提高石油采收率，看這些方法、機理、問題、新方法和國家獎就夠了
2023-08-09 09:21·賽樂油氣
目前，提高石油采收率（Improved Oil Recovery，IOR）主要包括熱采、化學驅(qū)、氣驅(qū)以及新方法。其實水驅(qū)技術(shù)也屬于IOR。
從某種程度上講，水驅(qū)技術(shù)更重要，因為目前無論是中石油，中石化，還是中海油，或者延長油田，水驅(qū)技術(shù)產(chǎn)量均占主導地位。
歷史上，水驅(qū)多次獲得國家級獎勵，包括國家科技進步特等獎、一等獎等。其他提高采收率技術(shù)目前很少獲得國家科技進步特等獎和一等獎。
前三者提高采收率技術(shù)，國內(nèi)石油人比較熟悉。好像都知道。
新方法大家可能并不熟悉。
雖然提高采收率方法還有很大的研究空間，但不少專家，可能會認為我國在眾多提高采收率技術(shù)方面都是“國際領(lǐng)先”，因為很多提高采收率技術(shù)都獲得過國家科技進步獎。
水驅(qū)技術(shù)國家獎
比如，水驅(qū)技術(shù)曾獲包括國家科技進步特等獎在內(nèi)的多項國家級獎勵。
1985年，水驅(qū)（注水開發(fā)技術(shù)）獲得國家科技進步特等獎，完成單位是大慶石油管理局（大慶油田）。突出貢獻者是王德民教授（后來成為院士）。其他獲獎者不詳，歡迎讀者補充。
注水技術(shù)特等獎，圖源：中國石油大學（北京）、澎湃新聞等
1996年，由王啟民等完成的“大慶油田高含水期‘穩(wěn)油控水’系統(tǒng)工程” 讓大慶油田再次上演奇跡，5年累計比規(guī)劃多產(chǎn)油610.80萬噸，增效150億元，因此獲得國家科技進步特等獎。第一完成人為大慶石油管理局（大慶油田）。
注水技術(shù)特等獎，圖源：中國石油大學（北京），澎湃新聞等
比如，2010年，【大慶油田高含水后期4000萬噸以上持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)高效勘探開發(fā)技術(shù)】獲得國家科技進步特等獎。第一完成單位是大慶油田，完成單位包括中國石油大學（北京）、東北石油大學。
中國石油大學（北京）官方澎湃號【澎湃新聞網(wǎng)站】
關(guān)于此特等獎的介紹是：
“2010年，“大慶油田高含水后期4000萬噸以上持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)高效勘探開發(fā)技術(shù)”站上世界采油技術(shù)制高點，實現(xiàn)了一系列重大技術(shù)突破，而且形成了核心主導技術(shù)。應用該技術(shù)期間，大慶油田累計增油5774萬噸，主體油田采收率突破50％，比國內(nèi)外同類油田高10至15個百分點，并帶動了我國石油開采、化工、機械制造等行業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)進步。中國石油大學（北京）作為參與單位為這一技術(shù)的突破作出了貢獻。”
國家科技網(wǎng)站2011年1月12日關(guān)于此獎的介紹是：
“大慶油田高含水后期4000萬噸以上持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)高效勘探開發(fā)技術(shù)”項目獲2010年度國家科技進步獎特等獎。該項目針對大慶油田高含水后期面臨的油氣資源接替不足、產(chǎn)量遞減大、儲采嚴重失衡、地面系統(tǒng)投資和能耗劇增等問題，自主研發(fā)了多層非均質(zhì)大型砂巖油田高含水后期精細到0.2米單砂層級剩余油多維定量表征技術(shù)，創(chuàng)新形成了以完善單砂體注采關(guān)系為核心的精細高效挖潛技術(shù)系列，有效控制了水驅(qū)產(chǎn)量遞減，累計多產(chǎn)油2681萬噸。首次建立了聚合物彈性驅(qū)油理論，自主創(chuàng)新了采出液低溫集輸、加密井簡省集油等工藝技術(shù)和設(shè)備，形成了新一代降本增效地面工程技術(shù)體系。
