二氧化碳驅(qū)油技術(shù)在長慶低滲油田應(yīng)用前景

翟博文++胡建國++張小龍++白劍鋒++張巧生

[摘 要]不斷提高采收率是油氣田開發(fā)過程中永恒的主題。國內(nèi)外大量研究和實(shí)踐表明，二氧化碳驅(qū)油技術(shù)是復(fù)雜油藏有效開發(fā)的“利器”，是實(shí)現(xiàn)老油田持續(xù)提高采收率、新油田提高開發(fā)水平、致密油尋找更好開發(fā)途徑的必由之路和必然選擇，一方面是因?yàn)槎趸简?qū)油的效果已證明非常明顯，另一方面二氧化碳?xì)怏w的利用可以減輕溫室效應(yīng)。目前，我國大多數(shù)主力油田已進(jìn)入中后期開發(fā)階段，呈現(xiàn)出自然遞減率高、綜合含水高等特點(diǎn)，另外，隨著石油后備儲量的緊張和開發(fā)技術(shù)的提高，低滲透油田開發(fā)所占比例越來越大，因此不論是從提高采收率的需要，還是從保護(hù)環(huán)境角度出發(fā)，二氧化碳驅(qū)油技術(shù)在低滲透油田均具有廣闊的應(yīng)用前景。

[關(guān)鍵詞]二氧化碳 提高采收率 低滲透油田 保護(hù)環(huán)境

中圖分類號：TU154 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）07-0248-01

1. CO2驅(qū)油發(fā)展概況

1.1 國外CO2驅(qū)油發(fā)展概況

從上個(gè)世紀(jì)五十年代，許多國家就開始把CO2作為一種驅(qū)替溶劑進(jìn)行現(xiàn)場和實(shí)驗(yàn)研究，隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，到九十年代CO2驅(qū)油技術(shù)日趨成熟。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界目前正在實(shí)施的CO2驅(qū)油項(xiàng)目有上百個(gè)，而且還在以逐年增長的態(tài)勢發(fā)展，使用的國家主要有美國、俄羅斯、匈牙利、加拿大、法國、德國、葡萄牙等，其中以美國最多，受益年產(chǎn)油量達(dá)到近2000萬噸，一般提高采收率10%～20%左右。

1.2 國內(nèi)CO2驅(qū)油發(fā)展概況

從上世紀(jì)六十年代起，我國已開始重視CO2驅(qū)油技術(shù)的研究和應(yīng)用，目前已在大慶、勝利、吉林、江蘇、中原等油田進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)。我國首先在大慶油田將CO2驅(qū)油作為提高采收率方法進(jìn)行了研究，并開辟了小井距試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行先導(dǎo)性試驗(yàn)，在葡I牛-7層試驗(yàn)證明其與同條件對比井組的水驅(qū)相比，采收率提高了10%左右。在榆樹林油田樹101區(qū)塊CO2近混相驅(qū)試驗(yàn)也取得了較好效果，其采油速度連續(xù)四年保持在1.0%～1.2%。吉林油田建成了我國首個(gè)CO2驅(qū)油與埋存示范工程，示范效果顯著，與水驅(qū)相比，單井產(chǎn)量提高了2.3倍，試驗(yàn)區(qū)采收率提高了10%以上。

2. 影響CO2驅(qū)油因素簡析

（1）油藏巖性的影響

從國內(nèi)外現(xiàn)行的CO2驅(qū)油項(xiàng)目進(jìn)行分析可以得出，注CO2驅(qū)油的適應(yīng)范圍較為廣泛，其不僅適合于白云巖、砂巖油藏，也適合于硅藻巖、石灰?guī)r以及混合巖性類型油藏，主要是因?yàn)槎趸既苡谒笮纬傻奶妓峥梢匀芪g鈣鹽等，提高油藏底層的滲透率。

（2）滲透率、非均質(zhì)性的影響

低滲透率可提供充分的混相條件，減少重力分離，滲透率太高易導(dǎo)致早期氣竄，從而造成較低的驅(qū)油效率，可以說滲透率越低提高采收率效果越明顯。另外，隨著非均質(zhì)性的增強(qiáng)，采收率降低，主要是因?yàn)榉蔷|(zhì)油藏中注入的CO2優(yōu)先進(jìn)入高滲透層，導(dǎo)致當(dāng)?shù)蜐B透層中的原油尚未被完全驅(qū)掃時(shí)，其已從高滲透層進(jìn)入到生產(chǎn)井中，產(chǎn)生粘性指進(jìn)，從而使驅(qū)油效率降低，因此儲層巖石的非均質(zhì)性越小越好。

（3）流體性質(zhì)的影響

一般情況下，原油密度越大，其采收率越低，主要原因是由于油氣密度差越大，浮力作用越明顯，二氧化碳?xì)怏w越容易沿著油層的頂部流動(dòng)，氣體接觸面小，通過時(shí)間短，降低了二氧化碳?xì)怏w的波及系數(shù)，從而導(dǎo)致采收率低。

3.長慶低滲油田實(shí)施CO2驅(qū)油面臨挑戰(zhàn)

盡管國內(nèi)外多項(xiàng)攻關(guān)和實(shí)踐顯示，CO2驅(qū)油與埋存技術(shù)具有較好的推廣應(yīng)用前景，但長慶油田在地形地貌、油藏條件、儲層特性及地面工藝等方面與其他項(xiàng)目區(qū)塊相比差異性比較大，發(fā)展CO2驅(qū)油與埋存技術(shù)在理論、技術(shù)和政策等多方面仍面臨挑戰(zhàn)：

