二氧化碳驅在新霍地區的研究與應用

曹偉 劉娟 蘇冉 李軍 魏濤(中原油田分公司采油六廠， 山東 菏澤 274511)

二氧化碳驅在新霍地區的研究與應用

曹偉 劉娟 蘇冉 李軍 魏濤(中原油田分公司采油六廠， 山東 菏澤 274511)

新霍地區屬于高壓低滲油藏，自然能量開發過程中面臨產量遞減快，注水開發又面臨著注水壓力高，且油井見水快的矛盾，常規的二次采油技術已難以提高該塊的儲量動用程度，二氧化碳驅從增壓、降黏等方面改善了原油的性質，有利于原油從地下析出，對提高新霍油田的采收率有積極的意義，本文主要從二氧化碳的驅油機理以及通過二氧化碳驅在新霍地區的應用來論證二氧化碳在高壓低滲油藏中的優勢，為油田開發提供借鑒。

二氧化碳驅；降黏；提高采收率

0 引言

新霍地區油藏為高壓低滲高汽油比油藏，前期開發過程中為獲得經濟產量，多采用壓裂生產，初期產能較高，隨著開采過程中氣體逐漸從油層中脫離后，地下原油黏度增加，原油流動性變差，產能下降快；后期注水開發過程中受儲層與前期壓裂開發影響，表現為水井注水壓力高，注水困難，僅有的注入水量很快沿著壓裂縫推進，油井見效后很快見水，水驅效率低，實踐證明，新霍塊不適宜注水開發。

CO2是一種在油和水中溶解度都很高的氣體，當它大量溶解于原油中時，可使原油體積膨脹、黏度下降；因此，探索在新霍塊實施注二氧化碳開發具有重要意義。

1 二氧化碳驅油機理研究

CO2驅分為混相驅和非混相驅，本文主要討論混相驅，混相驅主要通過降黏、膨脹、萃取、溶解來驅替原油。

①降低原油黏度：當CO2溶入原油后，原油的汽油比增大，在不同壓力條件下，氣油比增加時，黏度急劇下降，當氣油比大于20后，黏度下降趨于平緩，總的變化趨勢近似符合指數變化關系。由此可見，通過注入CO2改善了原油的特性，可以降低原油黏度。

②膨脹原油體積：隨著原油中溶解CO2量不斷增加，CO2氣油比增大，原油膨脹系數由1.058逐漸上升至1.0717，說明在原油中注入CO2，可以膨脹原油體積，而膨脹的原油會使儲層孔隙壓力升高，在局部形成飽和區域，給地下原油流動提供動力，從而提高油藏的最終采收率。

③萃取原油：在油藏中注入的高壓CO2可部分地溶于石油中，使石油中較易揮發的組分蒸發出來，形成富集氣體，前進的氣方面石油中較易揮發的組分蒸發出來，形成富集氣體，前進的氣體反復與未被作用的油藏接觸，從而甚至可與石油形成互溶狀態。由于氣相與殘存的液體石油之間界面張力小，氣體進入油藏孔隙可置換殘存的石油。

④溶解原油：由于CO2可大量溶解于原油中，在注入過程中，一部分CO2溶于原油，隨著注入壓力上升，溶解的CO2量越來越多，當油藏停止注CO2時，隨著生產的進行，油藏壓力降低，油藏原油中的CO2就會從原油中分離出來，為溶解氣驅提供能量，形成類似于天然類型的溶解氣驅。即使停注，油藏中的CO2氣體仍然可以驅替油藏中的原油，而且，一部分CO2像殘余氣一樣圈閉在油藏中，進一步增加采出油量。

另外，CO2遇水能降低pH值，形成弱酸性水，可溶解儲層中的鈣質交接物，長期注CO2，能改善儲層的孔隙度與滲透率。

2 二氧化碳驅在新霍地區的應用

新霍地區在注水開發遇到注水困難與快速水淹等矛盾后，轉而實施CO2驅油，結合該地區油藏條件，該塊選擇為采用CO2連續注氣混相驅，通過該塊CO2驅室內實驗結果可知，該塊CO2驅混相壓力為26.17MPa，在注氣實施時，對應油井采用關井憋壓，并選擇井組中部油井新側18井作為監測井，監測注入過程中地層壓力恢復情況。該次CO2驅在新17井首先實施，該井組由注水改為注氣后，在注入量增加的情況下，注入壓力下降了25MPa。

從監測井監測地層壓力恢復情況表明(圖1)，當注入CO2后，地層壓力逐漸恢復，當地層壓力恢復至試驗標定的混相壓力時，可認為地下原油與CO2已經混相。

圖1 新霍側18井壓力監測曲線圖

在達到混相壓力后，該井組油井新16-4井開井生產，穩定日產油8噸，從而證實了該塊適合于CO2驅采油。

3 結語

CO2驅技術在國內外已經非常成熟，選擇合適的區塊至關重要，CO2驅油機理是尋找適合CO2。

驅區塊的重要參考依據，低滲，低采出程度的油田通過CO2驅往往能產生意想不到的效果。

運用CO2驅在產生經濟效益的同時，封存了大量的溫室氣體，具有良好的生態環境意義。

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