該成果已成為大慶油田工業(yè)化應用的新一代技術(shù)，保證了4000 萬噸以上穩(wěn)產(chǎn)目標的實現(xiàn)，為大慶油田可持續(xù)發(fā)展提供了強力技術(shù)支撐，推進了勘探開發(fā)理論和技術(shù)的發(fā)展，帶動了石油化工、機械等相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，為國家能源安全戰(zhàn)略和經(jīng)濟發(fā)展作出了貢獻。”
新浪網(wǎng)2019年9月24日關(guān)于此獎的介紹是：
此項技術(shù)獲得國家發(fā)明專利49件，實用新型專利88件；中國石油集團公司技術(shù)秘密28件；軟件著作權(quán)9件；發(fā)表論文322篇；專著6部；形成各種新技術(shù)標準52件。應用該技術(shù)大慶油田累計產(chǎn)油6.8億噸，累計增油5774萬噸，主體油田采收率突破50%，比國內(nèi)外同類油田高10~15個百分點。”
根據(jù)上述介紹，該特等獎主要包括剩余油定描述和精細采油配套、聚合物驅(qū)油、老區(qū)勘探、以及采出液處理。
可見，該特等獎包括聚合物驅(qū)理論和技術(shù)。
不過該特等獎為集體獎，沒有個人獲此特等獎的報道。不知是不是這個原因，中國石油大學（北京）官方澎湃號在題目為《三個國家特等獎！今天，以中石大人的貢獻，為63歲的你慶生！》的文章中，關(guān)于此獎的介紹和另外兩個特等獎有所不同，前兩個特等獎提到了校友王德民和王啟民，而第三個特等獎沒有提到任何校友或者人員。
2019年，中國石油勘探開發(fā)研究院宋新民教授牽頭完成的《中東巨厚復雜碳酸鹽巖油藏億噸級產(chǎn)能工程及高效開發(fā)》獲得國家科技進步一等獎。雖然該獎的細節(jié)未見報道，但中東未發(fā)現(xiàn)氣驅(qū)、化學驅(qū)的報道，因此很可能是水驅(qū)及一次采油技術(shù)。因此，本文將之歸為水驅(qū)技術(shù)系列。
由于國家科技進步或技術(shù)發(fā)明一等獎第一完成人有望獲選院士，宋新民教授能否成為院士，值得關(guān)注。
除了中石油水驅(qū)多次獲國家獎外，中石化和中海油也有多項水驅(qū)技術(shù)獲國家獎。
2020年，何治亮教授牽頭完成的國家科技進步二等獎“大型復雜碳酸鹽巖油藏高效開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)及應用”項目，主要完成人為：何治亮，計秉玉，王世潔，TAIZHONGDUAN，云露，徐文斌，廉培慶，魏修成，彭守濤，譚學群。
完成單位包括：中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院，中國石化集團國際石油勘探開發(fā)有限公司，中國石油化工股份有限公司西北油田分公司。
根據(jù)中國石化澎湃澎湃號2022年的介紹，“大型復雜碳酸鹽巖油藏高效開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)及應用”，解決了特大型超深層縫洞型碳酸鹽巖油藏儲層分布規(guī)律與有效預測等難題，實現(xiàn)了塔河油田高效開發(fā)，對國內(nèi)外同類型油藏開發(fā)具有重要的借鑒和示范意義。
2020年，王增林教授牽頭完成的《高含水油田提高采收率關(guān)鍵工程技術(shù)與工業(yè)化應用》項目獲得國家科技進步二等獎，主要完成人包括，王增林，賈慶升，馮其紅，崔玉海，張峰，馬珍福，高國強，錢欽，孫德旭，張福濤，主要完成單位包括中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司和中國石油大學（華東）。
值得注意的是，該國家科技進步獎只有兩個完成單位。