挑戰(zhàn)一：屬于典型的三低（低滲、低壓、低豐度）油藏，非均質(zhì)性強(qiáng)、礦化度高等特征與CO2驅(qū)油相適應(yīng)性問題。挑戰(zhàn)二：注水開發(fā)配套的注采工藝與CO2驅(qū)油適應(yīng)性問題。 挑戰(zhàn)三：注水開發(fā)配套的地面工程與CO2驅(qū)油適應(yīng)性問題。長慶油田地處黃土高原，溝壑縱橫、梁峁交錯(cuò)、高差起伏大，冬季氣候寒冷，針對特殊的地形地貌、含CO2采出液易導(dǎo)致地面管道凍堵、地面設(shè)備管道結(jié)垢加劇，常溫密閉輸送工藝及已建地面系統(tǒng)適應(yīng)性問題，亟需開展與長慶CO2驅(qū)相適應(yīng)的地面工藝技術(shù)研究。挑戰(zhàn)四：CO2驅(qū)油與封存安全風(fēng)險(xiǎn)控制問題。鄂爾多斯盆地儲層的封閉性、地質(zhì)體與露頭的關(guān)聯(lián)性及配置關(guān)系尚不明確，局部裂縫發(fā)育，CO2長期埋存面臨著地質(zhì)構(gòu)造密封性、井筒泄漏及油田棄置后維護(hù)的風(fēng)險(xiǎn)問題。另外在運(yùn)輸、儲存、注入、集輸過程中存在因CO2泄漏造成低洼聚集。從而引發(fā)當(dāng)?shù)丨h(huán)境污染和人畜傷害的風(fēng)險(xiǎn)，需開展CO2驅(qū)油與埋存過程的安全風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)研究。挑戰(zhàn)五：CO2驅(qū)油提高采收率政策及成本問題。作為低滲透油藏，CO2驅(qū)同深海、油砂開采和其他石油開采一樣，需要新理念、新技術(shù)、新模式、新政策體系和高油價(jià)的支撐配套，對長慶油田長期形成的低成本戰(zhàn)略面臨挑戰(zhàn)。

4.長慶低滲油田實(shí)施CO2驅(qū)油應(yīng)用前景

（1）資源儲量豐富

長慶油田位于鄂爾多斯盆地，地跨陜、甘、寧、蒙、晉五省區(qū)，已探明石油地質(zhì)儲量數(shù)十億噸，成功開發(fā)建設(shè)了三十多個(gè)油田，主要開發(fā)層位為侏羅系延安組和三疊系延長組油層，采出程度均不足20%，盆地內(nèi)剩余可采儲量十分豐富。

（2）油藏特點(diǎn)有利

盆地內(nèi)已探明石油地質(zhì)儲量中90%以上為低滲—特低滲透儲油層，平均滲透率0.2×10-3μm2～1×10-3μm2，儲層孔隙以粒間孔為主，平均喉道半徑1.1μm～5.7μm，屬于典型的底孔、低滲油層，從宏觀上講有利于采用CO2驅(qū)油整體提高采收率。

（3）原油性質(zhì)較好

長慶原油具有相對密度低、粘度低、含硫低、含蠟低和凝固點(diǎn)較高的特點(diǎn)。地面原油相對密度為0.834 mg/cm3～0.859mg/cm3，地層原油粘度為1.7 mPa·s～5.5mPa·s，原始地層壓力為9.53 MPa～15.70MPa，油層溫度41℃～58℃，有利于CO2混合物萃取和汽化原油中的輕質(zhì)組分，進(jìn)一步降低原油相對密度，從而提高采收率。

（4）油藏水驅(qū)程度低，原油含水高

長慶油田三疊系注水開發(fā)油藏，經(jīng)過堵水、分注、加密調(diào)整等，水驅(qū)采收率能達(dá)到30%左右，采收率仍有一定提升空間，按照長慶目前動(dòng)用地質(zhì)儲量估算，采收率提高1%，將新增上千萬噸可采儲量。另外，隨著油田開發(fā)時(shí)間的不斷延長，一些主力油藏含水達(dá)到70%以上，部分油藏出現(xiàn)水淹現(xiàn)象，采用CO2驅(qū)油技術(shù)可有效改善油藏環(huán)境，降低含水率，延長油井生產(chǎn)壽命。

（5）有利保護(hù)水資源和大氣環(huán)境

長慶油田開發(fā)區(qū)域大部分地處陜甘寧老區(qū)，水資源嚴(yán)重匱乏，目前全油田日注入清水量達(dá)到24×104m3，對當(dāng)?shù)爻青l(xiāng)生產(chǎn)生活用水會(huì)造成一定影響。另外，長慶油氣區(qū)疊合開發(fā)，凈化廠硫磺回收后的高含CO2尾氣可以作為原料，有一定的二氧化碳資源可以利用，不僅可以解決其封存問題，還可以保護(hù)大氣環(huán)境。

5. 總結(jié)

在能源緊缺和節(jié)能減排的背景下，二氧化碳驅(qū)油有著非常廣闊的推廣利用前景，在不同類型的油藏條件下其提高采收率效果明顯。本文結(jié)合長慶低滲透油藏的特點(diǎn)和開發(fā)現(xiàn)狀，綜合分析了其采用二氧化碳驅(qū)油技術(shù)提高采收率所面臨的挑戰(zhàn)和前景。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 沈平平、江懷友等主編，CO2注入提高采收率研究[J].特種油氣藏，2007.

[3] 錢伯章，朱建芳主編，世界封存CO2驅(qū)油的現(xiàn)狀與前景，能源環(huán)境保護(hù)，2008.

作者簡介

翟博文，女，1983年生，2009年7月研究生畢業(yè)于華中科技大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)，現(xiàn)在西安長慶科技工程有限責(zé)任公司石油設(shè)計(jì)部工作，主要從事油氣儲運(yùn)的相關(guān)設(shè)計(jì)工作。