二氧化碳驅(qū)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果分析

【摘要】貝14興安嶺油層屬低孔特低滲透油藏，2004年12月投入開(kāi)發(fā)，前期進(jìn)行彈性開(kāi)采，產(chǎn)量遞減較快；2006年5月實(shí)現(xiàn)注水開(kāi)發(fā)，但是由于地層滲透率低，水敏性強(qiáng)，很難實(shí)現(xiàn)有效注入，開(kāi)發(fā)效果不理想。2011年9月CO2試驗(yàn)區(qū)一期投運(yùn)，注氣區(qū)油井逐步見(jiàn)到注氣效果。本文結(jié)合CO2驅(qū)提高低滲油藏采收率機(jī)理及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)情況，對(duì)貝14興安嶺區(qū)塊注CO2礦場(chǎng)實(shí)驗(yàn)取得的開(kāi)發(fā)效果做了進(jìn)一步分析研究，為下步擴(kuò)大試驗(yàn)規(guī)模提供參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】低滲油藏；CO2驅(qū)；提高采收率；注氣受效

1、貝14興安嶺區(qū)塊開(kāi)發(fā)存在問(wèn)題

貝14興安嶺區(qū)塊位于蘇德?tīng)柼赜吞镏胁?，該區(qū)塊斷層密度大、斷塊小、構(gòu)造類(lèi)型多，儲(chǔ)層巖性復(fù)雜，且水敏性強(qiáng)，平均孔隙度16.1%，平均滲透率0.5mD，屬低孔特低滲透油藏。在注水開(kāi)發(fā)過(guò)程中主要存在以下問(wèn)題：一是投產(chǎn)初期產(chǎn)量較高，產(chǎn)量遞減較快，注水不受效，油井措施效果越來(lái)越差。2005年，貝14區(qū)塊興安嶺群油層68口油井投產(chǎn)初期平均單井日產(chǎn)油7.3t，到2010年6月平均單井日產(chǎn)油1.9t。二是注水井吸水能力較差，措施增注效果差。2006年5月注水開(kāi)發(fā)，到2006年底共投注23口井，平均單井日注水僅為9m3。到2010年6月，平均單井日注只有6m3。統(tǒng)計(jì)貝14區(qū)塊4口酸化井，平均酸化有效期僅為1個(gè)月，單井累計(jì)增注僅250m3；3口壓裂井，平均壓裂有效期為7個(gè)月，單井累計(jì)增注558m3。三是儲(chǔ)層動(dòng)用狀況逐年變差，地下虧空嚴(yán)重。截止2010年6月，地下累計(jì)虧空體積15.64×104m3。為了改善開(kāi)發(fā)效果，在貝14興安嶺中心部位開(kāi)展了注二氧化碳驅(qū)油試驗(yàn)。

2、試驗(yàn)區(qū)開(kāi)發(fā)概況

試驗(yàn)區(qū)位于貝14興安嶺區(qū)塊的中部，采用反九點(diǎn)面積井網(wǎng)，井距200m，面積1.79km2，地質(zhì)儲(chǔ)量436.6×104t，滲透率1.12mD，孔隙度13.49%，原始地層壓力17.6MPa，平均單井鉆遇有效厚度34.9m。于2005年投入開(kāi)發(fā)。投產(chǎn)以來(lái)，注水量、產(chǎn)液量、產(chǎn)油量均下降較快，于2006、2007、2008年進(jìn)行了大量措施工作，但效果均不明顯，沒(méi)有受效跡象，產(chǎn)量持續(xù)下降。

3、CO2驅(qū)增油機(jī)理及適用性分析

3.1 降低原油粘度 CO2注入油藏，在地層溫度下迅速氣化，極易溶于原油，并能大幅度降低原油粘度。在地層條件下，壓力越高CO2在原油中的溶解度就越高，則原油的粘度降低越顯著。

3.2 原油體積膨脹 原油中充分溶解CO2后可使原油體積膨脹10%～40%，注入CO2后原油的體積增加，增加了原油的內(nèi)動(dòng)能，也大大減少了原油流動(dòng)過(guò)程中毛管阻力和流動(dòng)阻力，從而提高了原油的流動(dòng)能力。

3.3 壓力下降造成溶解氣驅(qū) 由于注入的CO2在原油中溶解，形成CO2溶解氣。當(dāng)油井生產(chǎn)時(shí)，油層壓力降低，大量的CO2從原油中游離出來(lái)，將原油驅(qū)入井筒。

3.4 改善原油與水的流度比 大量注入的CO2會(huì)在原油和水中溶解。CO2在原油中溶解后使原油的粘度降低，流度增加；CO2在水中溶解后使水碳酸化，粘度增加，流度下降。

