打开技术“大门”——“磨刀石”里采石油
不止一次,张传宝恨不得钻到3000米深的地下油层中一探究竟,“到底怎么把油从‘磨刀石’里挤出来?”
“地下的石油并非像河流一样自由流动,有些低渗透油藏储存在地下几千米深的岩石缝隙中,开采难度大。唤醒这块‘沉睡’的地下宝藏,对我国能源安全具有重要意义。”几十年来,张传宝一直在试图“啃下”油田开发的一块“硬骨头”——低渗透油藏。
要想把石油采出,往往要靠水来驱动,可低渗透油藏的储层岩石像磨刀石一样致密、坚硬。一些情形下,水注不进去,油采不出来。
水注不进去,无孔不入的气行不行?科研工作者盯上了二氧化碳。“超临界二氧化碳有独特的性能,密度像液态,黏度像气体,分子结构小、黏度小,更容易进入低渗岩石的孔隙中。如果能让它与原油混相为一种液体,增加原油流动性,就能让原本躲藏在孔隙中的原油‘现身’,提高原油产量。”张传宝说。
当时,国内CCUS技术尚属科研“无人区”。1996年开始,科研工作者花了3年时间,自行设计物理模拟装置,通过一次次物理评价和试验,找到了影响二氧化碳与原油混相的三大因素——压力、温度、原油物性,为后期理论研究奠定了基础。
理论证明了二氧化碳驱油行之有效,但实践起来并不顺利。2008年,油田科研工作者在胜利油田高89—1区块进行试验。“在地下,油藏压力达到一定值,二氧化碳处于超临界状态,有较大溶解能力,原油溶入二氧化碳,混相为一种液体。可实际操作时,压力达不到合适值,导致气和油‘各行其道’、难以互溶。”张传宝说。
到底多大压力,才能让原油和二氧化碳在地下互溶?2013年,油田科研工作者移师胜利油田樊142区块,开展了长达1800多天的试验,压力值从17兆帕一点点往上提……终于,当压力值升到40兆帕时,石油从井口喷薄而出。
破解混相压力值这个关键难题后,二氧化碳与孔隙中的原油成功互溶,原油充分流动起来,区块内石油产量大大提升。由此,“二氧化碳高压混相驱”技术形成,并取得矿场应用突破,成功打开了CCUS技术“大门”。 |