采收率达50%—70%”的优势,但烟道气排放量大、油藏适应性窄,制约其工业化推广。实验室创新提出“火驱+烟道气共轭开发”模式,将火驱产生的烟道气回注油藏二次驱油。该模式在我国北部油田启动重大开发试验后,日产油提高3倍。
四是构建智能分子设计方法,推动驱油剂研发范式革新。通过创新自洽场理论和耗散粒子动力学模拟方法,实验室在高性能表活剂设计中探索成功,将单位表活剂可混相的原油量从20提高至35,研发出适用于多种复杂油藏环境的高效中相微乳液驱油体系,使用浓度从3%降低到0.3%。
加快推动 CCUS 全产业链技术研发,筑牢“双碳”战略支撑
为加快构建CCUS全产业链理论技术体系,为油气行业践行“双碳”战略提供有力理论技术支撑,实验室重点推进三方面工作。
一是开展CCUS潜力评价工作,落实超级盆地二氧化碳埋存量。基于我国陆相沉积储层特点,实验室开展油气藏、咸水层等主要地质体CO2埋存潜力评价,明确我国三大油公司主要油气区CO2理论埋存量和主要盆地咸水层CO2有效埋存潜力。
二是突破非均质油藏CO2驱油调控技术及工艺,支撑采收率持续提升。研制4种不同强度的强化WAG调驱体系,升级非均质油藏逐级调控油藏工程技术,发展分层注气、高气液比举升等关键工艺技术,有效支撑现场规模应用。
三是研发了空中无人机、地表多点位协同、井下温压、井间ERT、井间微地震等监测技术与装备,构建了空中—地表—浅层—地下多位一体监测技术体系,研发了CO2监测数据综合处理平台系统,最大监测误差缩小到6%,相关监测设备在吉林油田完成了成套验证。
面向未来,实验室将进一步强化基础研究、突出原始创新,支撑中国石油打造鄂尔多斯盆地、松辽盆地、准噶尔盆地三个千万吨级CCUS产业基地,构建亿吨级埋存基地,千万吨驱油新格局,勇当国家战略科技力量排头兵。
