(中國(guó)石油勘探與生產(chǎn)分公司)
20世紀(jì)50年代,國(guó)外開(kāi)始研究注CO2驅(qū)油機(jī)理;70—90年代,開(kāi)始連續(xù)氣驅(qū)、氣水交替(WAG)和注氣重力驅(qū)的試驗(yàn)和工業(yè)化推廣,一大批氣驅(qū)商業(yè)化項(xiàng)目啟動(dòng),美國(guó)建成了Kuparuk River油田烴氣混相驅(qū)和Hawkins油田氮?dú)庵亓︱?qū)項(xiàng)目,加拿大建成了Weyburn油田CO2捕集、驅(qū)油和埋存一體化(CCS-EOR)項(xiàng)目;到21世紀(jì)初,國(guó)外大力發(fā)展儲(chǔ)層孔隙體積注氣技術(shù),注氣體積達(dá)到1.0~1.5PV。2016年,全球氣驅(qū)產(chǎn)油量達(dá)3671×104t,其中美國(guó)為2346×104t,占全球氣驅(qū)產(chǎn)量的64%。國(guó)外90%以上氣驅(qū)產(chǎn)油量主要依靠CO2驅(qū),其他氣體驅(qū)油介質(zhì)(如N2、天然氣、煙道氣、空氣等)礦場(chǎng)應(yīng)用較少。
中國(guó)注氣技術(shù)研究幾乎與世界同時(shí)起步,1958年先后在玉門(mén)石油溝和新疆黑油山開(kāi)展注空氣火驅(qū)試驗(yàn),1967年大慶開(kāi)展了單井組CO2驅(qū)試驗(yàn);此后,受壓縮機(jī)質(zhì)量、注空氣易爆炸以及腐蝕等問(wèn)題影響沉寂了近30年,20世紀(jì)90年代才陸續(xù)啟動(dòng)華北油田雁翎氮?dú)庵亓︱?qū)和遼河油田科爾沁稠油火驅(qū)試驗(yàn);21世紀(jì)以來(lái),尤其是近10年,我國(guó)注氣技術(shù)飛速發(fā)展,新疆油田紅淺1區(qū)塊和遼河油田杜66區(qū)塊稠油注空氣火驅(qū)項(xiàng)目、吉林油田CCS-EOR項(xiàng)目、塔里木油田東河塘烴氣重力混相驅(qū)項(xiàng)目、長(zhǎng)慶油田五里灣一區(qū)減氧空氣驅(qū)項(xiàng)目都取得了重大突破。中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)中國(guó)石油)正在運(yùn)行的注氣開(kāi)發(fā)項(xiàng)目共27項(xiàng),涉及的氣體類(lèi)型主要有CO2、天然氣、煙道氣、N2和空氣等,其中注空氣開(kāi)發(fā)項(xiàng)目16項(xiàng),2019年產(chǎn)量已突破100×104t,累計(jì)產(chǎn)油量達(dá)375×104t。目前,我國(guó)注氣開(kāi)發(fā)從技術(shù)水平到產(chǎn)量規(guī)??傮w處于加速追趕階段,注空氣開(kāi)發(fā)理論、減氧空氣驅(qū)和注空氣火驅(qū)技術(shù)、注空氣開(kāi)發(fā)的產(chǎn)量規(guī)模均處于世界領(lǐng)先水平。
國(guó)內(nèi)能夠用于提高采收率的天然氣、CO2地下資源有限,且受氣藏和油藏相對(duì)位置的影響,難以遠(yuǎn)距離大規(guī)模工業(yè)化推廣,工業(yè)回收CO2存在一些技術(shù)與經(jīng)濟(jì)問(wèn)題,N2成本較高。而空氣資源豐富,可就地取材,不需要拉運(yùn)或管輸成本,不受地域、空間和氣候限制,組分穩(wěn)定。對(duì)沙漠、戈壁等水資源極度匱乏地區(qū)的油藏與水敏性較強(qiáng)的儲(chǔ)層,空氣是最受關(guān)注的氣體驅(qū)油介質(zhì)。如表1所示,噸油所需購(gòu)置成本空氣為零,減氧空氣為200~600元,CO2、天然氣、N2噸油購(gòu)置成本分別大于1200元、4000元、2000元,可見(jiàn)相對(duì)于其他氣體驅(qū)油介質(zhì),空氣具有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)[1]。