3.5 酸化解堵作用，提高注入能力 在頁(yè)巖中，溶解有CO2的地層水可與地層基質(zhì)相互反應(yīng)，降低地層水PH值，抑制儲(chǔ)層的粘土膨脹。在碳酸巖和砂巖中，CO2與儲(chǔ)層礦物能發(fā)生反應(yīng)，生成易溶于水的碳酸氫鹽，提高了儲(chǔ)層的滲透性。在一定壓差下，一部分游離氣對(duì)油層的堵塞物具有較強(qiáng)的沖刷作用，可有效地疏通因二次污染造成的地層堵塞。國(guó)外，主要是美國(guó)早在20世紀(jì)50年代就開(kāi)始了注CO2采油的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，并且取得了較好的效果。國(guó)外注CO2采油應(yīng)用油藏類(lèi)型較多，儲(chǔ)層滲透率大于0.1×10-3μm2，油藏埋深小于3500m，原油API小于45.0的油藏均適合注CO2驅(qū)油。

國(guó)內(nèi)，大慶油田和吉林油田也分別開(kāi)展了注CO2驅(qū)油試驗(yàn)，見(jiàn)到一定效果，為在海拉爾開(kāi)展注氣試驗(yàn)提供了參考。另外海拉爾盆地適合CO2驅(qū)的特低滲透油層儲(chǔ)量較大，且擁有豐富的CO2氣源，有利于試驗(yàn)的開(kāi)展。

通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)表明在原始油藏條件下CO2對(duì)興安嶺儲(chǔ)層原油有很好的膨脹和降粘作用，原油體積膨脹可達(dá)1.4倍，降粘幅度可達(dá)40%，巖心驅(qū)替試驗(yàn)表明CO2驅(qū)油效率較高，在注入CO2孔隙體積0.8時(shí)，混相驅(qū)的驅(qū)油效率能達(dá)到80%，并隨著注入體積的增加穩(wěn)中有升。

4、試驗(yàn)效果分析

試驗(yàn)區(qū)一期4注15采于2011年9月正式投產(chǎn)，至2013年10月，累計(jì)注氣2.84×104t，0.0204PV，2012年下半年逐漸見(jiàn)到注氣效果，截止2013年10月，累計(jì)增油2900t。

4.1 試驗(yàn)區(qū)產(chǎn)油量上升

試驗(yàn)區(qū)開(kāi)發(fā)形勢(shì)：2012年5月份上提注入壓力，注入量增加；6月份油井開(kāi)始表現(xiàn)出受效跡象，產(chǎn)液量、產(chǎn)油量逐漸增加，由18.9t/d，增加到目前的29.3t/d，采油速度達(dá)到0.48%。

貝14-X58-58井組3口井和貝14-X56-54井受效比較明顯。主要表現(xiàn)為構(gòu)造高部位受效、水氣共同作用受效、沿人工裂縫方向受效三種形式。

4.2 套管氣CO2含量上升

從套管氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看，貝14-X60-58等6口井套管氣CO2含量較高。

4.3 儲(chǔ)層動(dòng)用狀況得到改善

對(duì)比注氣前后4口井的產(chǎn)液剖面和2口井的注入剖面資料，吸氣層數(shù)、吸氣厚度明顯增加。

表5 注氣前后注入和產(chǎn)出剖面對(duì)比表

項(xiàng)目注氣前/注氣后 差 值

小層數(shù)砂巖厚度有效厚度小層數(shù)砂巖厚度有效厚度

注入剖面8/1236.3/52.227.5/49.4415.921.9

產(chǎn)出剖面15/2466.2/116.963.3/112.6950.749.3

4.4 注入波及體積擴(kuò)大

微地震水/氣驅(qū)前緣監(jiān)測(cè)資料顯示，注氣推進(jìn)速度明顯加快。

4.5 注氣后地層原油原油密度、粘度下降

2口井的平均地面原油密度由0.8334t/m3下降至0.8273t/m3，平均地面原油粘度由8.33mPa.s下降至6.34mPa.s。

5、結(jié)論與認(rèn)識(shí)

（1）由于地層條件差，在原井網(wǎng)下，很難建立有效驅(qū)動(dòng)體系，注不進(jìn)采不出，措施也很難達(dá)到增產(chǎn)增注的目的。

（2）通過(guò)國(guó)內(nèi)外注CO2實(shí)例和室內(nèi)試驗(yàn)表明，貝14興安嶺區(qū)塊比較適合CO2驅(qū)。

（3）通過(guò)加密錄取資料表明，試驗(yàn)區(qū)一期取得一定效果，產(chǎn)油量明顯上升，油井套管氣見(jiàn)到CO2，儲(chǔ)層動(dòng)用程度提高，波及體積擴(kuò)大，地面原油密度和粘度下降。

（4）在目前情況下，很難達(dá)到混相驅(qū)油，應(yīng)主要以氣頂氣驅(qū)和溶解氣驅(qū)為主，因此構(gòu)造高部位井、高滲透條帶井比較容易受效。

（5）目前試驗(yàn)區(qū)有6口井套管氣CO2含量明顯上升，二氧化碳對(duì)油氣井管柱和地面管線(xiàn)系統(tǒng)都有腐蝕作用，需加強(qiáng)配套注采和集輸防腐工藝的研究。

（6）貝14興安嶺區(qū)塊地下條件復(fù)雜，需進(jìn)一步加強(qiáng)地質(zhì)研究和注氣規(guī)律研究，以適應(yīng)規(guī)模擴(kuò)大的需要。