二氧化碳單井吞吐增油技術運用探究

蘭海寬 周傳臣 韓英波 劉旻 冀俊偉 羅曉龍

摘 要：隨著社會的發展，各界對于資源的需求也在不斷增加，尤其是石油資源，已經成為社會發展的基礎保障，但在石油開采的過程中，往往會遇到各種各樣的問題，導致一些開采方法受到限制，難以保證資源開采數量以及開采成本，為了對這種情況加以改善，二氧化碳單井吞吐增油技術逐漸被人們所關注，并在很多地區得到了有效的應用，獲得了非常可觀的成效。基于此，本文主要對二氧化碳單井吞吐增油技術應用進行了研究，希望能夠進一步提升該項技術的應用效果。

關鍵詞：二氧化碳;單井;吞吐增油技術

受到地質條件等因素的影響，經常會有一些油田在油層當中出現原油稠度偏高的情況，在這種情況下，應用常規的開采技術不僅無法確保原油開采的質量，同時還會影響到開采企業的經濟效益。而二氧化碳單井吞吐增油技術對于高粘度以及低滲透性質的油層開采具有非常好的效果，能夠有效提升油田開采工作的質量與效率，是油田實現增油的重要保障，也正因如此，針對相關內容進行深入的研究是很有必要的。

1 技術原理

二氧化碳單井吞吐增油技術的主要原理如下：

第一，對二氧化碳進行吞吐，用于改變原油體積，使其發生膨脹，提升原油結構間的孔隙體積，借助這種方式，增加介質孔隙當中的原油流動性。此外，通過注水驅動，一些無法移動的原油也會在二氧化碳吞吐作用下被擠出孔隙，這樣能夠有效降低原油的飽和度。而在原油體積發生膨脹以后，其孔隙當中的水分也會被擠出，進而改變了原油所在結構中的滲透率，使原油流動獲得更為有利的環境，這對于原油產量的提升具有非常積極的作用。第二，對于原油而言，二氧化碳的溶解性相對較高，通過注入二氧化碳，可以有效降低原油粘度，使原油滲流速度以及采收率得到顯著提升，尤其是在地層條件下，隨著壓力的提升，二氧化碳的溶解度也會隨之提升，而原油粘度則會隨之快速下降，且相關領域已經通過實驗證明，二氧化碳和原油之間的摩爾比關系會對原油粘稠度造成直接的影響，當摩爾比分數達到50%時，能夠將原油粘度水平降低50%。第三，二氧化碳對于油層具有溶解氣驅的作用，在油層注入二氧化碳之后，溶解反應能夠有效控制油層中的油水界面張力，這不僅可以提升油水流度，還可以提升驅油效率，當原油與二氧化碳進行融合時，會以一定的溫度作為反應條件，并產生混合物質，這時的混合物界面會具有較低的水平張力，而溫度的升高會使二氧化碳汽化并儲存相應的能量，在壓力下降時，二氧化碳會從原油當中向外分離，這個過程會將原油驅入井筒[1]。第四，酸化解堵，在二氧化碳溶于水后，會表現出酸性，在其與地層基質發生反應以后，會使部分雜質被酸解，特別是在碳酸巖當中，通過二氧化碳吞吐增油技術可以將部分油層巖石溶解，提升原油流動空間，增加原油產量。

2 應用優勢

第一，在對原油進行開采的過程中，利用二氧化碳單井吞吐增油技術，能夠使油田當中的原油產量得到顯著的提升。通過對二氧化碳的注入，能夠使原油的含水率在短時間以內迅速降低，有效提升原油的流動性，在提升原油產量的同時，降低開采企業的生產成本，使其經濟效益得到有效的提升[2]。第二，在油田開采期間應用該項技術，可以有效縮短原油開采周期，與此同時，由于該項技術具有確切的技術優勢，所以除了會提升油田的產油效率以外，還能將開采現場中的一些技術問題有效減少，避免了技術問題對油田開采工作的影響，這對原油開采效益的提升具有非常重要的意義。第三，應用該項技術，對于地層原油資源并不會產生不良影響，簡單的說，原油生產質量不會因為二氧化碳的注入受到影響，除此之外，相比于注水技術，利用二氧化碳進行吞吐增油，其原油回收率能夠提高1/2，尤其是針對一些儲油物性較差的油田，該項技術的應用優勢更為明顯，現場的各項操作及施工都較為方便，且適用性相對較強[3]。第四，對于一些較為特殊的油層，尤其是具有較高粘稠度的油藏資源，該項技術更為實用，這主要是因為在油井當中注入二氧化碳以后，其中的二氧化碳會以液態形式存在，并與原油進行結合，然后通過二氧化碳的氣化反應，會使原油孔隙不斷增大，使得原油流動性得到明顯的改善，有效提升單位面積中的原油產量[4]。