表1 主要?dú)怏w驅(qū)油介質(zhì)成本對(duì)比表
目前,國(guó)內(nèi)新增探明儲(chǔ)量主要來(lái)自低滲透、特低滲透儲(chǔ)層和致密油儲(chǔ)層,注水開(kāi)發(fā)存在注不進(jìn)、采不出等突出問(wèn)題,這類(lèi)儲(chǔ)量將是今后相當(dāng)一個(gè)時(shí)期內(nèi)增儲(chǔ)上產(chǎn)的主要資源。納米尺度的氣體分子更容易注入儲(chǔ)層補(bǔ)充能量完成驅(qū)油過(guò)程。與水相比,氣體具有更大的可壓縮性,降壓膨脹可獲得更大的彈性能量[2]??諝饧染哂袎翰铗?qū)動(dòng)、溶解膨脹、重力分異等氣體驅(qū)油的普遍機(jī)理,又具有熱力蒸餾、熱力降黏、原油改質(zhì)等氧化放熱的特殊性,是一種高效的氣體驅(qū)油介質(zhì)。
注空氣開(kāi)發(fā)技術(shù)適應(yīng)性廣,既適用于老油田提高采收率和新油田高效開(kāi)發(fā),也適用于多種類(lèi)型油藏開(kāi)發(fā),例如稀油油藏減氧空氣驅(qū)或空氣驅(qū)、稠油油藏注空氣火驅(qū)、砂礫巖油藏泡沫輔助減氧空氣驅(qū)、潛山油藏減氧空氣重力驅(qū)、中高滲透油藏減氧空氣泡沫驅(qū)、低/特低/超低滲透和致密油藏減氧空氣驅(qū)(吞吐)。該項(xiàng)技術(shù)將成為低滲透、高含水、高溫高鹽、稠油和非常規(guī)等特殊條件油藏最具發(fā)展?jié)摿Φ膽?zhàn)略性開(kāi)發(fā)技術(shù)。
空氣注入油藏后會(huì)與原油發(fā)生復(fù)雜的氧化放熱反應(yīng),其反應(yīng)機(jī)理和熱效應(yīng)隨著溫度發(fā)生變化。在油藏注空氣開(kāi)發(fā)過(guò)程中,不同的開(kāi)發(fā)方式對(duì)應(yīng)著不同的反應(yīng)溫度范圍,開(kāi)發(fā)機(jī)理受該溫度區(qū)間內(nèi)的原油氧化機(jī)理控制。為了研究注空氣全溫度域原油氧化反應(yīng)特征[3],中國(guó)石油加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì),組織了中低溫氧化反應(yīng)和高溫氧化反應(yīng)兩個(gè)研究項(xiàng)目開(kāi)展攻關(guān)。
項(xiàng)目一:中低溫氧化反應(yīng)研究。該項(xiàng)目2017年立項(xiàng),由中國(guó)石油規(guī)劃總院牽頭,頂層設(shè)計(jì)了6個(gè)專(zhuān)題,聯(lián)合5家單位共同攻關(guān)。中國(guó)石油規(guī)劃總院負(fù)責(zé)驅(qū)油用減氧空氣指標(biāo)研究專(zhuān)題,中國(guó)石油大學(xué)(華東)負(fù)責(zé)油氣—空氣混合物爆炸邊界條件研究專(zhuān)題,清華大學(xué)負(fù)責(zé)氧腐蝕機(jī)理及防護(hù)實(shí)驗(yàn)研究專(zhuān)題,中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院負(fù)責(zé)注氣指標(biāo)及油藏條件研究專(zhuān)題,中國(guó)石油大學(xué)(北京)負(fù)責(zé)氧氣消耗實(shí)驗(yàn)研究專(zhuān)題,中油濟(jì)柴成都?jí)嚎s機(jī)分公司負(fù)責(zé)減氧技術(shù)與成本研究專(zhuān)題。