消減控制二氧化碳氣竄對集輸系統運行的影響

王成訓

摘要：二氧化碳驅的推廣對于原油產量目標的實現至關重要，可以解決氣田擴能后新增二氧化碳埋存與循環利用的問題，保障氣田高效、環保、安全生產。同時，二氧化碳驅能夠提高低滲透油藏單井產量，對于穩定并提高單井產量意義重大。但是，隨著二氧化碳氣體注入量的增加，二氧化碳氣體會作為伴生氣，隨原油被采出到地面，給原油集輸系統帶來氣竄的危害，影響集輸系統的平穩運行。本文著重講解了日常工作中解決處理氣竄的幾種的常用方法的對比，希望能夠給予各油田解決氣竄問題作為參考。

關鍵詞：二氧化碳驅;氣竄的危害;處理方法

1.現狀調查

松遼盆地二氧化碳驅油與埋存示范工程是中國石油承擔的國家重大科技專項示范工程項目。該示范工程是從長嶺氣田的天然氣中捕集二氧化碳，將其用于低滲透油藏驅油，在實現二氧化碳驅提高采收率的同時埋存二氧化碳，隨著二氧化碳氣體注入量的增加，二氧化碳氣體會作為伴生氣，隨原油被采出到地面，給原油集輸系統帶來氣竄的危害，影響集輸系統的平穩運行。

2.分析原因

2.1地層發生氣竄的原因

氣體的流速是原油流速的400倍，是水的流速60倍，在具有較大壓差的油藏指進現象更加明顯，損害了地層的機理，主要是使油的相對滲透率變壞，油井發生嚴重的氣竄。

2.2氣竄對地層的影響

發生氣竄后地層壓力下降，采收率降低，另外還能引起其他負面效應，如引起氣體膨脹，引起油層溫度下降，引起瀝青質和蠟沉淀，從而堵塞地層通道。

2.3氣竄對原油集輸系統的影響

氣竄井回油壓力增高，溫度低，阻礙其它油井的回油，不但影響氣竄井的原油產量，還影響到其它油井的原油產量。另外，油井發生氣竄后，如果發現不及時，除造成其它油井的回油壓力增高溫度降低外，還能發生管線凝結、密封填料漏失，密封點泄漏等事故。

3.控制措施

3.1調整二氧化碳氣體注入方案

首先采取控制注氣與采油速度，均衡注氣，保持注采平衡，控制注采壓差，甚至降低注氣速度，也是防止氣竄的措施之一，但是注入單井各井油壓不一定，有高有低，導致有部分注入井出現注不進的狀況，況且注入量減少，也起不到埋存驅油目的，失去了埋存驅油意義。

3.2單井罐車泄壓方案

其次采用單井罐車泄壓，在單井現場用運輸油罐車與油井套管連接，泄放井底壓力，分別試驗黑+79-3-1、黑79-3-03和79-1-3三口井，每天每口井泄壓2小時以后，發現罐車泄壓只能暫時卸掉部分壓力，當停止單井罐車泄壓后，油壓還會恢復到泄壓前的壓力，起不到泄壓作用，而且單井泄壓費用比較高，員工操作難度大，每口井用一臺罐車需要運輸費用200元/小時，并且需要員工現場監督，二氧化碳氣體從高壓泄放到低壓還容易產生干冰，導致管線發生凍堵，泄壓效果滿足不了生產要求，浪費人力物力，增加生產成本。

3.3摻輸系統安裝止回閥方案

采用摻輸系統安裝止回閥，當單井原油管線壓力大于摻輸壓力時，止回閥關閉，防止氣體進入摻輸系統，保證摻輸系統壓力、溫度正常運行，當摻輸壓力大于單井油管線壓力時，摻輸水進入到單井油管線，與油井產出物匯合，進入集輸系統恢復正常生產，解決了高壓氣體進入摻輸系統的問題。

3.4安裝密閉循環計量罐方案

當單井回油壓力達到1.5MPa時，將單井回油流程切換到計量流程，將臥式計量罐作為泄壓罐，泄放單井壓力，并對單井進行計量，同時也能控制集輸系統壓力平穩。泄放氣體依靠系統壓力輸送到注入站進行處理回注，達到密閉循環注入，解決了單井回油管線氣竄問題。

4.檢驗效果

結合3.3和3.4試驗方案，在采油試驗隊0號井組黑79-1-3單井進行試驗

4.1黑79-1-3運行參數

黑79-1-3單井正常生產時摻輸壓力在1.0MPa-1.2MPa之間，溫度58℃-60℃之間，油井回油壓力在0.6MPa-0.8MPa之間，回油溫度35℃-38℃之間，此參數能夠保證集輸系統平穩運行。

4.2黑79-1-3氣竄時參數

當油管線發生氣竄時，摻輸系統壓力能增大到3.5MPa-4.0MPa之間，溫度降至15℃-20℃之間，回油壓力增大到3.5MPa-4MPa，回油溫度降低5℃-10℃整個集輸系統運行壓力波動較大，溫度較低，同時還導致與其相關的黑79、黑79-3-03、黑+79-3-1井回油壓力增高，溫度降低，造成油井不出油。

4.3黑79-1-3技改后參數

采取在黑79-1-3單井現場摻輸管線上安全止回閥，當黑79-1-3單井發生氣竄壓力大于1.2MPa時，此時止回閥關閉，摻輸系統壓力保持在1.0MPa-1.2MPa之間，溫度保持在58℃-60℃之間，再將黑79-1-3單井回油工藝倒計量流程進行系統泄壓計量，回油管線泄壓至1.0MPa時，摻輸管線止回閥開啟，摻輸水進入回油管線，集輸系統運行平穩，當集輸系統運行平穩4小時后，切換到正常生產流程，恢復生產。經過反復十余次試驗論證，確認此項試驗是目前解決集輸系統二氧化碳氣竄的最佳方法，不僅增加原油產量、節約成本、減輕崗位員工勞動強度，同時也避免環境污染。

5.結束語

總之，根據以上的結論，計劃在2019年5月初期在采油一區4號井組和采油三區2號井組篩選10口氣竄嚴重單井作為試驗井，組織人員反復試驗論證，摸索出最佳調控方法，予以全面推廣。