3 實踐應用分析

在對二氧化碳單井吞吐增油技術進行實踐應用的過程中，需要注意油層屬性，換言之，就是要求開采油層必須滿足以下條件，才能獲得良好的應用效果。具體如下：第一，進行開采的油層必須要擁有較高的密閉性，確保二氧化碳在注入以后能夠形成氣閉圈，而且在油層彈性能量方面，油井應該處在嚴重衰竭狀態，同時沒有相應的能量補充;第二，開采油層中的原油粘度應該在2000.OcP以內;第三，油層中的原油密度應該小于1.0g/cm3;第四，在滲透率方面，油層滲透率應該在5.0*3u㎡以上;第五，應用該項技術進行開采的油層，其埋深應該在700m以上;第六，油層當中的原油剩余比例要在40%以上;第七，開采油層必須要具有較為可靠的固井結構，且管外不能存在竄漏或者是其他質量問題[5]。

在對該項技術進行應用期間，為了保證技術效益的有效發揮，還應該對工藝實施階段保持高度的重視：首先，由于二氧化碳在液態時溫度較低，為了防止二氧化碳注入以后，出現原油析蠟現象，在進行注入之前，需要先在地面對二氧化碳進行預熱處理，待二氧化碳溫度達到一定水平以后才能向油井當中注入。而二氧化碳的溫度則應該保證在10℃以上，防止由于溫度過低造成水化物的大量產生，對二氧化碳的注入效果造成不利影響，與此同時，還要避免二氧化碳出現溫度過高的情況，因為溫度過高會使二氧化碳的注入產生較高的成本投入;

其次，要關注二氧化碳的注入系統，通常會采用撬裝結構的注入系統，確保運輸以及吊裝等工作的便利性，同時也是為了支持二氧化碳驅油，保證二氧化碳的順利吞吐。在施工現場當中，通常會同時在一撬上安裝兩臺相同的二氧化碳注入泵，而燃油熱水爐以及換熱器則會在另一撬上安裝。液態二氧化碳一般會借助槽車向施工現場進行運輸，通過注入泵增壓以后會進入到換熱器當中進行計量和加溫，然后才能向油井當中注入;

最后，在對二氧化碳單井吞吐增油技術進行應用期間，還要對安全控制措施保持高度的重視，第一，注入泵需要設置安全閥，用于超壓泄壓保護;第二，需要設置電接點壓力表，用于調定電壓，在出現超壓情況下，確保注入泵的電源能夠自動切斷，使注入泵能夠及時停止工作，避免超壓運行造成故障問題;第三，在換熱器以及井口間需要設置單向閥組，避免井內高壓氣體向泵注系統當中倒流[6]。

4 結語

綜上所述，利用二氧化碳單井吞吐增有技術，能夠使油田開采難度以及開采效率得到顯著的提升，這對于油田開采企業的發展具有非常積極的作用，因此，相關領域一定要對該項技術保持重視，不僅要對其進行合理的應用，還要對其進行不斷的創新，使其能夠在油田開采工作中發揮更大的作用。

參考文獻：

[1]于云霞.CO2單井吞吐增油技術在油田的應用[J].鉆采工藝，2017，27（1）：89-90.

[2]程詩勝，劉松林，朱蘇清.單井CO2吞吐增油機理及推廣應用[J].油氣田地面工程，2019，22（10）：16-17.

[3]王志全.二氧化碳單井吞吐增油技術應用研究[J].現代商貿工業，2018，21（10）：289-289.

[4]董福國.二氧化碳單井吞吐增油技術的應用研究[J].中國石油和化工標準與質量， 2016，23（11）：117.

[5]申成俊，桂常勝，仲潔云，南堡陸地油田二氧化碳復合吞吐技術研究應用[J].內蒙古石油化工，2017，16（8）.

[6]鐘輝高.二氧化碳單井吞吐工藝技術應用研究[J].勝利油田職工大學學報2015，6（3）：40-41.