吉林油田分层注入二氧化碳挖潜剩余油解析

  [中国石油新闻中心2018-04-20]
  编者按：如何促进资源开发与环境保护的协调发展，是中国石油一直深入探索、思考的问题。各油气田企业秉承绿色低碳发展理念，积极探索绿色采油方式，其中，二氧化碳驱油与埋存技术就是典型代表。
  二氧化碳驱油与埋存技术是指将二氧化碳注入油藏，利用二氧化碳驱替原油，其在有效提高原油采收率的同时，将大部分二氧化碳永久埋藏于油藏中。部分伴随原油产出的二氧化碳循环注入油藏，直至油藏废弃后全部埋存，达到二氧化碳零排放，实现驱油经济效益与二氧化碳减排社会效益双赢。
  在第49个世界地球日来临之际，中国石油报聚焦二氧化碳驱油与埋存技术发展现状，探讨应用前景，敬请关注。
  截至4月16日，吉林油田大情字区块的情东+15-7和情东+19-11两口井，已利用研发的分层注气工艺实现连续注入二氧化碳气体20个月以上，注气状态平稳。
  在整个注气驱油过程中，矿场跟踪测试表明，层间得到有效分隔，满足安全分注需求。同时，通过两口井的成功试验，井组地层压力得到有效恢复，目前地层压力13.5兆帕，较前期上升3.4兆帕，日产油上升7.13吨，含水率下降约6个百分点。
  更高效——
  二氧化碳解“愁油”之困
  油田发展到中后期，企业要考虑如何采出效益油。对于通过水驱无法开采的剩余油，一旦找不到适当的开发手段，就会变为“愁油”。
  为破解剩余油开采难的瓶颈，吉林油田大力开展三次采油研究。吉林油田拥有丰富的二氧化碳气源，而二氧化碳本身具备易流动、易注入的特点，驱油效果好于水驱。2008年开始，吉林油田在黑59区块开展二氧化碳驱油先导试验。
  试验过程中科研人员发现，当注入二氧化碳为液态时，井下极易产生相变，进而发生冻堵。在此基础上，他们进行合理调整，将注入二氧化碳调至超临界状态，增加管柱尺寸，增大注入空间。这样一来，注入的二氧化碳整体温度保持在31摄氏度以上，保证了高温不冻堵，试验结果明显好于水驱。
  然而，由于采取的是地下混注方式，地下储层存在非均质性，有些储层吸入效果好、驱油明显，有的储层吸入效果差、驱油效果不理想。采取什么样的办法能解决二氧化碳驱替不均匀的难题呢？
  更精细——
  分层注入增效益储量
  最初，科研人员参照水驱井下分注工艺，采取水嘴分层，但气驱区块层间压差小，利用水嘴难以有效分层。2010年，吉林油田尝试工艺改进，针对黑46区块井况特点，创新研发多功能桥塞进行层间分隔，注入方式调整为地上分注，并在黑46区块选井试验。这项工艺在集团公司内部尚属首创。
  使用封隔器混注过程中，一旦井下油管发生套变，油管无法取出，只能大修。利用多功能桥塞地面分注则可完全避免上述情形，即使井下发生套变，也可将油管轻松取出，只将桥塞留在里面即可，不会产生任何上修或污染风险。
  笼统注入二氧化碳过程中，由于老井普遍采取压裂投产，气体容易出现单层气窜，这部分二氧化碳起不到驱油效果。而分层注入过程中，两层的二氧化碳气体可以交互驱替，避免单层气窜产生气体浪费。同时，这项工艺还可以根据储层需求，单独注上层或下层，两层同注一种介质或者同时注入不同介质，实现多元化注入。用分层注入工艺，同等数量的二氧化碳气体可驱替出更多原油，采收率可以进一步提高，增加效益油储量。
  2016年，吉林油田选取大情字区块的情东+15-7和情东+19-11两口井开展扩大试验，对个别难点逐步改进，分层注入工艺更完善。
  更实用——
  工艺简单不挑储层状况
  吉林油田各采区分布的储层状态复杂多样，很多工艺技术受地域或地层形态限制，在此采区应用针对性强、效果较好，却不适用于其他采区，应用范围不广泛。
  据吉林油田油气工程研究院二氧化碳驱项目负责人潘若生介绍，分层注入工艺最大的优点，就是对地下储层状况无任何要求，只要井筒状况良好，地面管线设施配套，分注设备和管柱可以顺利下到所需层内，进行二氧化碳分层注入驱油。
  据了解，这项工艺适用于大部分陆上油田。吉林油田已经开始探索对外技术服务，为长庆油田、新疆油田、南方公司等提供二氧化碳工程注采技术服务，结合对方油藏开发评价，开展有效注入，让这项技术惠及更多同类企业。
  油气课堂
  本期嘉宾：
  中国石油勘探开发研究院提高石油采收率国家重点实验室杨永智吕文峰
  问：目前国内外油气田对二氧化碳驱应用情况如何？
  答：美国目前正在实施的二氧化碳驱油项目中，72%是低渗透油藏，28%是中高渗油藏；74%是水驱后使用二氧化碳驱，26%是一次采油后使用二氧化碳驱。
  在我国，大规模低渗透油藏水驱开发亟须寻找稳产接替技术，新发现的低品位难采储量亟须寻找有效动用技术，应用二氧化碳驱油技术是现实的战略选择和技术方向。
  问：目前二氧化碳驱是否成熟？
  答：以美国为代表，二氧化碳驱油技术已得到大规模应用，年产油量超过1500万吨，是其第一大提高石油采收率技术。
  在我国，针对陆相沉积油藏特点，二氧化碳驱油技术经过10多年的集中研究和攻关试验，从室内研究到现场施工，走通了全部环节，形成了较成熟的二氧化碳驱油理论和配套工艺技术，进入工业化推广阶段，但还没有一个项目走完项目的全生命周期，工艺技术仍需简化完善。
  问：二氧化碳驱技术效果如何？
  答：美国二氧化碳驱油提高采收率一般在7%至15%，目前正发展新一代二氧化碳驱油技术，提高采收率有望达到15%至25%。
  在我国，二氧化碳驱油试验项目初步见效，吉林黑79小井距二氧化碳驱试验证实，水驱高含水油藏转二氧化碳驱也可进一步提高采收率，预测提高采收率20%以上。
  问：目前，推广应用二氧化碳驱的技术瓶颈是什么？
  答：首先，廉价、稳定、足量的二氧化碳气源供给是技术大规模推广应用的先决条件。二氧化碳捕集和运输涉及复杂的经济、地理、人文等因素，甚至需跨企业、跨行业、跨地区统筹考虑，比较复杂。
  美国二氧化碳驱油气源以天然二氧化碳气藏为主，占80%，总体供给稳定。二氧化碳输送以管道为主，建成运营的干线总里程达7500千米，为提供价格低廉的二氧化碳气源奠定坚实基础。相较而言，我国尚无大规模商业化二氧化碳管道，二氧化碳捕集和运输成本较高，限制了技术在我国的大规模推广应用。
  其次，我国油藏以陆相沉积储层为主，裂缝发育，非均质性强，制约了二氧化碳驱油技术的应用效果。二氧化碳驱扩大波及体积技术，还有待攻关完善。
  再次，二氧化碳驱油技术对腐蚀防护有特殊要求，地面工程建设也比水驱复杂且成本高，低油价限制了技术的推广应用。