二氧化碳單井吞吐增油技術(shù)運用探究

蘭海寬 周傳臣 韓英波 劉旻 冀俊偉 羅曉龍

摘 要：隨著社會的發(fā)展，各界對于資源的需求也在不斷增加，尤其是石油資源，已經(jīng)成為社會發(fā)展的基礎(chǔ)保障，但在石油開采的過程中，往往會遇到各種各樣的問題，導致一些開采方法受到限制，難以保證資源開采數(shù)量以及開采成本，為了對這種情況加以改善，二氧化碳單井吞吐增油技術(shù)逐漸被人們所關(guān)注，并在很多地區(qū)得到了有效的應(yīng)用，獲得了非常可觀的成效?；诖?，本文主要對二氧化碳單井吞吐增油技術(shù)應(yīng)用進行了研究，希望能夠進一步提升該項技術(shù)的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：二氧化碳;單井;吞吐增油技術(shù)

受到地質(zhì)條件等因素的影響，經(jīng)常會有一些油田在油層當中出現(xiàn)原油稠度偏高的情況，在這種情況下，應(yīng)用常規(guī)的開采技術(shù)不僅無法確保原油開采的質(zhì)量，同時還會影響到開采企業(yè)的經(jīng)濟效益。而二氧化碳單井吞吐增油技術(shù)對于高粘度以及低滲透性質(zhì)的油層開采具有非常好的效果，能夠有效提升油田開采工作的質(zhì)量與效率，是油田實現(xiàn)增油的重要保障，也正因如此，針對相關(guān)內(nèi)容進行深入的研究是很有必要的。

1 技術(shù)原理

二氧化碳單井吞吐增油技術(shù)的主要原理如下：

第一，對二氧化碳進行吞吐，用于改變原油體積，使其發(fā)生膨脹，提升原油結(jié)構(gòu)間的孔隙體積，借助這種方式，增加介質(zhì)孔隙當中的原油流動性。此外，通過注水驅(qū)動，一些無法移動的原油也會在二氧化碳吞吐作用下被擠出孔隙，這樣能夠有效降低原油的飽和度。而在原油體積發(fā)生膨脹以后，其孔隙當中的水分也會被擠出，進而改變了原油所在結(jié)構(gòu)中的滲透率，使原油流動獲得更為有利的環(huán)境，這對于原油產(chǎn)量的提升具有非常積極的作用。第二，對于原油而言，二氧化碳的溶解性相對較高，通過注入二氧化碳，可以有效降低原油粘度，使原油滲流速度以及采收率得到顯著提升，尤其是在地層條件下，隨著壓力的提升，二氧化碳的溶解度也會隨之提升，而原油粘度則會隨之快速下降，且相關(guān)領(lǐng)域已經(jīng)通過實驗證明，二氧化碳和原油之間的摩爾比關(guān)系會對原油粘稠度造成直接的影響，當摩爾比分數(shù)達到50%時，能夠?qū)⒃驼扯人浇档?0%。第三，二氧化碳對于油層具有溶解氣驅(qū)的作用，在油層注入二氧化碳之后，溶解反應(yīng)能夠有效控制油層中的油水界面張力，這不僅可以提升油水流度，還可以提升驅(qū)油效率，當原油與二氧化碳進行融合時，會以一定的溫度作為反應(yīng)條件，并產(chǎn)生混合物質(zhì)，這時的混合物界面會具有較低的水平張力，而溫度的升高會使二氧化碳汽化并儲存相應(yīng)的能量，在壓力下降時，二氧化碳會從原油當中向外分離，這個過程會將原油驅(qū)入井筒[1]。第四，酸化解堵，在二氧化碳溶于水后，會表現(xiàn)出酸性，在其與地層基質(zhì)發(fā)生反應(yīng)以后，會使部分雜質(zhì)被酸解，特別是在碳酸巖當中，通過二氧化碳吞吐增油技術(shù)可以將部分油層巖石溶解，提升原油流動空間，增加原油產(chǎn)量。

2 應(yīng)用優(yōu)勢

第一，在對原油進行開采的過程中，利用二氧化碳單井吞吐增油技術(shù)，能夠使油田當中的原油產(chǎn)量得到顯著的提升。通過對二氧化碳的注入，能夠使原油的含水率在短時間以內(nèi)迅速降低，有效提升原油的流動性，在提升原油產(chǎn)量的同時，降低開采企業(yè)的生產(chǎn)成本，使其經(jīng)濟效益得到有效的提升[2]。第二，在油田開采期間應(yīng)用該項技術(shù)，可以有效縮短原油開采周期，與此同時，由于該項技術(shù)具有確切的技術(shù)優(yōu)勢，所以除了會提升油田的產(chǎn)油效率以外，還能將開采現(xiàn)場中的一些技術(shù)問題有效減少，避免了技術(shù)問題對油田開采工作的影響，這對原油開采效益的提升具有非常重要的意義。第三，應(yīng)用該項技術(shù)，對于地層原油資源并不會產(chǎn)生不良影響，簡單的說，原油生產(chǎn)質(zhì)量不會因為二氧化碳的注入受到影響，除此之外，相比于注水技術(shù)，利用二氧化碳進行吞吐增油，其原油回收率能夠提高1/2，尤其是針對一些儲油物性較差的油田，該項技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢更為明顯，現(xiàn)場的各項操作及施工都較為方便，且適用性相對較強[3]。第四，對于一些較為特殊的油層，尤其是具有較高粘稠度的油藏資源，該項技術(shù)更為實用，這主要是因為在油井當中注入二氧化碳以后，其中的二氧化碳會以液態(tài)形式存在，并與原油進行結(jié)合，然后通過二氧化碳的氣化反應(yīng)，會使原油孔隙不斷增大，使得原油流動性得到明顯的改善，有效提升單位面積中的原油產(chǎn)量[4]。

