特低滲油藏探索二氧化碳驅(qū)提高采收率節(jié)能減排技術(shù)研究

馮柳

摘要 ?濮城油田衛(wèi)42斷塊區(qū)油藏含油面積5.4km，地質(zhì)儲(chǔ)量161×10t，標(biāo)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(duì)儲(chǔ)層物性差，注水壓力高，注水困難，油井見(jiàn)效難的問(wèn)題，開(kāi)展特低滲油藏二氧化碳驅(qū)油技術(shù)研究。同時(shí)二氧化碳的深層埋存能減緩溫室效應(yīng)，保護(hù)環(huán)境。

關(guān)鍵詞 ?特低滲油藏;二氧化碳驅(qū);深層埋存;提高采收率

1 ?項(xiàng)目背景

1.1 現(xiàn)狀

濮城油田衛(wèi)42斷塊區(qū)油藏位于濮衛(wèi)次洼西翼，斷塊平面上呈NNE向延伸的長(zhǎng)條狀。衛(wèi)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(kāi)發(fā)需要。

1.2 存在問(wèn)題

一是儲(chǔ)層物性差，開(kāi)發(fā)難度高，采出程度低;二是注水困難，注水成兩級(jí)分化的現(xiàn)象。

1.3 項(xiàng)目實(shí)施的目的

通過(guò)二氧化碳驅(qū)，主要是減低原油粘度，降低界面毛細(xì)管壓力，提高驅(qū)油效率，提高采油速度，最終提高采收率，為同類油藏實(shí)施二氧化碳驅(qū)提供寶貴經(jīng)驗(yàn)，更能大力推進(jìn)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(shù)概況

對(duì)中原油田同類油藏實(shí)施二氧化碳驅(qū)效果進(jìn)行調(diào)研，開(kāi)展二氧化碳驅(qū)氣源調(diào)查，根據(jù)數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究衛(wèi)42塊二氧化碳驅(qū)合理井網(wǎng)井距，探討不同方案下CO注入量與注入速度的最佳值，由數(shù)模燜井時(shí)間和累產(chǎn)油關(guān)系圖將燜井時(shí)機(jī)科學(xué)化。

3 ?項(xiàng)目實(shí)施情況

3.1 項(xiàng)目研究過(guò)程

3.1.1合理井網(wǎng)井距研究

在現(xiàn)有注采井網(wǎng)的基礎(chǔ)上，開(kāi)展地質(zhì)基礎(chǔ)研究，主要研究油藏儲(chǔ)層物性、人工裂縫、注氣井位置選擇、井距等對(duì)二氧化碳驅(qū)的影響，制定科學(xué)合理的注采井網(wǎng)，根據(jù)數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)相結(jié)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(yīng)與人工裂縫方向成一定夾角。

3.1.2注入?yún)?shù)優(yōu)化

1、注入CO量?jī)?yōu)化

對(duì)衛(wèi)42塊設(shè)計(jì)不同的注入量，研究其累計(jì)產(chǎn)油量、換油率指標(biāo)。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(shuō)明增油量和換油率是相互影響的參數(shù)，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(shí)，換油率為0.34t/t，此時(shí)可以達(dá)到較多的增油量和較高的經(jīng)濟(jì)效益，因此最終優(yōu)化衛(wèi)42區(qū)塊的注氣量為0.39PV。

2、注入CO速度優(yōu)化

對(duì)衛(wèi)42塊設(shè)計(jì)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(jì)產(chǎn)油量、換油率指標(biāo)。減小注氣速度可使氣驅(qū)前緣均勻推進(jìn)，提高二氧化碳利用率，但注氣速度慢會(huì)導(dǎo)致方案時(shí)間長(zhǎng)，優(yōu)化衛(wèi)42-43塊的注氣速度為30-35t/d。

3.1.3燜井時(shí)間優(yōu)化

二氧化碳混相是多次接觸混相，燜井時(shí)間長(zhǎng)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(kuò)大宏微觀波及體積，但同時(shí)會(huì)影響開(kāi)井時(shí)間，影響累計(jì)產(chǎn)油量。由數(shù)模燜井時(shí)間和累產(chǎn)油關(guān)系圖可優(yōu)化出燜井時(shí)間為注氣后1年。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)或?qū)嶋H應(yīng)用情況