一般而言，國家獎需要多個單位合作。一個或兩個單位就獲得國家獎，說明實力雄厚。
據(jù)澎湃新聞2021年11月20日的介紹（題目是：讓老油田獲新生——記2020國家科技進步二等獎項目高含水油田提高采收率關(guān)鍵工程技術(shù)），“2009年，勝利油田開始布局高含水油田提高采收率關(guān)鍵工程技術(shù)的創(chuàng)新與研發(fā)。該項目共有3項核心技術(shù)，其中，選擇性堵水防砂一體化完井技術(shù)、薄互層和深層高效測調(diào)細分注水技術(shù)達到世界領(lǐng)先水平，井況快速診斷及井下液壓修井技術(shù)達到世界先進水平。”
根據(jù)澎湃新聞網(wǎng)站2022年消息，“高含水油田提高采收率關(guān)鍵工程技術(shù)與工業(yè)化應用”項目獲國家科技進步獎二等獎，為老油區(qū)開發(fā)提供了技術(shù)支撐，累計應用9.2萬井次，提高采收率1.17%，已推廣至國內(nèi)外其他油田”。
和水驅(qū)相關(guān)的國家級獎還包括2017年國家技術(shù)發(fā)明二等獎，中國石化，海相碳酸鹽巖縫洞型油藏精細描述、數(shù)值模擬及高效注水開發(fā)技術(shù)。
· 2010年， 高含水油田優(yōu)勢通道定量描述與調(diào)控技術(shù)及工業(yè)化應用。
· 2010年，特低滲透油藏有效開發(fā)非線性滲流理論和開發(fā)方法及其工業(yè)化應用。
三元復合驅(qū)技術(shù)國家獎
大慶油田三元復合驅(qū)獲得2017年國家科技進步二等獎，獲獎題目是【三元復合驅(qū)大幅度提高原油采收率技術(shù)及工業(yè)化應用】，牽頭人是大慶油田程杰成教授（目前已經(jīng)成為院士）。
此獲獎人包括：程杰成,伍曉林,吳軍政,王德民,王玉普,周萬富,李學軍,李杰訓,隋新光,宋吉水。獲獎單位包括：大慶油田有限責任公司，中國石油天然氣股份有限公司勘探開發(fā)研究院，東北石油大學，中國石油大學（北京）。
圖源：東北石油大學網(wǎng)站。
東北石油大學科研處網(wǎng)站有關(guān)于三元復合驅(qū)技術(shù)的介紹。根據(jù)上述介紹（見下截圖），該技術(shù)應用前景十分廣闊。
聚合物驅(qū)技術(shù)國家獎
除了2010年大慶油田4000萬噸穩(wěn)產(chǎn)獲得國家特等獎包括聚合物驅(qū)外，東北石油大學宋考平教授牽頭的“新型聚驅(qū)大幅度提高原油采收率關(guān)鍵技術(shù)”曾獲2020年國家技術(shù)發(fā)明二等獎。
圖源：東北石油大學官方網(wǎng)站
二元復合驅(qū)技術(shù)國家獎
2009年，國家科技進步二等獎，獲獎名稱是《二元復合高效驅(qū)油提高采收率技術(shù)》。主要完成人：孫煥泉，王增林，李振泉，曹緒龍，宋新旺，崔曉紅，蔣生祥，李 英，姜顏波，曾流芳。主要完成單位：中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司，中國科學院蘭州化學物理研究所，山東大學。孫煥泉教授2021年當選為中國工程院院士。
稠油開發(fā)技術(shù)國家獎
2014年，國家科技進步一等獎， 超深井超稠油高效化學降黏技術(shù)研發(fā)與工業(yè)應用，中國石化西北油田分公司牽頭完成。主要完成人包括劉中云、秦冰、林濤、王世潔、郭繼香、梁尚斌、韓革華、羅詠濤、肖賢明、李本高、趙海洋、李子甲、任波、楊祖國、雷斌。主要完成單位包括：中國石油化工股份有限公司西北油田分公司，中國石油化工股份有限公司化工科學研究院，中國石油大學（北京），中國科學院廣州地球化學研究所 。
上述稠油一等獎屬于化學工程和石油工程相結(jié)合，前者可能占主導，因為從獲獎題目看不出這是水驅(qū)還是熱采或者其他方法。