通過(guò)3年的持續(xù)攻關(guān),揭示了油藏中氧氣消耗機(jī)理,提出了有效防爆和防腐措施,明確了空氣減氧的技術(shù)路線和成本,制定了《驅(qū)油用減氧空氣》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范了空氣/減氧空氣/氮?dú)獾募夹g(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),有力指導(dǎo)了減氧空氣驅(qū)和空氣驅(qū)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)(表2)。
表2 《驅(qū)油用減氧空氣》氣質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)表
項(xiàng)目二:高溫氧化反應(yīng)研究。該項(xiàng)目2017年立項(xiàng),由中國(guó)石油新疆油田公司牽頭,頂層設(shè)計(jì)了6個(gè)專(zhuān)題,分別由國(guó)內(nèi)6家研究團(tuán)隊(duì)承擔(dān)。成都理工大學(xué)負(fù)責(zé)火驅(qū)過(guò)程中巖礦變化過(guò)程研究專(zhuān)題,中國(guó)石油大學(xué)(北京)承擔(dān)了火驅(qū)過(guò)程中原油組分及放熱量變化規(guī)律研究和火驅(qū)儲(chǔ)層可采邊界界限研究?jī)蓚€(gè)專(zhuān)題,清華大學(xué)承擔(dān)了火驅(qū)焦炭生成過(guò)程及反應(yīng)特性研究專(zhuān)題,西南石油大學(xué)負(fù)責(zé)原油氧化行為表征研究專(zhuān)題,中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所負(fù)責(zé)注空氣開(kāi)發(fā)不同反應(yīng)原油組分表征方法研究專(zhuān)題。通過(guò)3年持續(xù)研究,在高溫巖礦變化、原油高溫氧化特征、焦炭形成機(jī)理、原油氧化表征等方面取得了突破性認(rèn)識(shí)[4-6],為稠油注空氣火驅(qū)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的突破和工業(yè)化推廣提供了堅(jiān)實(shí)的理論支撐。
上述兩個(gè)研究項(xiàng)目的成功開(kāi)展,揭示了30~600℃注空氣全溫度域原油氧化反應(yīng)特征,將原油注空氣氧化反應(yīng)劃分為溶解膨脹、低溫氧化、中溫氧化和高溫氧化4個(gè)溫度區(qū)間,總結(jié)了不同溫度區(qū)間的氧化反應(yīng)機(jī)理(圖1)。
圖1 原油氧化反應(yīng)全溫度域分區(qū)示意圖
根據(jù)原油氧化特征,結(jié)合礦場(chǎng)試驗(yàn)成果,提出將稀油油藏注空氣開(kāi)發(fā)技術(shù)劃分為減氧空氣驅(qū)和空氣驅(qū),稠油油藏注空氣火驅(qū)技術(shù)劃分為中溫火驅(qū)和高溫火驅(qū)。稀油油藏溫度低于120℃應(yīng)選擇減氧空氣驅(qū),高于120℃可直接采用空氣驅(qū)開(kāi)發(fā);普通稠油油藏,燃燒前緣溫度低于400℃可選擇注空氣中溫火驅(qū)開(kāi)發(fā),普通稠油油藏和膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量較高的特/超稠油油藏,燃燒前緣溫度高于450℃可選擇注空氣高溫火驅(qū)開(kāi)發(fā)(表3)。
表3 原油氧化區(qū)間劃分及注空氣開(kāi)發(fā)方式
