治療油田“癌癥”有了“特效藥”——記山東省技術發明一等獎苛刻油藏納米雜化凍膠及控水增油應用

　　近日，2023年度山東省科學技術獎揭曉，中國石油大學(華東)副校長戴彩麗教授率領團隊研發的“苛刻油藏納米雜化凍膠及控水增油應用”成果獲技術發明一等獎。該成果瞄準油田“癌癥”世界難題，發明了新一代控水增油“特效藥”——凍膠分散體的工業化生產工藝，實現了納米雜化凍膠顆?？厮鲇腕w系創新突破，技術產品核心指標均超過國際同類產品，引領了苛刻油藏凍膠控水增油技術發展。

　　瞄準油田“癌癥”世界難題

　　我國深層、超深層油氣資源超過油氣資源總量的三分之一，是重要戰略接替資源，水驅開發油藏產量達1.6億噸，占我國原油總產量80%以上，是保障國家能源安全的“壓艙石”。但深層、超深層油氣的開采環境高溫、高鹽、儲層非均質等特點更明顯，讓控水增油工作面臨更大挑戰，易導致油井生產高含水，這種現象被稱為油田“癌癥”。

　　“因受儲層非均質影響，水竄流嚴重、油井高含水，整體采收率僅約30%，絕大部分剩余原油未被采出。”戴彩麗介紹，凍膠是行業公認主流的改善儲層非均質、控水增油“利器”，是由水溶性聚合物主劑、交聯劑和助劑形成的黏彈體。對于常規水驅開發油藏，我國凍膠控水增油技術處于世界領跑地位。但針對高溫、高鹽、高含水等苛刻油藏，傳統凍膠控水增油面臨很大挑戰。一是聚合物分子鍵能低、易斷裂；二是交聯化學鍵單一、易失穩、作用有效期短；三是運移深度有限、控水洗油難兼具、增油效率低?？量逃筒貎瞿z控水增油已成為亟待破解的世界級技術難題。

　　自1993年起，戴彩麗團隊便致力于高含水油田化學控水增油和非常規油氣壓裂增產工作液應用基礎研究和技術攻關，突破前沿關鍵技術并實現轉化落地，推動我國提高油田采收率技術處于世界領跑地位。為此，戴彩麗經常出現在沙漠、鹽堿灘等石油開采現場，從實際情況出發尋求“采油之道”。

　　發明控水增油“特效藥”

　　針對該難題，戴彩麗教授團隊依托國家杰青基金、山東省泰山學者攀登計劃等課題，經12年攻關，在納米雜化理論方法、耐溫抗鹽關鍵材料、控水增油功能體系方面實現創新突破。

　　一是發明了納米石墨雜化聚合物。該成果建立了高鍵能分支點的納米石墨雜化提升聚合物性能新方法，發明了多接枝活性位點納米石墨雜化聚合物?，F場應用數據表明，耐溫抗鹽由110℃、5萬毫克/升提升至120℃、10萬毫克/升。

　　二是發明了耐溫抗鹽納米雜化凍膠材料。該成果創建了多重交聯梯級雜化提升凍膠性能理論與方法，發明了納米石墨/硅梯級雜化凍膠新材料，耐溫抗鹽提升至160℃、30萬毫克/升，遠優于國際同類產品技術指標，穩定期由不足6個月提升至一年以上。

　　三是發明了納米雜化凍膠顆?？厮鲇腕w系。該成果首創了水基分散、機械造粒的凍膠顆?；椒ǎl明了耐溫抗鹽“納米雜化凍膠顆粒+”控水增油體系，開發了智能在線生產注入一體化撬裝裝備與控水工藝，實現復雜作業環境全天候全工況覆蓋。對比國內外先進技術，礦場控水有效率由不足60%提升至80%以上，平均增油量提升45%~70%。

　　戴彩麗說，依托該項技術成果，建成了年產3.5萬噸耐溫抗鹽功能聚合物生產線，技術在中石油塔里木、中海油湛江、中石化勝利、塔河等20余個油田區塊應用1555井次，產品遠銷至美國、加拿大、哈薩克斯坦等6個海外市場，累計增油108.07萬噸、減少油井產水172萬立方米，創經濟效益37.14億元。

　　鑒定意見顯示，該技術攻克了苛刻油藏條件下高效和長效控水增油的重大技術難題，屬國際領先水平。

　　提高苛刻油藏采收率

　　“全國油田采收率每提高1%，就相當于增加大慶油田高峰年一年的采油量——5000萬噸。但采收率提高1%，難如百米成績提高0.1秒?！贝鞑墅愔y而進，偏要啃下這根“硬骨頭”。

　　多年來，戴彩麗團隊始終圍繞用化學方法提高石油采收率這一核心追求開展學術研究和成果轉化。他們成功創建了高含水油田堵、調、驅多層次控水提高采收率技術，創造了提高采收率最大可達5%的紀錄，同步使廢水處理費用下降40%以上，封竄有效率由80%提高到95%；創建了“壓裂—增能—排驅”一體化工作液技術，突破了致密、頁巖等非常規油氣儲層改造方法成本高、效率低、產能差等應用瓶頸，使油井平均日產油量較對比井提高一倍以上，推動了低滲、頁巖油藏提高采收率技術革新。

　　相關技術也使我國化學控水提高采收率技術保持世界領先地位。美國能源環境研究中心專家和南加州大學相關教授評價說，該技術一次性投入低、回報快、技術可靠，實現了含水率95%以上油井大幅提高原油產量的技術突破，對國際上水驅及聚驅開發油田有很好的借鑒與推動意義。

　　相關技術成果相繼獲得了國家科技進步二等獎、中國專利獎優秀獎等獎項?！拔磥?，我將繼續以國家基礎科學中心項目為依托，重點開展超深層、特深層油氣儲層改造與提高采收率等重大科技挑戰性工作，支撐深層油氣全國重點實驗室建設，中國的能源飯碗必須端在自己手里?！贝鞑墅惾缡钦f。