迷你版CCUS搞出大效果

文／汪 萌 王慶輝

江蘇油田著力打造層層分藏施策、塊塊精巧布局的迷你版CCUS，擴(kuò)大了CO2驅(qū)油與埋存規(guī)模。

歷經(jīng)一年注氣，江蘇油田聯(lián)38塊CO2提高采收率示范區(qū)已累計(jì)埋碳1萬多噸。這是長三角地區(qū)一座集CO2捕集—運(yùn)輸—注入—回收全流程于一體的綠色站庫，也是探索實(shí)施超前注氣的產(chǎn)建區(qū)塊，預(yù)計(jì)提高采收率14.58%。

江蘇油田積極響應(yīng)國家“雙碳”目標(biāo)及中國石化CCUS戰(zhàn)略部署，針對復(fù)雜斷塊低滲和特低滲油藏，著力打造層層分藏施策、塊塊精巧布局的“迷你”版CCUS，推動CO2驅(qū)提高采收率示范區(qū)建設(shè)，持續(xù)擴(kuò)大CO2驅(qū)油與埋存規(guī)模。

獨(dú)具特色的四把“氣劍”

江蘇油田注CO2工作始于1995年。CO2驅(qū)油技術(shù)如何在復(fù)雜斷塊集成應(yīng)用，如何做到低品位儲量效益建產(chǎn)，是科研人員一直以來致力攻關(guān)的難題。

經(jīng)過創(chuàng)新模式，江蘇油田科研人員針對特低滲壓裂油藏、高含水油藏、極復(fù)雜斷塊、稠油油藏四類油藏打造出仿水平井布井、氣水協(xié)同雙向、驅(qū)吐協(xié)同、復(fù)合吞吐四把獨(dú)具特色的CO2高效驅(qū)油“氣劍”。

花26斷塊為典型特低滲窄條帶油藏，寬長比僅有五分之一。常規(guī)的面積布井方式，在這里受到了制約。同時，由于特低滲，花26斷塊主體部位15口井全部壓裂過，地層裂縫縱橫。

裂縫是氣驅(qū)的天敵。因?yàn)镃O2進(jìn)入地層后，遇到裂縫會改變原有的驅(qū)油通道，沿著裂縫四處擴(kuò)散。

怎么辦？“我們因地制宜，揚(yáng)長避短，通過創(chuàng)新布井模式，讓裂縫為我所用，變不利條件為有利條件。”項(xiàng)目組油藏負(fù)責(zé)人王智林博士說。

在垂向上，根據(jù)地層傾向采用高注低采模式，使氣驅(qū)方向與裂縫垂直；在橫向上，利用每一條裂縫的疏導(dǎo)功能，將氣驅(qū)的寬度達(dá)到區(qū)塊裂縫的長度，起到類似水平井的效果。

“這不僅消除了裂縫的影響，而且讓一條條裂縫成為平行的氣驅(qū)通道，變井間滲流為縫間滲流，加倍提升氣驅(qū)效果。”王智林說。

新思路打開新天地?；?6斷塊設(shè)計(jì)6注10采注氣井網(wǎng)，采用高部位“仿水平井”注氣實(shí)現(xiàn)重力穩(wěn)定混相驅(qū)，換油率達(dá)到0.82，區(qū)塊產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)了硬穩(wěn)定。

對高含水油藏，科研人員開展氣水協(xié)同雙向驅(qū)試驗(yàn)，采用頂部注氣、底部注水、中部采油的方式，使氣驅(qū)、水驅(qū)雙劍合璧。不僅加倍提升了驅(qū)油速度，而且通過技術(shù)優(yōu)勢互補(bǔ)，讓原先水驅(qū)采不到的油藏頂部油得到了充分挖潛。莊13塊油藏通過實(shí)施氣水協(xié)同雙向驅(qū)試驗(yàn)，井組采收率提高了8.5%。

對極復(fù)雜斷塊，科研人員實(shí)施驅(qū)吐協(xié)同技術(shù)。例如，花32塊是被復(fù)雜斷層分隔成的眾多小塊之一，單塊油藏面積不足0.8平方公里，無法形成完善的注采井網(wǎng)。

面對這樣“袖珍”的區(qū)塊，科研人員通過注氣井和采油井交替注采、悶井的方式，來回驅(qū)替，達(dá)到驅(qū)油效果翻倍?；?2塊通過1注2采井網(wǎng)，優(yōu)化設(shè)計(jì)，注氣燜井階段達(dá)到近混相驅(qū)，階段換油率達(dá)到0.86，提高采出程度4.62%。

對稠油油藏，科研人員采用CO2+多類化學(xué)劑復(fù)合吞吐技術(shù)。潘莊等稠油油藏6口油井通過復(fù)合吞吐，多管齊下，單井累計(jì)增油達(dá)500噸以上。

產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用

二氧化碳驅(qū)如何做到高效建產(chǎn)以及長期增產(chǎn)？

“在江蘇油田的復(fù)雜斷塊打造精致高效的CCUS，我們既要在注采模式上有螺絲殼里做道場的精巧，還要在參數(shù)優(yōu)化上有下足繡花功夫的精準(zhǔn)，讓二氧化碳驅(qū)增油周期持續(xù)延長、源遠(yuǎn)流長。”王智林說。