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),自20世紀(jì)50年代開(kāi)展注空氣開(kāi)發(fā)試驗(yàn)以來(lái),國(guó)內(nèi)共實(shí)施注空氣開(kāi)發(fā)項(xiàng)目28項(xiàng),其中空氣驅(qū)項(xiàng)目15項(xiàng)、注空氣火驅(qū)項(xiàng)目13項(xiàng)。中國(guó)石油共實(shí)施注空氣開(kāi)發(fā)項(xiàng)目23項(xiàng),其中空氣驅(qū)項(xiàng)目11項(xiàng)、注空氣火驅(qū)項(xiàng)目12項(xiàng);正在運(yùn)行的注空氣項(xiàng)目16項(xiàng),其中減氧空氣驅(qū)和注空氣火驅(qū)各8項(xiàng)(圖2)。
減氧空氣驅(qū)技術(shù)可滿足低/特低/超低滲透油藏、復(fù)雜斷塊油藏、高溫高黏油藏、潛山油藏注氣大幅度提高采收率的現(xiàn)實(shí)需求,具有廣闊的應(yīng)用前景。該技術(shù)榮獲中國(guó)石油2019年度十大科技進(jìn)展。那么,為什么要減氧,減氧到什么程度最優(yōu),減氧的成本如何,如何實(shí)現(xiàn)減氧,這是幾個(gè)需要回答的問(wèn)題。
一是防爆。油氣與空氣的混合物發(fā)生爆炸需同時(shí)滿足3個(gè)條件:可燃物、助燃物和點(diǎn)火源。注空氣開(kāi)發(fā)過(guò)程中,油氣可燃物和點(diǎn)火源是客觀存在的,而注入空氣中的氧氣含量主觀可控,因此監(jiān)測(cè)和控制氧氣含量是安全防爆控制的關(guān)鍵。中國(guó)石油大學(xué)(華東)建立了高溫高壓爆炸模擬實(shí)驗(yàn)方法及裝備,確定了將氧氣含量降低到10%以下可以確保注空氣開(kāi)發(fā)的安全性[7]。
二是防腐。清華大學(xué)對(duì)J55、N80、P110、13Cr等不同鋼材腐蝕掛片研究認(rèn)為,將空氣中的氧氣含量從21%降至10%,腐蝕速率最大降幅達(dá)83%,但即使將氧氣含量降至2%以?xún)?nèi),除13Cr外,其他材質(zhì)的氧腐蝕速率仍然超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。因此注入氧氣含量為10%的減氧空氣,氧腐蝕速率雖能大幅降低,但仍不能達(dá)標(biāo),應(yīng)考慮采用抗腐蝕材料、注入緩蝕劑等方式加以解決。
圖2 注空氣開(kāi)發(fā)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)
三是驅(qū)油效率與氧氣消耗。中國(guó)石油大學(xué)(北京)研究認(rèn)為,一方面,當(dāng)油藏溫度較低(低于80℃)時(shí),空氣與原油氧化生成含氧官能團(tuán)的大分子,造成原油黏度增大、驅(qū)油效率降低;另一方面,油藏溫壓條件下的反應(yīng)釜實(shí)驗(yàn)表明,空氣中的氧氣基本被油藏消耗,其中,原油溶解和氧化消耗17.2%,水中反應(yīng)及溶解的氧氣量為2%,多孔介質(zhì)吸附滯留捕集氧氣為1.45%,因此,過(guò)度減氧會(huì)造成生產(chǎn)浪費(fèi)。
四是成本。中油濟(jì)柴成都?jí)嚎s機(jī)分公司詳細(xì)研究了不同氧氣含量、電價(jià)、折舊年限等因素對(duì)減氧成本的影響(表4),其中設(shè)備造價(jià)包含空氣壓縮機(jī)、減氧裝置和增壓機(jī),運(yùn)行成本包括電費(fèi)與維保費(fèi)。從表4可知,當(dāng)電價(jià)為0.7元/(kW·h),折舊年限按10年計(jì)算,氧氣含量為10%的減氧空氣成本僅為0.355元/m3,與其他氣體驅(qū)油介質(zhì)相比具有較大的成本優(yōu)勢(shì)[8]。
表4 減氧空氣一體化裝置(高壓膜)成本數(shù)據(jù)表
