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吉林油田分層註入二氧化碳挖潛剩餘油解析

編者按:如何促進資源開發與環境保護的協調發展,是中國石油一直深入探索、思考的問題。各油氣田企業秉承綠色低碳發展理念,積極探索綠色采油方式,其中,二氧化碳驅油與埋存技術就是典型代表。

二氧化碳驅油與埋存技術是指將二氧化碳註入油藏,利用二氧化碳驅替原油,其在有效提高原油采收率的同時,將大部分二氧化碳永久埋藏於油藏中。部分伴隨原油產出的二氧化碳循環註入油藏,直至油藏廢棄後全部埋存,達到二氧化碳零排放,實現驅油經濟效益與二氧化碳減排社會效益雙贏。

在第49個世界地球日來臨之際,中國石油報聚焦二氧化碳驅油與埋存技術發展現狀,探討應用前景,敬請關註。

截至4月16日,吉林油田大情字區塊的情東+15-7和情東+19-11兩口井,已利用研發的分層註氣工藝實現連續註入二氧化碳氣體20個月以上,註氣狀態平穩。

在整個註氣驅油過程中,礦場跟蹤測試表明,層間得到有效分隔,滿足安全分註需求。同時,通過兩口井的成功試驗,井組地層壓力得到有效恢復,目前地層壓力13.5兆帕,較前期上升3.4兆帕,日產油上升7.13噸,含水率下降約6個百分點。

更高效

二氧化碳解 愁油 之困

油田發展到中後期,企業要考慮如何采出效益油。對於通過水驅無法開采的剩餘油,一旦找不到適當的開發手段,就會變為 愁油 。

為破解剩餘油開采難的瓶頸,吉林油田大力開展三次采油研究。吉林油田擁有豐富的二氧化碳氣源,而二氧化碳本身具備易流動、易註入的特點,驅油效果好於水驅。2008年開始,吉林油田在黑59區塊開展二氧化碳驅油先導試驗。

試驗過程中科研人員發現,當註入二氧化碳為液態時,井下極易產生相變,進而發生凍堵。在此基礎上,他們進行合理調整,將註入二氧化碳調至超臨界狀態,增加管柱尺寸,增大註入空間。這樣一來,註入的二氧化碳整體溫度保持在31攝氏度以上,保證瞭高溫不凍堵,試驗結果明顯好於水驅。

然而,由於采取的是地下混註方式,地下儲層存在非均質性,有些儲層吸入效果好、驅油明顯,有的儲層吸入效果差、驅油效果不理想。采取什麼樣的辦法能解決二氧化碳驅替不均勻的難題呢?

更精細

分層註入增物流車隊管理效益儲量

最初,科研人員參照水驅井下分註工藝,采取水嘴分層,但氣驅區塊層間壓差小,利用水嘴難以有效分層。2010年,吉林油田嘗試工藝改進,針對黑46區塊井況特點,創新研發多功能橋塞進行層間分隔,註入方式調整為地上分註,並在黑46區塊選井試驗。這項工藝在集團公司內部尚屬首創。

使用封隔器混註過程中,一旦井下油管發生套變,油管無法取出,隻能大修。利用多功能橋塞地面分註則可完全避免上述情形,即使井下發生套變,也可將油管輕松取出,隻將橋塞留在裡面即可,不會產生任何上修或污染風險。

籠統註入二氧化碳過程中,由於老井普遍采取壓裂投產,氣體容易出現單層氣竄,這部分二氧化碳起不到驅油效果。而分層註入過程中,兩層的二氧化碳氣體可以交互驅替,避免單層氣竄產生氣體浪費。同時,這項工藝還可以根據儲層需求,單獨註上層或下層,兩層同註一種介質或者同時註入不同介質,實現多元化註入。用分層註入工藝,同等數量的二氧化碳氣體可驅替出更多原油,采收率可以進一步提高,增加效益油儲量。

