層內(nèi)生成CO 2調(diào)驅(qū)技術(shù)渤海油田現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

賈永峰 李安 李心意（中海油田服務(wù)股份有限公司油田生產(chǎn)事業(yè)部 300452）

我國(guó)有油田后期開(kāi)發(fā)一般是采用注水形式進(jìn)行的，而水驅(qū)采收率只能達(dá)到40%左右。而且，長(zhǎng)期的大量注水，使我國(guó)的主要老油田普遍進(jìn)入了高含水階段，因此必須配合其它提高采收率方法。自60年代以來(lái)，在大慶，勝利、任丘等油田先后開(kāi)展二氧化碳驅(qū)試驗(yàn)，取得了很大的成功。2009年在渤海油田某油田開(kāi)始二氧化碳調(diào)驅(qū)試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明各收益井獲得了巨大成功。

一、層內(nèi)生成CO2調(diào)驅(qū)原理

根據(jù)油田油藏做地層流體配伍性試驗(yàn)確定配方，再根據(jù)油層厚度、注水壓力、注水量要求確定生氣化學(xué)劑的階段量，注入化學(xué)藥劑，使其在目的層發(fā)生反應(yīng)，在底層中產(chǎn)生大量的二氧化碳?xì)怏w，該氣體與藥劑結(jié)合生成泡沫，利用該泡沫達(dá)到預(yù)期驅(qū)油增產(chǎn)效果。其主要功效如下：

1.前期解堵作用

注入井內(nèi)化學(xué)藥劑中含有酸性物質(zhì)，故在擠注化學(xué)藥及的過(guò)程中，該藥劑附帶可以解除近井地帶泥漿、鐵銹、水垢等引起的堵塞。而且化學(xué)藥劑在地層中結(jié)合、反應(yīng)生成二氧化碳時(shí)產(chǎn)生大量的熱，該熱量不僅降低了地層中有機(jī)物蠟質(zhì)的粘度，降低了原油流動(dòng)阻力，而且高溫增加了原油自身流動(dòng)性。在地面注入設(shè)備高壓注入下，化學(xué)藥劑對(duì)油層的堵塞物產(chǎn)生較強(qiáng)的沖刷作用，有效地疏通因二次污染導(dǎo)致的堵塞，產(chǎn)生類(lèi)似酸化及注熱解堵增產(chǎn)效果。

2.封堵高滲透層

在地層內(nèi)生成的二氧化碳?xì)怏w泡沫隨著地面擠注設(shè)備地不斷注入地層，并優(yōu)先進(jìn)入高滲透層，期間二氧化碳泡沫受擠壓不斷破裂并溶解于注入液及原油中，該過(guò)程在某種程度上阻礙了工作液進(jìn)入高滲透層，加之配方中的暫堵性藥劑作用，迫使工作液流向低滲透層，增強(qiáng)驅(qū)油效果。

3.萃取作用

在地面設(shè)備擠注壓力及地層壓力作用下，二氧化碳泡沫破裂，其中的二氧化碳?xì)怏w溶解于原油中，能夠萃取和汽化原油中不同組分的輕質(zhì)烴，降低原油相對(duì)密度，從而提高采收率。

4.調(diào)驅(qū)作用

在地層中生成的二氧化碳泡沫密度小于水，其中的二氧化碳在分子擴(kuò)散作用下與原油接觸，原來(lái)注入水不能波及到的地方，二氧化碳泡沫可輕易波及到，而且二氧化碳?xì)怏w泡沫見(jiàn)原油破裂，二氧化碳?xì)怏w溶解并轉(zhuǎn)移到殘余油相中，使原油體積膨脹,粘度降低30%～80%,降低原油粘度，提高油相滲透率。其次二氧化碳在地層內(nèi)溶于水后,可使水的粘度增加20%～30%,運(yùn)移性能提高2～3倍。

層內(nèi)生成二氧化碳采用化學(xué)藥劑分段塞交替注入的形式，藥劑在地層接觸并反應(yīng)，伴隨二氧化碳?xì)怏w的生成，地層系統(tǒng)內(nèi)壓力瞬間升高，使生成的二氧化碳?xì)馀菽诘蜐B透層更具有穿透性。隨著二氧化碳?xì)怏w溶解于原油后，產(chǎn)生體積效應(yīng)，驅(qū)替剩余油，達(dá)到二氧化碳調(diào)驅(qū)效果。

二、現(xiàn)場(chǎng)施工及效果分析

1.作業(yè)前準(zhǔn)備

由于海上平臺(tái)作業(yè)的特殊性，故施工設(shè)備必須為撬裝設(shè)備，各性能滿(mǎn)足海上作業(yè)相關(guān)安全要求。實(shí)施層內(nèi)生成CO2調(diào)驅(qū)作業(yè)主要設(shè)備有：

