关于低渗透油藏注二氧化碳驱油的研究与应用

关于低渗透油藏注二氧化碳驱油的研究与应用

莫光明 王革 马龙娜 匡凯 王海石

华北油田公司第二采油厂，河北 霸州 065709

摘要：含油饱和度高的低渗透油藏，注水受效差或注不进水，为了提高低渗透油藏内原油采出程度，提高油田开发的经济价值，采用向低渗透油藏注入液态二氧化碳驱的措施，使原油在低渗透油藏中的渗透性变好，提高了低渗透油藏中原油的采收率，有利于实现碳减排和碳中和的生产目标。

关键词：低渗透油藏 二氧化碳 油田 采收率

近年来，随着我国大部分油田开发程度的逐步深化和新发现低渗透油藏储量的大幅度增加，研究和应用低渗透油藏，提高油田采收率，已成为我国石油工业持续稳定发展的一项重要任务。注二氧化碳驱油成为低渗透油藏提高采收率的新技术和新应用。

1国内外现状

我国油田大多是非均质多油层油田，注水开发生产过程中，随着开采时间的延长，油田内部的剩余油可采储量下降，并且分布不均匀。反映在生产油井上，油井含水快速上升、产量快速下降，随着油田综合含水率上升，注入水驱油效率降低。这既造成了注水量大幅上升，同时高含水原油在集、输处理过程中，加重了原油加热处理、脱水处理工作的负担，降低了注水开发效率，增加了油气生产过程中的碳排放。

那些分布在油田内部的低渗透油藏注水效果差或注不进水，并且这些低渗透油藏含油饱和度高，它们有的是单独的油层，有的分散在油田内的某些区块内。由于油田开发到中、后期，油田内部的集输管网流程已十分健全，只有采取技术手段提高低渗透油藏内原油的采出程度，才能提高油田开发的经济价值，也是提高油田最终采收率的重要工作。

2现有技术分析

针对注入水受效差的低渗透油藏，目前采取在油田内部打加密油水井，进行加密注水、加密采油开采方式，最大限度的提高注入水的波及系数。这种方式受到的制约是：加密油水井数量较少时，经常会发生注入水沿着高渗透带，快速水淹，而那些低渗致密油层的低渗透带，注水压力增高，甚至注不进水，储量动用程度依然很低。加密油水井数量上升造成钻井成本增加，油田开发的经济效益降低。

3技术方案

3.1基本结构

注二氧化碳装置包括二氧化碳废气汇集管网、二氧化碳液化装置、液态二氧化碳储备罐、液态二氧化碳储运车、液态二氧化碳井场罐，液态二氧化碳注入泵，液态二氧化碳注入管网，液态二氧化碳注入井。

3.2设计原理

首先是制备液态二氧化碳：将油气生产、集输、化工过程中产生的大量二氧化碳废气，输入到二氧化碳液化装置内，经二氧化碳液化装置内部的过滤、冷却、除湿、增压处理后，得到纯净的液态二氧化碳储存在液态二氧化碳储备罐内。其次是使用时采用液态二氧化碳储运车，将液态二氧化碳转移至注入井场的液态二氧化碳井场罐内。最后，通过液态二氧化碳注入泵增压后，经二氧化碳注入管网和二氧化碳注入井将液态二氧化碳注入到油层中。采用注入液态二氧化碳驱油，当液态二氧化碳注入油层后：1.液态二氧化碳受油层温度影响大，在温度高的油层内快速汽化膨胀，在高温油层内加速的扩张；2.由于气体在油层中的渗透性好、流动速度快，会在低渗透油层的细小孔隙中快速流动；3.二氧化碳气体密度低，在重力的作用下，原油进入二氧化碳气体占据的孔道内，形成油和二氧化碳气体的混合物，油层原油的渗流通道增加，流动阻力减小，提高了低渗透油层的采收率；4.二氧化碳气体进入到水层后，二氧化碳会同水起反应，生成碳酸，体积缩小，水线推进速度减缓，有利于减缓水层指进，提高了注入液态二氧化碳的驱油效率；

4现场应用

在生产现场中，首先将二氧化碳废气输入二氧化碳液化装置，生产的液态二氧化碳储存在液态二氧化碳储备罐内，此过程中采用的是全自动生产设备，工作效率高。只需在液态二氧化碳装入到液态二氧化碳储运车和从液态二氧化碳储运车装入到液态二氧化碳井场罐内的过程中，需要人工连接液态二氧化碳转移管线接头，执行专业的倒流程操作，因此整个流程中自动化程度高。向油层注入液态二氧化碳的排量，可以通过控制液态二氧化碳注入泵排量实现，确保液态二氧化碳定量注入到相应的油层中。液态二氧化碳驱油，降低了工业排放的二氧化碳废气，有利于实现碳减排，碳中和的生产目标，适于长期发展。

5 应用效果

采用注入液态二氧化碳驱油后，含油饱和度高的低渗透油藏，在单井产量接近于零的情况下，一般在5天后就能见到产油量回升至3-5方/日，并能够维持长期稳产，经济效益很好；在注液态二氧化碳驱见效后，可根据生产现场情况，适当调整液态二氧化碳注入速度，使生产油井达到注采平衡，可保障油井的高产稳产。

制备液态二氧化碳原料的来源是二氧化碳废气产生量大的工业企业，例如原油生产、集输、石油化工过程中产生的二氧化碳工业废气。液态二氧化碳冷却制备设备已是成熟的设备，完全能够满足液态二氧化碳的制备要求。目前，液态二氧化碳注入的高压柱塞泵设备和二氧化碳注入工艺流程管网，也都在新疆油田、海南福山油田试用过程中发挥着较好的作用。

6 结束语

注水开发油田生产到中后期，综合含水大幅上升，水驱效率、注水利用率大幅下降，原油集输处理过程中，脱水设备耗电上升，二氧化碳减排势在必行，在老油田内采用注入液态二氧化碳驱油的新技术，既能实现油田增产，又能降低生产过程中的碳排放，实现碳中和的生产目标，是一项发展前途好的新技术。