科研人員將油藏?cái)?shù)值和物理模擬技術(shù)運(yùn)用到二氧化碳試驗(yàn)中，并深入開展低滲油藏注CO2重力穩(wěn)定驅(qū)、水驅(qū)雙高油藏氣水協(xié)同雙向驅(qū)等注氣機(jī)理研究試驗(yàn)，加強(qiáng)注入與采出效益分析，確保生產(chǎn)參數(shù)最優(yōu)，獲得最高的增油量和最大的換油率。

一個區(qū)塊，科研人員至少要開展上百組數(shù)值模擬和5次室內(nèi)實(shí)驗(yàn)。2019年以來，從方案設(shè)計(jì)到現(xiàn)場實(shí)施，項(xiàng)目組以一個月推進(jìn)一個區(qū)塊的速度加快示范區(qū)建設(shè)的步伐。

在工藝方式上，科研人員針對CO2易造成腐蝕、結(jié)垢等生產(chǎn)難題，開展了一體化防范和治理。

“我們系統(tǒng)研究二氧化碳驅(qū)過程中成垢離子的溶出規(guī)律、腐蝕結(jié)垢規(guī)律，創(chuàng)新思路，將緩蝕劑、阻垢劑的功能團(tuán)相互嫁接，研發(fā)成功緩蝕阻垢一體劑，緩蝕率達(dá)90%，阻垢率達(dá)85%。”項(xiàng)目組工藝負(fù)責(zé)人時維才說。

針對復(fù)雜斷塊特點(diǎn)，江蘇油田形成了防腐防垢、防桿管失效、防氣竄、防氣舉升等“四防”工藝技術(shù)，高效保障生產(chǎn)；針對復(fù)雜小斷塊地下地面特點(diǎn)，在地面系統(tǒng)形成了移動注氣、移動回收、移動控壓、移動集輸特色技術(shù)。

由此在同一個井場實(shí)現(xiàn)了CO2注入、產(chǎn)出、回收、再注入的閉合環(huán)路，達(dá)到零排放。

歷經(jīng)不斷實(shí)踐，江蘇油田現(xiàn)有注氣單元17個，覆蓋儲量超千萬噸。已實(shí)現(xiàn)有效碳封存14.2萬噸，相當(dāng)于植樹136萬棵。二氧化碳驅(qū)階段換油率為0.44，最高的區(qū)塊達(dá)到1噸CO2換1噸油，累計(jì)增油6.2萬噸。這對復(fù)雜斷塊油藏來說實(shí)屬不易，達(dá)到行業(yè)高水平，為“雙碳”政策的落地積累了技術(shù)，提供了經(jīng)驗(yàn)。

打造示范基地

“作為東部老油田，江蘇油田堅(jiān)定不移實(shí)施科技創(chuàng)新戰(zhàn)略，走綠色發(fā)展之路，持續(xù)擴(kuò)大二氧化碳驅(qū)油與埋存規(guī)模，推動二氧化碳驅(qū)應(yīng)用范圍從老區(qū)提高采收率拓展到新區(qū)產(chǎn)建。”江蘇油田CO2驅(qū)項(xiàng)目組負(fù)責(zé)人金勇說。

江蘇油田針對復(fù)雜斷塊油藏打造的“迷你”版CCUS，是既利于環(huán)境保護(hù)又利于油田開發(fā)的雙贏技術(shù)，成為美麗水鄉(xiāng)的一道亮麗風(fēng)景線。

“封碳增油同步，共建美麗家園。”已經(jīng)嘗到二氧化碳驅(qū)油甜頭的江蘇油田，瞄準(zhǔn)江蘇沿江地區(qū)巨大碳減排、碳封存需求，大力推進(jìn)CCUS技術(shù)研究及示范工程建設(shè)，致力成為長三角地區(qū)CCUS示范基地。

利用地處長三角經(jīng)濟(jì)區(qū)帶，區(qū)域內(nèi)大量的化工、煉化、電廠等企業(yè)有碳排放及埋存的現(xiàn)實(shí)需求，2021年6月29日，江蘇油田與金陵石化、南京煉油廠簽署了二氧化碳捕集利用項(xiàng)目合作協(xié)議。

按照協(xié)議，南京煉油廠新建10萬噸/年二氧化碳捕集利用裝置及相關(guān)設(shè)施，金陵石化負(fù)責(zé)提供大于98%的高濃度二氧化碳原料，江蘇油田加速二氧化碳驅(qū)油技術(shù)研究與應(yīng)用。上下游企業(yè)深度合作，加快一體化發(fā)展，攜手打造二氧化碳捕集利用示范工程。

據(jù)悉，未來江蘇油田將重點(diǎn)開展復(fù)雜斷塊油藏CO2驅(qū)油封存技術(shù)政策研究。目前，江蘇油田已對CCUS發(fā)展藍(lán)圖進(jìn)行規(guī)劃，按照近期及長期“兩步走”規(guī)劃，聚焦CO2驅(qū)油及埋存、油氣藏與咸水層碳埋存“雙協(xié)同”，致力為“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)及江蘇地區(qū)碳埋存事業(yè)做出積極貢獻(xiàn)。