2011年，國家科技進步二等獎，勝利油田邊際稠油高效開發(fā)技術(shù)與應用。主要完成單位包括中國石化勝利油田和中國石油大學（華東）等。2021年，百家號中國勝利油田關(guān)于此技術(shù)的介紹為（以下藍色部分）：
這項技術(shù)闡明了稠油組分組成、流變特性及滲流特征的內(nèi)在聯(lián)系；揭示了稠油油藏流體流動不符合達西滲流規(guī)律的形成機理；創(chuàng)建了以“黏滲組合控制，油水差異滲流”為核心的稠油熱采非達西滲流理論；明晰了“整體富集，條帶水淹”的蒸汽吞吐剩余油分布模式，分別配套了吞吐井網(wǎng)加密技術(shù)和高含水井氮氣泡沫輔助蒸汽吞吐技術(shù)；
提出了水驅(qū)稠油油藏在高壓（>7兆帕）、高含水條件下轉(zhuǎn)熱采的可行性開發(fā)技術(shù)；闡釋稠油油藏“熱—氣體—化學”復合開采作用機制，發(fā)明了以HDCS（熱化學輔助強化蒸汽驅(qū)油方法）為核心的系列特超稠油開發(fā)方法，形成了特超稠油油藏開發(fā)配套技術(shù)，實現(xiàn)黏度在10萬兆帕·秒—50萬兆帕·秒稠油的高效開發(fā)；
創(chuàng)新了以薄層預測和定量描述技術(shù)，提出了多井型組合井網(wǎng)開發(fā)模式及技術(shù)界限，形成了薄互層稠油油藏開發(fā)配套技術(shù)；綜合利用多種技術(shù)，提出了高溫促進膨脹性黏土礦物轉(zhuǎn)變能有效改善水敏性儲層、儲層水敏膨脹性能轉(zhuǎn)化的臨界溫度點為200攝氏度認識，突破了強水敏稠油油藏注蒸汽開采禁區(qū)，研發(fā)了以耐溫高效深部防膨劑，常溫和高溫（300攝氏度）下經(jīng)處理儲層滲透率保留率均達到95%以上，形成了強水敏稠油油藏開發(fā)配套技術(shù)；
創(chuàng)新提出淺薄層超稠油油藏高效熱力復合采油技術(shù)。該技術(shù)應用前景廣闊，可覆蓋全國15億噸儲量，預計增加可采儲量3億噸。
該成果推動稠油熱采技術(shù)的進步，獲得4項專利授權(quán)，2項國家計算機軟件著作權(quán)，2項中石化專有技術(shù)， 2011年度獲國家科技進步二等獎。
上述是部分石油領(lǐng)域國家科技進步獎，均來自于互聯(lián)網(wǎng)。
由于時間關(guān)系和資料原因，未列出所有的獎和所有的獲獎人員。歡迎讀者補充。
上述國家獎表明，我國很多石油開發(fā)技術(shù)均有成果，如何進一步創(chuàng)新理論和認識，值得關(guān)注。
如前所述，提高采收率技術(shù)除水驅(qū)外，還包括熱采、化學驅(qū)、氣驅(qū)以及新方法。前三者的主要機理和存在的問題見下圖。
更多提高采收率新技術(shù)的介紹見下圖：
我們之前的文章曾經(jīng)提到，有一些國外開展過礦場試驗的提高采收率新技術(shù)，國內(nèi)鮮見報道。然而，上圖將水氣交替歸結(jié)為新方法，可能并不嚴謹，因為幾乎所有的氣驅(qū)都會采用水氣交替。
但是，但是，這只是一種簡單的做法。并非所有的氣驅(qū)都需要采用水氣交替（WAG）。
是否采取水氣交替，首先取決于油藏，其次取決于開發(fā)方案編制者的水平。
氣驅(qū)的問題是什么？黏度低，波及效率極低，所以采收率不高。工藝復雜，采出氣需要回收和回注（主要是指CO2）。
化學驅(qū)的問題什么？成本高和機理認識。有不少學者認為化學驅(qū)是成熟技術(shù)，是明日黃花，這其實是誤解，是管中窺豹。只要沒有在國外大規(guī)模應用的化學驅(qū)技術(shù)，就不是成熟的化學驅(qū)技術(shù)。
熱采的問題是什么？能耗高。稠油熱采是低碳時代最大的挑戰(zhàn)。要想降低能耗，不僅需要深入研究稠油熱采的機理，更需要多熱采涉及的物理和化學規(guī)律，進行系統(tǒng)的研究。因此，稠油的一個發(fā)展方向是冷采，或者利用新能源和可持續(xù)能源。比如，用太陽能或風電發(fā)電，作為熱采的能源。
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