對(duì)衛(wèi)42-43塊進(jìn)行整體部署，覆蓋石油地質(zhì)儲(chǔ)量：161.05×104t，注采井距：平均400m，注氣井?dāng)?shù)：8口（水井5口，油井3口），采油井?dāng)?shù)：32口。設(shè)計(jì)注入?yún)?shù)：?jiǎn)尉兆ⅲ?0-60t/d;累注：56.66×104t。方案采取“整體部署、分批實(shí)施”的原則，第一批實(shí)施6個(gè)井組。

2015年8月起隨著二氧化碳的注入，部分油井初步見(jiàn)到增油效果，6個(gè)井組產(chǎn)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(duì)應(yīng)10口油井先后見(jiàn)到增油效果，階段累注氣5.4×10t，階段累計(jì)增油1950t，可采儲(chǔ)量采出程度提高0.7個(gè)百分點(diǎn)。

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(nèi)，油藏累計(jì)節(jié)約電量254.04萬(wàn)度，實(shí)現(xiàn)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(jié)能環(huán)保效果及經(jīng)濟(jì)效益分析

4.1 經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)及能效指標(biāo)

應(yīng)用油藏工程及類比法預(yù)測(cè)方案優(yōu)先實(shí)施6個(gè)井組二氧化碳驅(qū)指標(biāo)。衛(wèi)42塊6個(gè)井組累計(jì)注入二氧化碳為56.66萬(wàn)噸，二氧化碳驅(qū)12年方案累產(chǎn)油20.46萬(wàn)噸，預(yù)測(cè)二氧化碳驅(qū)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(jié)約量

1、在注水開(kāi)發(fā)時(shí)，6口水井年均節(jié)約注水4.38萬(wàn)方，注入一方高壓水用電14度，累節(jié)約183.96萬(wàn)度;2、建立二氧化碳驅(qū)的矢量井網(wǎng)后，通過(guò)抽稀井網(wǎng)達(dá)到合理注采井距，關(guān)停低無(wú)效油井2口，抽油機(jī)每口井每天用電320度，累節(jié)約電量70.08萬(wàn)度。階段累節(jié)約電量254.04萬(wàn)度。

4.3 污染物減排量

與河南心連心集團(tuán)、中原大化等企業(yè)簽訂長(zhǎng)期戰(zhàn)略合作協(xié)議，形成合成氨工業(yè)尾氣CO高效捕集技術(shù)，推動(dòng)企業(yè)開(kāi)展碳捕集;在五市五企建成了130萬(wàn)噸/每年的捕集能力，為氣驅(qū)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(huán)境風(fēng)險(xiǎn)降級(jí)

（1）CO埋存符合國(guó)家綠色低碳發(fā)展戰(zhàn)略，有利于環(huán)保。

（2）為我國(guó)兌現(xiàn)2030年單位GDP碳排放降低60%～65%的承諾，提供了一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，增強(qiáng)應(yīng)對(duì)氣候變化的國(guó)際影響力。

（3）碳交易政策促使CO價(jià)格降低。

4.5 經(jīng)濟(jì)效益測(cè)算

投入：增加二氧化碳補(bǔ)集封存成本=360*10.64=3816.0萬(wàn)元;

產(chǎn)出：節(jié)約電費(fèi)254.04*0.786=199.68萬(wàn)元，節(jié)約碳排放費(fèi)用380*9.52=3617.6萬(wàn)元;增油創(chuàng)收1950*3000/10000=585萬(wàn)元

投入產(chǎn)出比：1：1.15。

5 ?推廣應(yīng)用建議

二氧化碳驅(qū)在特低滲油藏的成功實(shí)施，為同類油藏提高采收率提供一種有效的技術(shù)手段，同時(shí)減少了溫室氣體的排放，社會(huì)效益良好。該技術(shù)可在特低滲難注水油藏推廣實(shí)施，中原油田適宜二氧化碳驅(qū)儲(chǔ)量4.9億噸，室內(nèi)實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果顯示，二氧化碳驅(qū)可增加可采儲(chǔ)量潛力3547萬(wàn)噸，二氧化碳埋存量8402萬(wàn)噸，推廣利用價(jià)值高。