因此,在兼顧防爆、防腐、提高驅(qū)油效率和降低成本等主控因素的基礎(chǔ)上,最終選擇氧氣含量為10%的減氧空氣作為油藏(溫度低于120℃)的驅(qū)油介質(zhì)。
對(duì)于如何實(shí)現(xiàn)減氧,中油濟(jì)柴成都?jí)嚎s機(jī)分公司設(shè)計(jì)了一整套標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、橇裝化的減氧空氣一體化裝置,該裝置由低壓空氣壓縮機(jī)、減氧裝置和增壓機(jī)組成,具備壓力、流量匹配及智能聯(lián)控連鎖保護(hù)功能,壓力分為15MPa、25MPa、35MPa、50MPa 4個(gè)等級(jí),氧氣含量分為10%、8%、5% 3個(gè)等級(jí),每個(gè)等級(jí)均考慮氧含量為2%的工況,排量分為1250m3/h、2500m3/h、4200m3/h、8400m3/h 4個(gè)等級(jí),用戶可以結(jié)合實(shí)際油藏條件、注入規(guī)模、成本等因素,優(yōu)化確定減氧裝置的產(chǎn)品系列。
長(zhǎng)慶靖安油田五里灣一區(qū)為解決油藏進(jìn)入中含水期后含水上升速度加快、綜合遞減和自然遞減增大的開(kāi)發(fā)矛盾,從2009年開(kāi)始,先后開(kāi)展了減氧空氣驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)和擴(kuò)大試驗(yàn),2013年底建成了15注63采的工業(yè)性試驗(yàn)區(qū)。該項(xiàng)目立足于原水驅(qū)目的層和開(kāi)發(fā)井網(wǎng)開(kāi)展減氧空氣面積驅(qū),現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明,減氧空氣驅(qū)在補(bǔ)充地層能量、改善水驅(qū)、擴(kuò)大平面波及等方面均優(yōu)于水驅(qū),見(jiàn)效油井60口,見(jiàn)效率為95.2%,截至2019年底,階段累計(jì)增油6.3×104t,預(yù)測(cè)可提高采收率10個(gè)百分點(diǎn)以上。
中國(guó)稠油已開(kāi)發(fā)區(qū)普遍進(jìn)入注蒸汽開(kāi)發(fā)后期,面臨采出程度低、油汽比低、噸油操作成本高等問(wèn)題,亟待探索大幅度提高采收率和經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)方式?;痱?qū)技術(shù)操作成本低,但面臨原油燃燒過(guò)程復(fù)雜等問(wèn)題。中國(guó)石油創(chuàng)新室內(nèi)實(shí)驗(yàn)手段,揭示原油火燒機(jī)理,攻克井下大功率電點(diǎn)火、火線前緣調(diào)控等重大技術(shù)難題,注空氣火驅(qū)技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)得到工業(yè)化應(yīng)用,成為稠油開(kāi)發(fā)新一代戰(zhàn)略接替技術(shù)。該技術(shù)榮獲中國(guó)石油2015年度十大科技進(jìn)展。
注空氣火驅(qū)技術(shù)具有較廣泛的適應(yīng)性,既可用于普通稠油油藏,也可用于膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量較高的特稠/超稠油油藏;既可以應(yīng)用于稠油油藏的一次開(kāi)發(fā),也可以應(yīng)用于注蒸汽后期稠油油藏,以便進(jìn)一步提高采收率?,F(xiàn)階段注空氣火驅(qū)一般選用電點(diǎn)火的方式點(diǎn)燃油層,過(guò)程中伴隨著傳熱和復(fù)雜的物理化學(xué)變化,具有原油改質(zhì)、蒸汽驅(qū)、熱水驅(qū)、煙道氣驅(qū)等多種驅(qū)油機(jī)理。