2016年,吉林油田選取大情字區塊的情東+15-7和情東+19-11兩口井開展擴大試驗,對個別難點逐步改進,分層註入工藝更完善。

更實用

工藝簡單不挑儲層狀況

吉林油田各采區分佈的儲層狀態復雜多樣,很多工藝技術受地域或地層形態限制,在此采區應用針對性強、效果較好,卻不適用於其他采區,應用范圍不廣泛。

據吉林油田油氣工程研究院二氧化碳驅項目負責人潘若生介紹,分層註入工藝最大的優點,就是對地下儲層狀況無任何要求,隻要井筒狀況良好,地面管線設施配套,分註設備和管柱可以順利下到所需層內,進行二氧化碳分層註入驅油。

據瞭解,這項工藝適用於大部分陸上油田。吉林油田已經開始探索對外技術服務,為長慶油田、新疆油田、南方公司等提供二氧化碳工程註采技術服務,結合對方油藏開發評價,開展有效註入,讓這項技術惠及更多同類企業。

油氣課堂

本期嘉賓:

中國石油勘探開發研究院提高石油采收率國傢重點實驗室 楊永智 呂文峰

問:目前國內外油氣田對二氧化碳驅應用情況如何?

答:美國目前正在實施的二氧化碳驅油項目中,72%是低滲透油藏,28%是中高滲油藏;74%是水驅後使用二氧化碳驅,26%是一次采油後使用二氧化碳驅。

在我國,大規模低滲透油藏水驅開發亟須尋找穩產接替技術,新發現的低品位難采儲量亟須尋找有效動用技術,應用二氧化碳驅油技術是現實的戰略選擇和技術方向。

問:目前二氧化碳驅是否成熟?

答:以美國為代表,二氧化碳驅油技術已得到大規模應用,年產油量超過1500萬噸,是其第一大提高石油采收率技術。

在我國,針對陸相沉積油藏特點,二氧化碳驅油技術經過10多年的集中研究和攻關試驗,從室內研究到現場施工,走通瞭全部環節,形成瞭較成熟的二氧化碳驅油理論和配套工藝技術,進入工業化推廣階段,但還沒有一個項目走完項目的全生命周期,工藝技術仍需簡化完善。

問:二氧化碳驅技術效果如何?

答:美國二氧化碳驅油提高采收率一般在7%至15%,目前正發展新一代二氧化碳驅油技術,提高采收率有望達到15%至25%。

在我國,二氧化碳驅油試驗項目初步見效,吉林黑79小井距二氧化碳驅試驗證實,水驅高含水油藏轉二氧化碳驅也可進一步提高采收率,預測提高采收率20%以上。

問:目前,推廣應用二氧化碳驅的技術瓶頸是什麼?

答:首先,廉價、穩定、足量的二氧化碳氣源供給是技術大規模推廣應用的先決條件。二氧化碳捕集和運輸涉及復雜的經濟、地理、人文等因素,甚至需跨企業、跨行業、跨地區統籌考慮,比較復雜。

美國二氧化碳驅油氣源以天然二氧化碳氣藏為主,占80%,總體供給穩定。二氧化碳輸送以管道為主,建成運營的幹線總裡程達7500千米,為提供價格低廉的二氧化碳氣源奠定堅實基礎。相較而言,我國尚無大規模商業化二氧化碳管道,二氧化碳捕集和運輸成本較高,限制瞭技術在我國的大規模推廣應用。

其次,我國油藏以陸相沉積儲層為主,裂縫發育,非均質性強,制約瞭二氧化碳驅油技術的應用效果。二氧化碳驅擴大波及體積技術,還有待攻關完善。

貨車gps定位 再次,二氧化碳驅油技術對腐蝕防護有特殊要求,地面工程建設也比水驅復雜且成本高,低油價限制瞭技術的推廣應用。(中國石油報記者閆建文采訪)送貨路線規劃
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