注入泵

（1）注入泵的相關(guān)技術(shù)參數(shù)：

①最高壓力：44.2MPa(6,290psi)；

②最大排量：2.12m3/min(560GPM)；

③泵撬重量：小于9.3T；

④高壓出口管線(xiàn)2in（1502由壬）。

（2）注入泵的安全要求：

注入設(shè)備防腐蝕、防爆等要求。整體設(shè)備有 CCS證書(shū)，并配備符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及中海油管理規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的卸扣及吊索具，并出具CCS證書(shū)。

藥劑罐

（1）藥劑罐的容量30～35方，數(shù)量3個(gè)（根據(jù)施工設(shè)備確定）；

（2）藥劑罐重量：小于8.5T；

（3）要求耐酸堿。

數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)

（1）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具備全天候施工、可以采集實(shí)時(shí)施工排量、施工壓力等施工參數(shù)、完成施工曲線(xiàn)等功能；

（2）具有船檢（CCS）證書(shū)、防爆證書(shū)。

其他輔助裝備

（1）符合安全標(biāo)準(zhǔn)的高、低壓管線(xiàn)一套；

（2）運(yùn)送化學(xué)藥劑儲(chǔ)罐若干；

（3）配制藥劑隔膜泵一套；

（4）攪拌類(lèi)罐一臺(tái)；

（5）相關(guān)勞動(dòng)防護(hù)用品。

2.施工效果分析

2012年渤海某油田進(jìn)行了層內(nèi)生成二氧化碳調(diào)驅(qū)作業(yè)，工程師選取07井井組進(jìn)行作業(yè)，設(shè)計(jì)液量為90m3。施工前，07井日注水量52m3/d，日配注量50m3/d，注水壓力10.5MPa，注入壓力部分偏高。施工后，注水量增加至100m3/d，注水壓力8.4MPa，增注、降壓效果顯著。

07井作業(yè)后11天（2012.11.28），02井見(jiàn)效；有效期持續(xù)62天，有效期內(nèi)，平均日增油6.31m3，累積增油391m3。

07井層內(nèi)CO2措施29天后，30井見(jiàn)效。到2013.7.8,累積增油3114m3，平均日增油15m3，有效期持續(xù)206天。

07井層內(nèi)CO2措施后13天,12井見(jiàn)效。到5.31累積增油1634.86m3，平均日增油8.98m3，含水平均下降4.11%，有效期持續(xù)182天。

07井層內(nèi)CO2措施12天后，09h井見(jiàn)效（2012.11.29）。有效期截止到2013.1.4.累積產(chǎn)油387m3，平均日增油10.75m3，含水平均下降10.24%。

截止2013年9月，在07井組層內(nèi)生成二氧化碳作業(yè)的共8口油井，目前已有4口油井見(jiàn)效，見(jiàn)效率50%，累計(jì)增油5527.2m3，平均日增油8.68m3，含水平均下降5%，平均有效期121.5天。07井的作業(yè)成功，凸顯出層內(nèi)生成二氧化碳調(diào)驅(qū)作業(yè)低投入、廣受益、高匯報(bào)的優(yōu)勢(shì)和廣闊的市場(chǎng)潛力。

結(jié)論

層內(nèi)生成二氧化碳?xì)怏w調(diào)驅(qū)對(duì)于海上油田是一種較新的增產(chǎn)技術(shù)，其核心是向目的地層中注入設(shè)計(jì)配方的化學(xué)藥劑，并使其在地層中相互反應(yīng)生成驅(qū)替能力較強(qiáng)二氧化碳泡沫。通過(guò)利用二氧化碳?xì)怏w與原油的良好互溶性及泡沫調(diào)驅(qū)相關(guān)原理達(dá)到對(duì)目的層位解堵、封堵高滲透層、混合調(diào)驅(qū)等復(fù)合增產(chǎn)效果。在渤海油田實(shí)踐表明，層內(nèi)生成二氧化碳調(diào)驅(qū)技術(shù)對(duì)油藏圈閉性好、地層壓力較高類(lèi)型多注水井井網(wǎng)的穩(wěn)油控水起到了積極的作用。與海上油田其他增產(chǎn)措施相比該技術(shù)施工工藝簡(jiǎn)單、采收率提高明顯、效果時(shí)間持續(xù)較長(zhǎng)、受益井多等顯著優(yōu)點(diǎn)，是一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、一舉多得的成熟技術(shù)，擁有廣闊的應(yīng)用前景。

[1]曾惠敏等.層內(nèi)生成CO2提高采收率技術(shù)研究與應(yīng)用.中海油田工程技術(shù).2012,1(10):40-42.