注空氣火驅(qū)通過(guò)注氣井向油層連續(xù)注入空氣并點(diǎn)燃油層,在油藏內(nèi)形成450℃以上穩(wěn)定擴(kuò)展的高溫燃燒前緣,從而將地層原油從注氣井推向生產(chǎn)井。注空氣高溫火驅(qū)在燃燒前緣的前方可以形成高含油飽和度的油墻,可對(duì)油藏的高含水通道、裂縫等進(jìn)行封堵,進(jìn)而通過(guò)高溫燃燒前緣對(duì)油層實(shí)現(xiàn)縱向上的高效波及[9]。
在中國(guó)石油勘探與生產(chǎn)分公司的組織下,新疆、遼河油田根據(jù)稠油油藏特點(diǎn),先后研發(fā)了固定式、井架式以及第一代車(chē)載和第二代車(chē)載移動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng),形成了自動(dòng)化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化點(diǎn)火設(shè)備,為火驅(qū)規(guī)模推廣和拓寬外部市場(chǎng)服務(wù)提供了核心點(diǎn)火技術(shù)。井下高溫高壓測(cè)試裝置、高溫高含CO2條件下防腐技術(shù)、產(chǎn)出流體監(jiān)測(cè)與處理系統(tǒng)等火驅(qū)關(guān)鍵工藝技術(shù)基本成熟配套,形成了50余項(xiàng)操作與生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,為注空氣火驅(qū)試驗(yàn)的成功和工業(yè)化推廣打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[10]。
新疆油田紅淺1井區(qū)先后進(jìn)行了蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)開(kāi)發(fā)。吞吐階段累計(jì)產(chǎn)油11.3×104t,階段采出程度為26.5%;蒸汽驅(qū)階段累計(jì)產(chǎn)油1.0×104t,階段采出程度為2.4%;蒸汽驅(qū)結(jié)束后廢棄停產(chǎn)達(dá)10年。2009年中國(guó)石油在該油藏開(kāi)展了注空氣火驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn),采用13注37采的線性井網(wǎng)開(kāi)發(fā)。對(duì)比試驗(yàn)區(qū)h2118A井注空氣火驅(qū)前、后的取心照片發(fā)現(xiàn),火驅(qū)實(shí)現(xiàn)了油藏縱向全部波及,整個(gè)巖心段剩余油飽和度小于5%(圖3)。截至2019年底,試驗(yàn)區(qū)累計(jì)產(chǎn)油15.2×104t,階段采出程度為35.8%,累計(jì)空氣油比為2800m3/m3。試驗(yàn)區(qū)節(jié)能減排效果明顯,與蒸汽驅(qū)相比節(jié)約能量消耗達(dá)16.2×104t標(biāo)準(zhǔn)煤,累計(jì)減排CO2達(dá) 12.5×104t。
圖3 h2118A井注空氣火驅(qū)前、后取心照片
注空氣火驅(qū)技術(shù)在遼河、新疆油田的工業(yè)化應(yīng)用取得突破性進(jìn)展,使老油區(qū)煥發(fā)青春。2019年火驅(qū)井組185個(gè),與注蒸汽相比,噸油操作成本降低30%,年產(chǎn)量40.5×104t。這項(xiàng)技術(shù)覆蓋稠油地質(zhì)儲(chǔ)量10×108t,增加可采儲(chǔ)量3×108t,應(yīng)用前景廣闊。