3 實踐應(yīng)用分析

在對二氧化碳單井吞吐增油技術(shù)進行實踐應(yīng)用的過程中，需要注意油層屬性，換言之，就是要求開采油層必須滿足以下條件，才能獲得良好的應(yīng)用效果。具體如下：第一，進行開采的油層必須要擁有較高的密閉性，確保二氧化碳在注入以后能夠形成氣閉圈，而且在油層彈性能量方面，油井應(yīng)該處在嚴重衰竭狀態(tài)，同時沒有相應(yīng)的能量補充;第二，開采油層中的原油粘度應(yīng)該在2000.OcP以內(nèi);第三，油層中的原油密度應(yīng)該小于1.0g/cm3;第四，在滲透率方面，油層滲透率應(yīng)該在5.0*3u㎡以上;第五，應(yīng)用該項技術(shù)進行開采的油層，其埋深應(yīng)該在700m以上;第六，油層當中的原油剩余比例要在40%以上;第七，開采油層必須要具有較為可靠的固井結(jié)構(gòu)，且管外不能存在竄漏或者是其他質(zhì)量問題[5]。

在對該項技術(shù)進行應(yīng)用期間，為了保證技術(shù)效益的有效發(fā)揮，還應(yīng)該對工藝實施階段保持高度的重視：首先，由于二氧化碳在液態(tài)時溫度較低，為了防止二氧化碳注入以后，出現(xiàn)原油析蠟現(xiàn)象，在進行注入之前，需要先在地面對二氧化碳進行預熱處理，待二氧化碳溫度達到一定水平以后才能向油井當中注入。而二氧化碳的溫度則應(yīng)該保證在10℃以上，防止由于溫度過低造成水化物的大量產(chǎn)生，對二氧化碳的注入效果造成不利影響，與此同時，還要避免二氧化碳出現(xiàn)溫度過高的情況，因為溫度過高會使二氧化碳的注入產(chǎn)生較高的成本投入;

其次，要關(guān)注二氧化碳的注入系統(tǒng)，通常會采用撬裝結(jié)構(gòu)的注入系統(tǒng)，確保運輸以及吊裝等工作的便利性，同時也是為了支持二氧化碳驅(qū)油，保證二氧化碳的順利吞吐。在施工現(xiàn)場當中，通常會同時在一撬上安裝兩臺相同的二氧化碳注入泵，而燃油熱水爐以及換熱器則會在另一撬上安裝。液態(tài)二氧化碳一般會借助槽車向施工現(xiàn)場進行運輸，通過注入泵增壓以后會進入到換熱器當中進行計量和加溫，然后才能向油井當中注入;

最后，在對二氧化碳單井吞吐增油技術(shù)進行應(yīng)用期間，還要對安全控制措施保持高度的重視，第一，注入泵需要設(shè)置安全閥，用于超壓泄壓保護;第二，需要設(shè)置電接點壓力表，用于調(diào)定電壓，在出現(xiàn)超壓情況下，確保注入泵的電源能夠自動切斷，使注入泵能夠及時停止工作，避免超壓運行造成故障問題;第三，在換熱器以及井口間需要設(shè)置單向閥組，避免井內(nèi)高壓氣體向泵注系統(tǒng)當中倒流[6]。

4 結(jié)語

綜上所述，利用二氧化碳單井吞吐增有技術(shù)，能夠使油田開采難度以及開采效率得到顯著的提升，這對于油田開采企業(yè)的發(fā)展具有非常積極的作用，因此，相關(guān)領(lǐng)域一定要對該項技術(shù)保持重視，不僅要對其進行合理的應(yīng)用，還要對其進行不斷的創(chuàng)新，使其能夠在油田開采工作中發(fā)揮更大的作用。

參考文獻：

[1]于云霞.CO2單井吞吐增油技術(shù)在油田的應(yīng)用[J].鉆采工藝，2017，27（1）：89-90.

[2]程詩勝，劉松林，朱蘇清.單井CO2吞吐增油機理及推廣應(yīng)用[J].油氣田地面工程，2019，22（10）：16-17.

[3]王志全.二氧化碳單井吞吐增油技術(shù)應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2018，21（10）：289-289.

[4]董福國.二氧化碳單井吞吐增油技術(shù)的應(yīng)用研究[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量， 2016，23（11）：117.

[5]申成俊，桂常勝，仲潔云，南堡陸地油田二氧化碳復合吞吐技術(shù)研究應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古石油化工，2017，16（8）.

[6]鐘輝高.二氧化碳單井吞吐工藝技術(shù)應(yīng)用研究[J].勝利油田職工大學學報2015，6（3）：40-41.