微球大能量

文 ‖张 峰 刘云龙 杜 嘉

聚合物微球调驱技术破解了长庆油田低渗特低渗油藏有效控递减、降含水的开发难题。

截至11 月15 日，中国石油长庆油田油气工艺研究院研发的新型纳米聚合物微球深部调驱技术，在陕北姬塬主力油藏开展20 个井组试验后，自然递减率下降1.8 个百分点，综合含水率下降3.2个百分点。这标志着低渗透油田纳米聚合物微球调驱技术实现了由1.0体系向2.0体系的迭代升级。

“聚合物微球调驱技术经历了12 年攻关研究与探索实践，在长庆低渗特低渗油藏已全面推广应用。通过机理研究寻求突破、产品研发迭代升级和工艺技术集成配套，达到了提高注水开发效果的目的，破解了低渗特低渗油藏有效控递减、降含水的开发难题，成为油田高质量发展的主要科技利器。”长庆油田油气工艺研究院院长陆红军介绍说。

自主研发

鄂尔多斯盆地油藏主要为低渗、特低渗透油藏，而且随着注水开发时间延长，含水上升加快，稳产面临诸多挑战。立足水驱，提高低渗透油藏注水开发效果，做好一次井网条件下的改善水驱显得尤为重要，对技术提出了创新要求。

从2010 年探索性的先导试验，到2014 年进入革新性的扩大试验，再到2017 年模式化工业推广，科研人员勇于担当，以持续攻关为己任，实现了聚合物微球调驱技术的突破与规模应用的量变到质变。

“在12 年的研发中，面对理念、技术、管理壁垒，我们迎难而上，针对高黏度、大粒径与低黏度、小粒径的调驱体系选择，开展深入细致调研，提出了‘改善水驱、简化工艺、规范技术、提高效益’的思路，明确了聚合物微球深部调驱技术的攻关方向。”长庆油田油气工艺研究院堵水调驱技术研究所所长郑力军说。

通过广泛进行技术调研交流，研读大量专著文献，以多孔介质渗流物理、胶体与表面化学原理等经典著作为理论指导，技术团队创造性提出了增大优势通道比表面积降低渗透率的理论，研发了适应长庆高矿化度油藏环境的高强度抗盐型聚合物微球。针对低渗透、特低渗透和超低渗透油藏，依次研发适配了300 纳米、100 纳米和50 纳米的聚合物微球粒径。

通过理论创新，研发了适应油藏的调驱体系，攻克了低渗致密砂岩油藏调驱注入性和优势通道匹配两大关键问题。这样一来，既解决了致密砂岩储层深部调驱注入性及运移性基本问题，又解决了传统孔喉匹配调驱剂粒径注得进与堵得住的技术矛盾。

2010 年以来，长庆油田油气工艺研究院通过吸收、探索、实验、创新等深化过程，不断加大新技术、新产品、新工艺的研发力度，逐步创新发展了聚合物微球深部调驱技术。

模式革新

长庆油田地处梁峁交错的陕甘宁黄土高原，油水井数量多且高度分散，单井单泵调驱注入所需设备多、人员多，因此注入费用高、人工成本高、管理难度大。

技术人员根据油藏改善水驱的治理需求，利用纳米微球水分散液黏度低、注入性好的优点，革新工艺模式，将传统单井调驱优化为注水干线集中注入，先后在主力油藏扩大试验，最终定型了适用低渗透油田黄土塬地貌的小粒径、低浓度、集中注聚合物微球在线工艺模式，有效缓解了调驱施工注入带来的管理压力。

在生产应用中，针对点多面广、施工周期长、化工料用量大、人工现场监督管理有限等诸多不利因素，科研团队充分利用现代物联网及自动化技术，建立了集化工料供应全程跟踪、运输线路实时掌控、现场施工全方位监督于一体的调驱全过程智能监控平台，实现了实时远程在线监控。

“同时，充分整合融合多方力量，打造了有效的企业内部‘技术开发、成果转化、现场应用’一体化快速创新应用新模式，让小微球在生产中不断发挥大作用。”郑力军说。

持续深化“向注水井要油”理念，从常规堵水调剖向地层深部调驱转变，积极推进注—驱—采系统工程升级转变，按照区域整体调剖思路加强瓶颈技术攻关，使纳米级聚合物在低渗透油层深部进得去、堵得住，提高注水波及体积，技术团队最终实现了老油田稳产和降递减的目标。

据统计，目前聚合物微球调驱技术已在长庆油田年均实施3000 井次以上，投入产出比达到1 ∶2.6，全力助推长庆油田自然递减率由13.4%下降至11.2%，改善水驱效果显著。

迭代升级

目前，长庆油田整体油藏已进入中高含水开发阶段，改善水驱的技术需求越来越高。

“针对三叠系油藏存在的孔喉细小、裂缝发育非均质性强等特点，常用有机或无机材料存在抗盐抗剪切能力差、地下成胶效率低、难以到达地层深部等不足。”陆红军指出。

●小微球在生产中不断发挥大作用。供图/长庆油田

科研人员持续攻关研发新技术、新产品、新工艺，发挥聚合物微球调驱技术的无限潜力。

通过采用先进设备和技术手段，创新应用新型材料，相继研发出了不同规格的6 种粒径聚合物微球，实现了产品研发、合成生产、装备配套、优化设计、现场施工、质量控制全过程自主配套，形成了小粒径、低浓度、长周期的施工工艺，确保了这项工艺在油田工业化规模应用。

结合实际不断优化技术，创新提出“延迟膨胀、深部运移”的技术思路，从产品配方优化分子结构设计上下功夫，优选聚合单体、交联剂等关键原材料，采用多重交联的方式合成出了互穿网络结构的新型纳米微球，显著提升了在低渗透油藏深部运移扩大水驱波及的能力。

“新型纳米微球延迟膨胀的时间比上一代产品显著增加，有效解决了在微孔细喉条件下持续深部运移的技术难题。同时，科研人员从关键技术研发到现场试验见效全过程推进，为低渗透油藏纳米微球深部调驱技术的迭代升级打下了坚实基础。”长庆油田油气工艺研究院堵水调驱技术研究所副所长吴天江介绍说。

经过12 年的规模应用，聚合物微球技术系列已获得国家授权发明专利12 件、实用新型专利15 件，获得省部级成果奖6 项。“低渗透油田聚合物微球改善水驱技术与工业化应用”荣获中国石油2019年科技进步一等奖，“纳米聚合物微球”获中国石油自主创新重要产品认证。