特低滲油藏探索二氧化碳驅提高采收率節能減排技術研究

馮柳

摘要 ?濮城油田衛42斷塊區油藏含油面積5.4km，地質儲量161×10t，標定采收率18.6%。油藏孔隙度12.7%，平均滲透率2.25mD，油藏平均注水壓力41MPa。針對儲層物性差，注水壓力高，注水困難，油井見效難的問題，開展特低滲油藏二氧化碳驅油技術研究。同時二氧化碳的深層埋存能減緩溫室效應，保護環境。

關鍵詞 ?特低滲油藏;二氧化碳驅;深層埋存;提高采收率

1 ?項目背景

1.1 現狀

濮城油田衛42斷塊區油藏位于濮衛次洼西翼，斷塊平面上呈NNE向延伸的長條狀。衛42塊沙三中3-4油藏平均注水壓力41MPa，高于全廠平均注水壓力（22.5MPa）;單井日注水能力15m3，低于全廠單井平均日注水能力（54m3），難以滿足油藏開發需要。

1.2 存在問題

一是儲層物性差，開發難度高，采出程度低;二是注水困難，注水成兩級分化的現象。

1.3 項目實施的目的

通過二氧化碳驅，主要是減低原油粘度，降低界面毛細管壓力，提高驅油效率，提高采油速度，最終提高采收率，為同類油藏實施二氧化碳驅提供寶貴經驗，更能大力推進碳捕集埋存工作，向地層深處注入二氧化碳，是隔離碳的最有希望的方法。

2 ?主要技術概況

對中原油田同類油藏實施二氧化碳驅效果進行調研，開展二氧化碳驅氣源調查，根據數值模擬和現場試驗研究衛42塊二氧化碳驅合理井網井距，探討不同方案下CO注入量與注入速度的最佳值，由數模燜井時間和累產油關系圖將燜井時機科學化。

3 ?項目實施情況

3.1 項目研究過程

3.1.1合理井網井距研究

在現有注采井網的基礎上，開展地質基礎研究，主要研究油藏儲層物性、人工裂縫、注氣井位置選擇、井距等對二氧化碳驅的影響，制定科學合理的注采井網，根據數值模擬和現場試驗相結合，注氣井位置部署在高部位為最佳，注采井距在400-500m，為防止氣竄，應與人工裂縫方向成一定夾角。

3.1.2注入參數優化

1、注入CO量優化

對衛42塊設計不同的注入量，研究其累計產油量、換油率指標。注入量分別為0.15、0.23、0.31、0.39、0.47PV。

從增油量和換油率曲線看是存在交叉，說明增油量和換油率是相互影響的參數，隨著注入量的增加，增油量增加，但是換油率隨著注入量的增加是逐漸減小的。在注入量為0.39PV時，換油率為0.34t/t，此時可以達到較多的增油量和較高的經濟效益，因此最終優化衛42區塊的注氣量為0.39PV。

2、注入CO速度優化

對衛42塊設計不同的注入速度分別為20t/d，25t/d，30t/d，35t/d，40t/d，45t/d，50t/d。研究其累計產油量、換油率指標。減小注氣速度可使氣驅前緣均勻推進，提高二氧化碳利用率，但注氣速度慢會導致方案時間長，優化衛42-43塊的注氣速度為30-35t/d。

3.1.3燜井時間優化

二氧化碳混相是多次接觸混相，燜井時間長有利于二氧化碳在地下的有效埋存，可提高油藏壓力，提高混相效果，擴大宏微觀波及體積，但同時會影響開井時間，影響累計產油量。由數模燜井時間和累產油關系圖可優化出燜井時間為注氣后1年。

3.2 現場試驗或實際應用情況

對衛42-43塊進行整體部署，覆蓋石油地質儲量：161.05×104t，注采井距：平均400m，注氣井數：8口（水井5口，油井3口），采油井數：32口。設計注入參數：單井日注：30-60t/d;累注：56.66×104t。方案采取“整體部署、分批實施”的原則，第一批實施6個井組。

2015年8月起隨著二氧化碳的注入，部分油井初步見到增油效果，6個井組產量由注氣前的40t，最高上升到50t，增油幅度10%左右，截止到2016年12月，對應10口油井先后見到增油效果，階段累注氣5.4×10t，階段累計增油1950t，可采儲量采出程度提高0.7個百分點。

2017年1月至2018年8月處于油井燜井階段，階段注氣5.2×10t。

三年投資回收期內，油藏累計節約電量254.04萬度，實現二氧化碳注入量10.64×10t，二氧化碳的有效地下埋存量9.52×10t。

4 ?節能環保效果及經濟效益分析

4.1 經濟技術指標及能效指標

應用油藏工程及類比法預測方案優先實施6個井組二氧化碳驅指標。衛42塊6個井組累計注入二氧化碳為56.66萬噸，二氧化碳驅12年方案累產油20.46萬噸，預測二氧化碳驅12年方案提高采出程度為15.02%，換油率是0.361噸/噸。

4.2 主要能源品種節約量

1、在注水開發時，6口水井年均節約注水4.38萬方，注入一方高壓水用電14度，累節約183.96萬度;2、建立二氧化碳驅的矢量井網后，通過抽稀井網達到合理注采井距，關停低無效油井2口，抽油機每口井每天用電320度，累節約電量70.08萬度。階段累節約電量254.04萬度。

4.3 污染物減排量

與河南心連心集團、中原大化等企業簽訂長期戰略合作協議，形成合成氨工業尾氣CO高效捕集技術，推動企業開展碳捕集;在五市五企建成了130萬噸/每年的捕集能力，為氣驅提供充足氣源并降低溫室氣體排放。截至2018年10月，階段有效埋存二氧化碳9.52×104t。

4.4 環境風險降級

（1）CO埋存符合國家綠色低碳發展戰略，有利于環保。

（2）為我國兌現2030年單位GDP碳排放降低60%～65%的承諾，提供了一項關鍵技術，增強應對氣候變化的國際影響力。

（3）碳交易政策促使CO價格降低。

4.5 經濟效益測算

投入：增加二氧化碳補集封存成本=360*10.64=3816.0萬元;

產出：節約電費254.04*0.786=199.68萬元，節約碳排放費用380*9.52=3617.6萬元;增油創收1950*3000/10000=585萬元

投入產出比：1：1.15。

5 ?推廣應用建議

二氧化碳驅在特低滲油藏的成功實施，為同類油藏提高采收率提供一種有效的技術手段，同時減少了溫室氣體的排放，社會效益良好。該技術可在特低滲難注水油藏推廣實施，中原油田適宜二氧化碳驅儲量4.9億噸，室內實驗及現場試驗結果顯示，二氧化碳驅可增加可采儲量潛力3547萬噸，二氧化碳埋存量8402萬噸，推廣利用價值高。