让“纳米水”撬动地下“黑金”

——记中国石油勘探开发研究院大幅度提高采收率极限用“纳米水”驱油剂iNanoW

　　我国低渗透—致密油藏等低品位资源占油气剩余可采储量的70%以上，是我国未来油气增储上产的主要资源。然而，这些石油资源因传统水驱技术“注不进”而“困守”地下。

　　如何撬动这些地下“黑金”?中国石油勘探开发研究院科研团队立足提高油气采收率全国重点实验室和中国石油纳米化学重点实验室，开发出“大幅度提高采收率极限用‘纳米水’驱油剂iNanoW”。该驱油剂能够波及低渗—致密油藏进行驱油，使原油采收率大幅提升。近日，该技术荣获第四届中央企业熠星创新创意大赛一等奖。

　　破解“注水无效”难题

　　我国中高渗油田即使利用目前处于世界领先地位的三次采油技术，仍有40%～60%的储量滞留地下无法开采。这些剩余油主要存在于储层物性更差的相对低渗透纳微米孔隙区域，被纳微米孔隙阻隔，普通水驱难以波及。

　　一个典型的例子是长庆油田。长庆油田作为中国最大的油气田，年新增储量占全国年新增储量的1/3以上，但97%以上的储层属于低渗透油气藏，面临“井井有油，井井不流”的困境。

　　基于此，研究团队大胆猜测，水的强氢键缔合作用形成的“大分子”网络结构(超级弱凝胶)是否就是低渗透油藏水“注不进”的元凶?若能减弱或消除水分子间的氢键缔合作用，将普通水变为“纳米水”，或可突破束缚，实现全油藏波及。经过刻苦攻关，他们揭示了“纳米水”驱油机理，并研制出具有“纳米水”功能的第一代纳米驱油剂iNanoW专利产品。

　　三大特性提高采收率

　　纳米智能驱油技术的核心要义是研发具备尺寸足够小、强憎水强亲油和分散油聚并三大特性的驱油剂。第一，因尺寸足够小，纳米驱油剂可以到达油藏的任意角落。第二，因强憎水强亲油，纳米驱油剂遇油则亲、遇水回避，在油藏中实现智能找油、智能驱油、智能避水。第三，因分散油聚并，纳米驱油剂可以拱大和聚并残存油，使分散的原油聚在一起，形成油墙“喷涌”而出，实现残存油全驱替。据预测，该技术的应用可使平均采收率翻一番，达到60%以上，最高可达80%～90%。

　　按照以上研发战略，研究团队取得了一系列成果。在“纳米水”驱油机理研究方面，他们结合油藏实际情况，提出进一步大幅度提高采收率极限的颠覆性技术思路，为纳米驱油剂研究提供了“敲门砖”。在“纳米水”驱油剂研制和工业生产方面，他们通过建立“双粒子双亲”偶合的双面异性修饰方法，研制适用于不同类型油藏条件的“纳米水”驱油体系，打造出纳米驱油剂高质量工业产品生产线，为纳米驱油技术从研究走向应用提供“颠覆性武器弹药”。在“纳米水”驱油属性特征表征与模拟评价和油田现场应用工艺研究方面，他们针对纳米驱油技术属性特征评价方法不足、纳米驱油技术现场应用工艺需进一步完善等问题，通过建立“纳米水”属性特征及提高采收率效果评价方法，搭建了纳米驱油剂产品质量规范体系，发布了中国石油一级企业标准，初步形成了不同类型油藏纳米驱油剂现场应用和跟踪调整工艺流程包。

　　让能源饭碗端得更稳

　　经中国石油组织专家鉴定，该技术整体达到国际领先水平。该技术还先后被评为中国石油2020年“十大科技进展”和2021年“基础研究一等奖”、中国石油勘探开发研究院2019年“十大科技进展”和2021年“青年十大科技进展”等。

　　目前，“纳米水”驱油技术已在中国石油长庆油田、新疆油田、大港油田、冀东油田、玉门油田和长城钻探苏里格致密气田自营区等地开展先导试验，取得显著效果，大幅增加低渗油藏可采储量。

　　遥想未来，当“纳米水”流进低渗透—致密油藏的每个角落，我们的能源饭碗将端得更稳。