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College of Chemistry & Environmental Engineering

【科研百人】罗跃:科研成果带来巨大经济效益

http://news.yangtzeu.edu.cn/info/1005/15191.htm

人物名片:罗跃,二级教授,博士生导师,湖北省有突出贡献的中青年专家,长大名师。1982年毕业于西南石油学院油田化学专业,同年分配至原江汉石油学院任教,历任应用化学教研室主任、油田化学研究室主任、江汉石油学院科技创业中心副主任、长江大学应用化学系系主任、长江大学油气田应用化学研究中心主任、长江大学学术委员会委员、美高梅mgm平台学术委员会主任。先后担任湖北、江西、山东省及中石化联合会科技奖评审专家,《石油与天然气学报》编委。

从教以来,先后讲授《泥浆工艺原理》《钻井液与完井液》《油田化学》《油层物理》《提高采收率原理》《高分子化学与物理》等多门本科生、硕士生课程,指导20余名硕士生、2名博士生,并与外校联合指导2名博士生,为湖北省三项教改项目负责人,获湖北省高校教学成果二等奖1项。

主要科研方向:低渗透率油田提高采收率技术,钻井、采油领域内的油田化学技术,精细化工助剂研发及应用。承担的主要项目情况:国家863项目《胜利油田稳产技术研究》子课题“逐级深部液流转向调驱技术”项目负责人,国家石油重大专项《长庆油田上产5000万吨技术研究》子课题“采出水生化处理技术”负责人,国家科技重大专项《塔里木盆地库车前陆冲断带油气油气开发示范工程》子课题“盐水钻井液”负责人,国家自然科学基金项目4项,国家九五攻关项目1项。成果转化方面:开发的钻井、采油助剂已形成三大体系八个产品,在各油田使用十余年,累计形成产值5000万元以上。

随着油田开发规模的不断扩大和对能源需求的不断增加,原油生产将更加依赖于特低渗透储层,今后提交的探明石油地质储量将以特低渗储量为主。但我国低渗透油藏的开发过程中存在如下问题:①油层自然产能甚低;②自然能量开采递减大,采收率低;③天然微裂缝的存在,增加了注水开发的难度;④启动压差及驱替压力梯度大;⑤部分井见效缓慢,地层压力分布不均衡;⑥见水后采液、采油指数下降。鉴于此,罗跃教授及其团队针对低渗透油藏的储层及地质特征,开展了暂堵酸化技术以及调剖和驱油技术提高采收率的全面研究,并针对暂堵酸化技术和调驱技术及其应用中存在的问题和难点,借助系统的理论分析和多种实验技术,重点突破,探索出了低渗透注水开发油田提高采收率的有效方法和途径,以及暂堵酸化技术、驱油技术和组合调驱技术的油藏适应范围,为改善低渗透油田的水驱开发效果,提供有价值的指导。

在国家“863”计划项目子课题“覆膜型交联剂的研制与性能评价”(2007AA06Z234)和中国石油重大科技攻关项目“长庆油田采出水生化处理后回注提高采收率技术研究”(2008E-13)等纵向项目以及11项中国石油、中国石化科研项目的资助下,针对低渗透油田生产实际需要,开展了低渗透油田提高采收率技术与应用方面的研究工作。在研究及现场试验的过程中发现:(1)通过暂时性封堵高深层的方法,解决了小层与小层之间由于距离短无法采用机械封堵来进行分层酸化,且该技术可大幅度提高对低渗透层的酸化效率,从而达到了酸化增产的目的;(2) 通过调驱结合的方法,即弱凝胶加表面活性剂驱油体系,采用交替注入的方式,能较大幅提高低渗透油藏的采收率,并能显著提高后续注入水的水驱效率;(3)通过弱凝胶深部调驱,较好地解决了注水中后期低渗透油藏注水剖面调整问题。该技术具有增效明显,有效期长的特点。通过有效的实施油水井暂堵酸化技术、表面活性剂驱油技术及弱凝胶深部调驱技术等,解决低渗透油田可持续性开发的难题,提高低渗透油田的采收率,使油气田生产企业能创造出更高的经济效益和社会效益。相关研究成果应用于中国石化江汉油田分公司江汉采油厂、中国石化中原油田分公司第三采油厂、中国石油长庆油田分公司第三采油厂、第四采油厂、中国石油新疆油田分公司第二采油厂,累计为中国石油和中国石化新增产值24.32亿元,增收节支12.5亿元,取得了良好的经济效益和社会效益。该项研究成果整体水平达到了国际先进,获得2010年湖北省科技进步一等奖和2010年中国石油与化学工业联合会科技进步二等奖。