注空氣開(kāi)發(fā)技術(shù)油藏適用性廣,高效、低成本、綠色,應(yīng)用前景廣闊。為了更好地推廣應(yīng)用注空氣開(kāi)發(fā)技術(shù),一方面需要加快開(kāi)展技術(shù)潛力評(píng)價(jià),持續(xù)完善開(kāi)發(fā)理論和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),有序推進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和工業(yè)化推廣,加快完善配套技術(shù)體系和相關(guān)管理規(guī)范;另一方面,應(yīng)瞄準(zhǔn)新領(lǐng)域大力推動(dòng)如下5項(xiàng)技術(shù)攻關(guān)。
(1)減氧空氣泡沫驅(qū)技術(shù)。空氣具有較好注入性,泡沫體系具有較好的封堵能力,起泡劑還可提高驅(qū)油效率。初步評(píng)價(jià)該技術(shù)可覆蓋地質(zhì)儲(chǔ)量45.4×108t,預(yù)計(jì)提高采收率15%,增加可采儲(chǔ)量6.8×108t。
(2)非常規(guī)資源空氣壓裂驅(qū)油一體化技術(shù)。體積壓裂形成的復(fù)雜縫網(wǎng)既縮短了基質(zhì)到裂縫的滲流距離,又為地層原油提供了流向井筒的流動(dòng)通道;納米尺度的氣體分子更易進(jìn)入微小孔隙置換出原油,并具有與原油氧化放熱的特殊性。該技術(shù)亟須攻關(guān)大功率、小型化的高壓壓縮機(jī),以滿足體積壓裂所需高破裂壓裂、大排量、橇裝化的要求。中高熟頁(yè)巖油資源總量超過(guò)100×108t,攻克高效氣體增能壓裂和吞吐驅(qū)油等技術(shù),未來(lái)產(chǎn)量有望達(dá)到1000×104t以上[11-12]。
(3)低滲透油藏水氣分散體系驅(qū)油技術(shù)。針對(duì)低滲透油藏特點(diǎn),結(jié)合離子匹配水與近飽和溶解狀態(tài)的減氧空氣形成的水氣分散體系驅(qū)油。低滲油藏水驅(qū)儲(chǔ)量超80×108t,采用水氣分散體系驅(qū)油技術(shù),預(yù)計(jì)采收率可提高5~8個(gè)百分點(diǎn),增加可采儲(chǔ)量(4.0 ~ 6.4)×108t。
(4)稠油注空氣火燒吞吐技術(shù)?;馃掏掳ㄗ狻F井、回采3個(gè)階段。注氣階段地層原油就地燃燒產(chǎn)生熱量和煙道氣,燜井階段原油繼續(xù)燃燒并最大限度消耗氧氣,改質(zhì)和降黏的原油直接回采出來(lái),熱效率及能量利用率高,較低壓力下再轉(zhuǎn)火驅(qū)開(kāi)發(fā),最終采收率可達(dá)50%~70%。稠油通過(guò)火燒吞吐轉(zhuǎn)火驅(qū)開(kāi)發(fā),預(yù)計(jì)增加可采儲(chǔ)量2.7×108t。
(5)煤炭原位氣化技術(shù)。將地下煤層加熱到燃燒點(diǎn),把氧化劑(水和空氣/氧氣的混合物)注入目的層進(jìn)行有控制的燃燒,煤炭氣化產(chǎn)生的合成氣在壓力的作用下溢出地面。這種合成氣是一種由H2、CO、CO2和CH4組成的混合物,含有煤炭中約80%的能量。該技術(shù)可大幅提高煤炭資源利用率,徹底避免井工下井開(kāi)采的安全隱患,解決了煤炭開(kāi)采、運(yùn)輸及燃燒利用等環(huán)節(jié)的環(huán)境污染問(wèn)題,有助于較低成本捕獲溫室氣體。目前,中國(guó)超出井工開(kāi)采深度、埋深為1000~3000m的煤炭資源量達(dá)3.77×1012t,初步預(yù)計(jì)可氣化煤炭折合天然氣資源量(272~332)×1012m3,是常規(guī)天然氣資源量的3倍[13-14]。