习近平总书记在胜利油田考察调研时指出:“石油能源建设对我们国家意义重大,中国作为制造业大国,要发展实体经济,能源的饭碗必须端在自己手里。”我国石油消耗量逐年递增，2022年对外依存度为72.4%，油气资源的高效开发是保证我国能源安全的战略性任务。

图1 习近平总书记考察调研胜利油田

目前中国难采油藏剩余储量超过134亿吨，且每年新增储量的70%为难采油藏，是增储上产的领地，也是油田开发中的“硬骨头”，被人们视为化学驱提高采收率的“禁区”。“低产田”如何打出“高产粮”？长期以来，原有提高采收率技术不适用于难采油藏，变革性提高采收率技术迫在眉睫。

我校朱维耀教授团队面向国家急迫需求与国际共性难题，以拳拳之心、刻爱国之情，面对长期以来缺乏提高采收率途径等问题（即四次采油问题），在提高驱油效率和扩大波及体积两个方向取得重大突破。团队研究成果获得2021年中国石油和化学工业联合会技术发明一等奖。

01

矢志创新

在奉献中“闪光”

经过20多年的研发、实践和探索，朱维耀教授团队打破了传统三次采油和纳米驱油技术“浓度均匀化”的均相流体驱油技术的束缚，首次提出了以功能纳微米非均相体系逐级调驱提高微观波及体积（即驱油效率）和以井控驱替单元扩大流场有效动用范围（扩大波及体积）的提高采收率新的技术途径。

在新的技术途径指引下，如何建立该技术仍是巨大的挑战，必须突破重大关键理论和技术，形成纳微米非均相体系提高采收率理论与技术，以期实现对难采油藏的高效开发。

图2 纳微米非均相体系提高微观波及体积示意图

02

初心如磐

在报国中“坚守”

难采油藏高效开发、持续上产对国家油气供给和能源安全的意义重大。为突破难采油藏提高采收率理论与技术难题，项目团队进行了大量的理论、实验及模拟研究。开创了纳微米非均相体系提高难采油藏采收率技术新途径。

图3 项目研究技术路线

在如何提高驱油效率方面，开创了以功能纳微米非均相体系逐级调驱提高微观波及体积的提高采收率技术新途径。发明了以多尺度流动、性能表征、适配评价为核心的3大类16套非均相渗流物理模拟实验方法及装置。实验系统耐温(达180°C)、耐压(达50MPa)、速度场分析精度(达0.1像素)、压力监测精度(0.1kPa)、图像采集精度(分辨率达0.5μm)和水平大幅提升，解决了微米级非均相流体在线检测分散相相互干扰、难以识别、测试和逐级匹配难的问题。揭示了纳微米非均相体系多尺度流度调控、架桥暂驻液流转向和扩扫跃动逐级调驱的提高采收率机理；首次建立了纳微米非均相体系特性方程，创建了纳微米非均相体系调驱渗流理论。

图4 可视化纳微米级孔径的流体渗流测试实验装置

在如何进一步扩大波及体积方面，开创了以井控驱替单元扩大流场有效动用范围的提高采收率技术新途径。引入经济学中“基尼系数”与“洛伦兹曲线”的概念，提出了驱替单元划分方法和分类标准。利用形状函数表征不同储层的非均质特征，结合流函数、势函数与多相渗流特性方程，创建了驱替单元渗流理论。发明了井组整体宽带压驱、径向钻孔-微压裂扩容技术，实现应力场、渗流场重构，形成了流场多尺度结构特征和剩余油表征与预测方法。集成补能、调堵、多级暂堵等技术，调控有效驱替单元流场结构渗流阻力，实现均渗阻流动，对无效驱替单元进行局部暂堵，实现液流转向。

图5 驱替单元表征模型研究

针对创立的理论方法如何与难采油藏工程结合实践问题，发明了纳微米非均相体系+复合调驱、泡沫/复合乳液协同调驱降粘复合冷采、凝胶颗粒调驱与压驱适配等8种开发方法，研发了纳微米功能流体数值模拟系列软件，发明了多区耦合均渗阻调控流场重构技术，提出了“控-转-提-堵”均衡流场调控方法，实现了驱替均渗阻流动。

图6 流场重构提油降液

针对纳微米功能流体提高采收率技术实施过程中如何进行开发决策、方案设计、效果评价、模拟预测等问题，发明了以渗流通道水窜识别、选井选层、驱替剂体系选择、剖面解释为核心的纳微米功能流体调驱决策方法，研发了一体化设计平台，发明了调驱和扩容引效配套工艺技术与工具，形成了难采油藏纳微米功能流体调驱技术规范。

图7 纳微米非均相调驱数值模拟决策平台

03

奋楫笃行

在奋斗中“绽放”

创新成果要服务国家重大战略需求、服务经济社会发展。为让相关成果走出象牙塔、走上生产线，项目团队立足学校特色优势，抢抓发展机遇，深耕成果转化、成果应用的技术难点，攻克了产业化难题，为相关研究成果的广泛应用奠定了坚实基础。

自2008年起，项目研究成果先后在长庆、胜利、大庆、吐哈、渤海等难采油田推广应用，提高采收率10个百分点以上。近三年应用9268井次，累增油355.4万吨，新增利润49.1亿元。经济和社会效益显著。

图8 胜利孤岛油田普通稠油油藏开发效果增长情况

图9 渗流力学创新团队

锐意进取，攻坚克难

专注于破解卡脖子技术难题

他们

前瞻性思考，系统性布局，引领性创新

在报国中“坚守”，在奋斗中“绽放”

挑战未知，无畏前行

为科技进步和国家发展贡献力量！

来源: 科转院

转自：“北科科研”微信公众号

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