層內生成CO 2調驅技術渤海油田現場應用

賈永峰 李安 李心意（中海油田服務股份有限公司油田生產事業部 300452）

我國有油田后期開發一般是采用注水形式進行的，而水驅采收率只能達到40%左右。而且，長期的大量注水，使我國的主要老油田普遍進入了高含水階段，因此必須配合其它提高采收率方法。自60年代以來，在大慶，勝利、任丘等油田先后開展二氧化碳驅試驗，取得了很大的成功。2009年在渤海油田某油田開始二氧化碳調驅試驗，試驗數據表明各收益井獲得了巨大成功。

一、層內生成CO2調驅原理

根據油田油藏做地層流體配伍性試驗確定配方，再根據油層厚度、注水壓力、注水量要求確定生氣化學劑的階段量，注入化學藥劑，使其在目的層發生反應，在底層中產生大量的二氧化碳氣體，該氣體與藥劑結合生成泡沫，利用該泡沫達到預期驅油增產效果。其主要功效如下：

1.前期解堵作用

注入井內化學藥劑中含有酸性物質，故在擠注化學藥及的過程中，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。而且化學藥劑在地層中結合、反應生成二氧化碳時產生大量的熱，該熱量不僅降低了地層中有機物蠟質的粘度，降低了原油流動阻力，而且高溫增加了原油自身流動性。在地面注入設備高壓注入下，化學藥劑對油層的堵塞物產生較強的沖刷作用，有效地疏通因二次污染導致的堵塞，產生類似酸化及注熱解堵增產效果。

2.封堵高滲透層

在地層內生成的二氧化碳氣體泡沫隨著地面擠注設備地不斷注入地層，并優先進入高滲透層，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，該過程在某種程度上阻礙了工作液進入高滲透層，加之配方中的暫堵性藥劑作用，迫使工作液流向低滲透層，增強驅油效果。

3.萃取作用

在地面設備擠注壓力及地層壓力作用下，二氧化碳泡沫破裂，其中的二氧化碳氣體溶解于原油中，能夠萃取和汽化原油中不同組分的輕質烴，降低原油相對密度，從而提高采收率。

4.調驅作用

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散作用下與原油接觸，原來注入水不能波及到的地方，二氧化碳泡沫可輕易波及到，而且二氧化碳氣體泡沫見原油破裂，二氧化碳氣體溶解并轉移到殘余油相中，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溶于水后,可使水的粘度增加20%～30%,運移性能提高2～3倍。

層內生成二氧化碳采用化學藥劑分段塞交替注入的形式，藥劑在地層接觸并反應，伴隨二氧化碳氣體的生成，地層系統內壓力瞬間升高，使生成的二氧化碳氣泡沫在低滲透層更具有穿透性。隨著二氧化碳氣體溶解于原油后，產生體積效應，驅替剩余油，達到二氧化碳調驅效果。

二、現場施工及效果分析

1.作業前準備

由于海上平臺作業的特殊性，故施工設備必須為撬裝設備，各性能滿足海上作業相關安全要求。實施層內生成CO2調驅作業主要設備有：

注入泵

（1）注入泵的相關技術參數：

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2in（1502由壬）。

（2）注入泵的安全要求：

注入設備防腐蝕、防爆等要求。整體設備有 CCS證書，并配備符合國家標準及中海油管理規定標準的卸扣及吊索具，并出具CCS證書。

藥劑罐

（1）藥劑罐的容量30～35方，數量3個（根據施工設備確定）；

（2）藥劑罐重量：小于8.5T；

（3）要求耐酸堿。

數據采集控制系統

（1）數據采集系統具備全天候施工、可以采集實時施工排量、施工壓力等施工參數、完成施工曲線等功能；

（2）具有船檢（CCS）證書、防爆證書。

其他輔助裝備

（1）符合安全標準的高、低壓管線一套；

（2）運送化學藥劑儲罐若干；

（3）配制藥劑隔膜泵一套；

（4）攪拌類罐一臺；

（5）相關勞動防護用品。

2.施工效果分析

2012年渤海某油田進行了層內生成二氧化碳調驅作業，工程師選取07井井組進行作業，設計液量為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井作業后11天（2012.11.28），02井見效；有效期持續62天，有效期內，平均日增油6.31m3，累積增油391m3。

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

07井層內CO2措施后13天,12井見效。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182天。

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

截止2013年9月，在07井組層內生成二氧化碳作業的共8口油井，目前已有4口油井見效，見效率50%，累計增油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井的作業成功，凸顯出層內生成二氧化碳調驅作業低投入、廣受益、高匯報的優勢和廣闊的市場潛力。

結論

層內生成二氧化碳氣體調驅對于海上油田是一種較新的增產技術，其核心是向目的地層中注入設計配方的化學藥劑，并使其在地層中相互反應生成驅替能力較強二氧化碳泡沫。通過利用二氧化碳氣體與原油的良好互溶性及泡沫調驅相關原理達到對目的層位解堵、封堵高滲透層、混合調驅等復合增產效果。在渤海油田實踐表明，層內生成二氧化碳調驅技術對油藏圈閉性好、地層壓力較高類型多注水井井網的穩油控水起到了積極的作用。與海上油田其他增產措施相比該技術施工工藝簡單、采收率提高明顯、效果時間持續較長、受益井多等顯著優點，是一項經濟實惠、一舉多得的成熟技術，擁有廣闊的應用前景。

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