本文围绕三次采油与页岩油开采中二氧化碳驱、表面活性剂二元(三元)驱技术,系统介绍真实液滴 ®(RealDrop®/TrueDrop®)高温高压界面化学分析系统。阐述其研发背景与功能特性,剖析各功能??榧际跤攀?,探讨该系统在攻克测量难题、优化开采工艺参数等方面对相关技术发展的推动作用,展现其在石油开采界面化学研究领域的技术价值与应用前景。
真实液滴 ® 高温高压界面化学分析系统;三次采油;页岩油开采;二氧化碳驱;表面活性剂二元(三元)驱;界面化学测量;石油开采技术
在全球能源结构中,石油仍占据重要地位。随着经济发展与能源需求增长,常规石油资源面临储量下降、开采难度增加等问题。为保障能源供应,三次采油技术和页岩油开采技术成为石油行业焦点。
三次采油技术通过向油层注入化学物质、热力或气体,改变油、气、水及岩石的物理化学性质以提高采收率;页岩油开采则从非常规储层获取石油,突破传统开采对常规储层的依赖。在这两大技术中,二氧化碳驱和表面活性剂二元(三元)驱技术因优势成为提高采收率的关键手段。而这些技术的深入研究与应用,依赖于对高温高压条件下界面化学性质的精准测量与分析。真实液滴 ® 高温高压界面化学分析系统应运而生,以先进技术和多元功能,为石油开采界面化学研究提供支撑,推动相关技术发展。
三次采油技术经过长期研究与实践,形成了丰富的技术体系。其中化学驱作为核心,涵盖聚合物驱、聚合物 / 表面活性剂二元复合驱、表面活性剂 / 聚合物 / 碱三元复合驱、黏弹性颗粒 / 聚合物 / 表面活性剂非均相复合驱等类型。
我国在三次采油化学驱技术领域成果显著。以大庆油田为例,其通过注入表面活性剂、聚合物等化学药剂,改善油层流体流动性和界面性质,在二次采油基础上使采收率提高 14 至 20 个百分点,累计产量突破 3 亿吨,连续 21 年保持年产量超千万吨,展现了三次采油技术在老油田稳产中的潜力。河南油田针对不同油藏特点,攻关形成微乳液驱、降黏复合驱等技术,今年前 5 个月通过三采技术增油 5.6 万吨,延长了油藏开发周期。
页岩油作为非常规油气资源,开采技术近年取得突破。二氧化碳前置压裂、密切割均匀压裂、无水压裂、提高垂直缝高压裂等新工艺涌现,区块整体立体开采、页岩油尽早补能和二氧化碳吞吐 / 驱替提高采收率等技术展现应用潜力。
我国重视页岩油开发,成立新疆油田吉木萨尔、大庆油田古龙陆相、胜利济阳等页岩油示范区。2023 年,中国页岩油产量突破 400 万吨;2024 年,新疆吉木萨尔示范区累计产量突破 100 万吨,日产量突破 4000 吨,体现了我国在页岩油开采领域的技术实力。
二氧化碳驱油技术利用二氧化碳在油和水中溶解度高的特性,注入油层后使原油体积膨胀、黏度下降,减小油水界面张力,改善原油流动性。该技术与其他驱油技术相比,具有适用范围广、驱油成本较低、采油率提升明显等优点。
全球范围内,二氧化碳驱油项目应用广泛,正在实施的项目近 80 个。美国是开展项目较多的国家,每年注入油藏的二氧化碳量约 2000 万 - 3000 万吨。我国也在推进相关技术,如胜利油田与齐鲁石化的百万吨级 CCUS 示范工程,预计 15 年增油 300 万吨,年减排二氧化碳约 100 万吨。在页岩油开采中,液态二氧化碳干法加砂压裂技术以无水相、无残渣、返排快的特点减小储层伤害,二氧化碳吞吐作为早期补能手段,若实现多轮吞吐或驱替,可提高页岩油采收率。
表面活性剂二元(三元)驱技术是三次采油中重要的化学驱油方法,通过向注入水中添加表面活性剂、聚合物等化学剂,改变驱替流体性质及与原油、岩石的界面性质,以增加原油产量。
在高温高盐油藏开采中,中国石化经过数十年攻关,实现化学驱技术工业化应用,形成高温高盐油藏聚合物驱配套技术、聚合物 / 表面活性剂二元复合驱油技术、固 - 液非均相复合驱油技术等,为东部老油田增储稳油发挥了作用。表面活性剂的性能和配方是影响驱油效果的关键,需根据油藏地质条件、原油性质等筛选优化。
随着三次采油和页岩油开采技术发展,对高温高压条件下界面化学性质测量的要求提高。传统仪器在功能、精度和适用范围上存在局限,如高温高压下测量准确性下降,对低或超低界面张力测量误差大,无法满足复杂油藏工况需求。
为解决这些难题,真实液滴 ® 高温高压界面化学分析系统研发问世。该系统旨在为科研人员和工程师提供先进、精准、多功能的测量工具,推动石油开采界面化学研究,助力开采技术优化创新,提高采收率,保障能源安全,具有科学意义和实际应用价值。
真实液滴 ® 系统具备在 70MPa 压力、210 摄氏度高温条件下精确测量多种界面化学参数的能力。它集成了高温高压接触角测量仪、界面张力仪、旋转滴界面张力仪、界面流变仪等功能,同时支持力学铂金板法和铂金环法测试表面活性剂动静态表面张力,一台仪器可完成界面化学常见测试,提高实验效率,增强数据关联性和可靠性。
系统采用先进设计理念,如高精度温度和压力控制技术,可稳定维持实验环境;先进的传感器和数据处理算法,确保测量数据准确实时。这些特点使系统适用于不同类型油藏研究和开采技术开发场景。
该系统推动了二氧化碳驱和表面活性剂二元(三元)驱技术的发展,帮助科研人员优化工艺参数和配方,提高采收率。随着石油开采行业需求增长,真实液滴 ® 系统有望持续推动界面化学研究和技术突破,为能源供应和石油工业可持续发展提供技术支撑,并在技术进步中不断完善升级。