我国大部分油田己进入高含水期开发阶段,全国综合含水量已达80%~90%以上。目前,高含水期油田在注水开发过程中存在的问题主要包括:(1)注水压力过高导致注水困难,地层能量得不到有效补充;(2)储层在长期注水开发过程中会形成“水道”,导致注入水的无效循环;(3)含水率上升后,通常利用采出水回注的方法来满足其对注入水量增加的需求,而采出水水质中的悬浮物、无机盐、细菌、残油与储层及流体接触而产生的化学物理反应,容易导致地层结垢堵塞。

鉴于此,罗跃教授带领课题组对油田开发中后期高含水开发阶段如何有效注水的科学问题开展研究。

通过开展降压增注技术研究,控制注水压力上升的趋势,使欠注井在达到配注的同时降低其注水压力,补充地层能量,保证注够水;通过开展注入水水质改善技术研究,改善水质稳定性、防止结垢堵塞,保证注好水;通过开展深部调驱和油水井暂堵酸化技术研究,调整产吸剖面,保证有效注水。期望通过开发系列优化注水技术,以满足不同油藏条件下的高含水期油田注水开发的实际需求。在国家自然科学基金、国家“863”计划、及中石油中石化30余项横向项目资助下,对如何提高老油田注水开发效率的问题进行了研究,取得一系列创新性成果:针对低渗透油田注水难的问题,研制了酸化增注复合新体系,包括有机磷酸酸液体系、缩膨剂、络合溶垢剂、新型双子表面活性剂;筛选了有益生物菌种,形成了硫酸盐还原菌深化治理技术,提高了低渗透油藏注入水水质和改善采出水配聚效果;研发了ZDJ-1高效油溶性暂堵剂和SZDJ-2覆膜型水溶性暂堵剂,明显改善了油水井酸化效果;提出了逐级深部调驱新思路,依据地层的复杂孔隙结构,研究了凝胶段塞强度与地层孔渗结构的匹配关系,确定了不同段塞之间的最佳配比;研发了用于逐级深部调驱的抗盐聚合物、抗盐型表面活性剂体系。成果在江汉油田、长庆油田、新疆油田等应用1000余井次,截止2013年12月,累计为中国石油和中国石化新增产值32.07亿元,增收节支18.02亿元,取得了良好的经济效益和社会效益。该成果获国家发明专利5项,实用新型专利2项,发表学术论文42篇,其中SCI收录4篇,EI收录2篇。该项目针对油田开发中后期如何改善注水的科学问题,形成了系统的改善注水化学方法,并研发了系列新型化学剂,为实现老油田大幅度提高水驱效率提供了新的思路和手段;研究成果处于国际先进水平,获得2014年中国石油和化学工业联合会科技进步二等奖。

近年来,由于低渗透油藏的CO2驱油已成为各个油田提高采收率的首选,罗跃教授领导的研究团队依靠其他项目的支撑,开展了CO2驱油技术的研究。罗教授经常与学生一起待在实验室研究并解决CO2驱油存在的相关问题,其团队在两年时间里,分别在《Journal of Petroleum Science and Engineering》、《油田化学》、《日用化学工业》等核心期刊上发表CO2驱油研究型文章7篇。罗跃教授带领着他的团队还在不停的研究现阶段油田需要解决的其他问题,研究智能纳米驱油剂、新型表面活性剂、表面活性聚合物、油基钻井液增粘剂……

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