黏弹性颗粒驱油剂的制备与应用

石油是当今世界最重要的能源和化工原料之一，被誉为现代工业的血液。据统计，全世界平均每年对石油的需求量超过30亿t，并且以平均每年1.6%的速度增长。与人类对石油的需求量不断增加的趋势相反，世界石油总储量日益减少，石油正变得越来越珍贵。

新中国成立以来，石油工业迅猛发展，探明已开发油气资源的平均采油率接近世界先进水平。但由于人均占有油气资源量相对较低，我国仍是一个油气资源匮乏的国家。从20世纪90年代中期我国成为石油净进口国以来，石油进口量逐年递增。2003年我国的石油进口量超过1亿t，石油年消费量和进口量均超过了日本，成为仅次于美国的世界第二大石油消费国和进口国。2012年12月美国的石油净进口量降至20年以来的最低水平，也让我国在2012年12月超越美国，暂居全球最大的石油净进口国地位。2019 年我国原油对外依存度达到72.4%，严重超过国际原油安全警戒线，对外依存度创历史新高。由此可见，我国原油对外依存度居高不下，严重影响了国家的能源安全。

为保持国内油气资源自给量的较高份额，不断提高已开发资源的采收率，石油开发科技人员不断努力，而其发展方向就是三次采油技术。“九五”以来，以大庆、胜利两大油田聚合物驱为代表的三次采油技术得到工业化应用。到“十五”末，年产原油1500万t 以上(不含重油)，约占国内原油总产量的8.7%。三次采油已成为高含水期油田持续高效开发的一项主导技术，也是维持原油产量，减少我国原油对外依存度的重要战略目标。

高相对分子质量的部分水解线性聚丙烯酰胺(HPAM)是三次采油中普遍用作驱油剂的聚合物材料。HPAM 能够增加注入水的黏度，改善油水流度比，扩大波及体积，从而提高原油采收率。经过“七五”(1986～1990年)、“八五”(1991～1995年)、“九五”(1996～2000年)的连续国家重点科技攻关项目研究，聚合物驱油技术可以实现提高采收率12.5%～20%的目标。

随着聚合物驱规模的不断扩大，化学驱发展面临新的矛盾和挑战，主要表现在以下两个方面。一是聚合物驱优质资源是有限的。如胜利油田到“十五”末，Ⅰ、Ⅱ类剩余可动储量只有3000万t，资源接替不足。而根据聚合物驱的动态变化特点，在见效高峰期以后年产量递减25%～30%，弥补这部分产量需提前两年投入相当规模的储量。而胜利油田聚合物驱油藏条件、井网井况适用性较好的Ⅰ、Ⅱ类优质资源动用率已超过90%，对三次采油的持续稳定发展极为不利。二是缺乏聚合物驱后进一步提高采收率的接替技术。已实施聚合物驱的单元，采收率一般达到40%～50%，仍有一半左右的剩余油滞留地下，具有进一步提高采收率的物质基础，但聚合物驱后进一步提高采收率的接替技术亟待攻关突破。

国内外大幅度提高聚合物驱后油藏采收率的技术方法尚属空白，亟待突破。对此，作者研制了一种具有部分交联部分支化结构的黏弹性颗粒驱油剂，复配聚合物和表面活性剂，发明了非均相复合驱油技术，现在应用后取得突破性进展。在采出程度高达50%、综合含水率高达98%的聚合物驱后油藏条件下实施后，进一步提高采收率8个百分点以上，形成了继聚合物驱和三元复合驱之后的新一代大幅度提高采收率的驱油技术，引领了国内外化学驱油技术发展方向。

本书以黏弹性颗粒驱油剂的合成制备为核心，阐述了非均相复合驱油技术的研发历程，以非均相复合驱油机理及非均相复合驱油体系性能与评价等为重点，讨论了非均相复合驱基础理论研究、配方设计和评价及矿场方案优化设计，另外还介绍了非均相复合驱油技术的矿场应用情况。

NMBA 交联过程示意图

多官能自由基引发体系合成示意图

单一SDBS(a)及与TX-100 复配体系(b)在油水界面上的混合排布

微观驱替物理模拟系统

可视化物理模拟驱替平面模型试验

本书可供油田开发、油田化学和提高采收率研究的科学工作者、工程技术人员、管理人员及高等院校石油工程专业师生参考。

ISBN 978-7-03-067106-6

责任编辑：耿建业 冯晓利

内容简介

全书共10章，涉及黏弹性颗粒驱油剂合成和性能特点、非均相复合驱油基础理论研究及配方设计研究等诸多方面，在编写过程中力求做到系统性、科学性、先进性和实用性的统一，是一部专业性强、涉及学科多的科技书籍。

本书针对聚合物驱后油藏非均质性和剩余油分布特点，为有效利用现有资源和进一步提高聚合物驱后采收率，研发了一种具有部分交联部分支化结构的黏弹性颗粒驱油剂，开展了以黏弹性颗粒驱油剂+聚合物+表面活性剂为主的非均相复合驱油技术攻关研究，取得了突破性的进展。从非均相复合驱方法的提出到目前，先后开展了基础理论研究、机理研究、驱油体系设计、数值模拟研究和方案研究，特别是矿场先导试验取得了显著的降水增油效果，形成了非均相复合驱油配套技术，并开展了工业化推广应用，开辟了聚合物驱后油藏进一步大幅度提高采收率新途径，成为油田化学驱提高采收率的主要接替技术之一。

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