石油强化开采中的重大科学技术问题1社会经济价值和科学意义石油在全球各种能源总产量中占首位。我国现行的能源结构是煤、石油、天然气、水电、核电等并举。但石油在各种能源中有特别地位,它具有热值高、便于储存和运输等优点。由石油加工成的优质能源,广泛用于交通工具和武器装备,是重要的战略物资,对国家的经济和国防有重大影响。因此,世界各强国都争相掌握石油资源,并非常重视石油开采科技的发展。我国不能全靠进口石油,国内外专家预估几年之后石油的供需矛盾将加剧,油价会渐渐上涨,20XX年前后,世界石油将形成供不应求的局面;今后石油矿藏的勘探主要集中在深海、高山、沙漠或冰封之地;今后除利用高新勘探技术进一步探明石油储量之外,发展三次采油方法,充分利用石油资源,将注水开采后尚剩余的65%左右的石油储量进一步开采利用,是科技工作者面临的重大科学问题。我国主力油田石油实现稳产高产的主要途径是强化采油(EnhancedOilRecovery)。用常规开采技术,即以地层天然能量为驱动力的“一次采油”和以注水为驱动力的“二次采油”技术只能采出占储量1/3的原油,剩余的2/3左右的原油有待用三次采油(即强化采油)的方法来进行开采。我国石油生产形势严峻,主力油田产量呈下降趋势。若此趋势长期得不到遏制,则将危及我国经济的持续增长和国防安全。故强化采油技术既有现实需求又具战略意义。假如全国油田通过强化采油采收率提高1%,则可增加产值1500亿元左右;强化采油技术的应用还可节省大量的勘探费用。强化采油技术在全国各油田的推广应用对充分利用石油资源和发挥现有开采设备的效益有重大作用,发展强化采油技术不但可实现国内石油稳产高产,还可供应技术出口,打入世界采油技术市场。强化采油技术的发展,还将有力地带动物理化学、化学工程学、渗流力学、油藏地质学、微生物学、计算数学等相关基础学科前沿领域的发展。2发展概况强化采油方法主要有化学驱、气驱和热力驱三大类。化学驱包括碱水驱、表面活性剂驱、聚合物驱以及由它们集成的复合驱新技术。气驱包括混相、非混相、注干气、湿气、CO2气、氮气和烟道气等;热力驱包括蒸汽吞吐、蒸汽驱、热水驱和层内燃烧。此外还探索开展微生物采油;稠油开采新技术,如:水平井蒸汽辅助重力泄油、稠油出砂冷采等技术;聚合物弱凝胶或分散凝胶堵水、调剖和驱油相结合的工艺以及探索超声波、电火花震惊波、射频电磁、“层内爆炸”采油方法以及油层中力学-物理-化学耦合效应对强化采油的影响。三次采油化学驱技术的研究,已走过了近80年历程。碱驱研究开展得最早,由于基础研究开展得不够,现场试验屡遭失败,又由于碱耗和可操作浓度范围过窄未形成规模生产能力。聚合物驱对我国油藏物化环境有较强的适应性,经多年研究,矿场试验取得了全面成功,至今该技术已基本完善配套,在机理研究方面也取得了重要进展,它将成为21世纪我国油田开发的支柱技术之一。表面活性剂驱,虽有大量的基础研究工作的支持,但矿场试验表明,经济上难以过关。80年月中期,从化学驱中脱颖而出的复合驱技术(碱/表面活性剂/聚合物的复合),利用不同化学剂的协同效应(或称超加合作用)为进一步大幅度提高采收率走出了新路子。从我国的油藏和资源特点动身,三次采油是我国强化采油的主要发展方向,经20年左右的基础、应用和开发研究,该项技术获得了突破性的进展。三次采油技术的进步对我国原油生产和百万以上人口石油城的经济富强与发展将产生重大影响。强化采油技术发展对基础研究提出了更高的要求,同时也为有关学科领域的发展供应了宽阔的天地。20年来,在国家有关部门的支持下,我国在强化采油科技方面已形成一支老、中、青相结合的基础研究队伍,为强化采油科学技术的不断创新打下了基础。3发展趋势和若干重大科学技术问题随着21世纪的接近,社会的可持续发展及其涉及的环境与资源等方面的问题愈来愈成为国际社会关注的焦点,并被提到发展战略的高度。深入了解油藏物理化学环境,建立科学的评价化学剂性能标准方法,使强化采油由宏观和介观研究转入微观研究,才能使强化采油技术向纵深发展。我国油田经多年的注水开采,高含水油藏仍是产油的主力层,应将其作为研究的主要对象,并重视以下科学问题:储层表征...