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        二氧化碳單井吞吐增油技術運用探究

        2020-04-29 16:44:32蘭海寬周傳臣韓英波劉旻冀俊偉羅曉龍
        中國化工貿(mào)易·中旬刊 2020年1期
        關鍵詞:單井二氧化碳

        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(fā)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(jīng)成為社會發(fā)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(shù)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(qū)得到了有效的應用,獲得了非常可觀的成效?;诖?,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(zhì)條件等因素的影響,經(jīng)常會有一些油田在油層當中出現(xiàn)原油稠度偏高的情況,在這種情況下,應用常規(guī)的開采技術不僅無法確保原油開采的質(zhì)量,同時還會影響到開采企業(yè)的經(jīng)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(zhì)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(zhì)量與效率,是油田實現(xiàn)增油的重要保障,也正因如此,針對相關內(nèi)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(fā)生膨脹,提升原油結(jié)構間的孔隙體積,借助這種方式,增加介質(zhì)孔隙當中的原油流動性。此外,通過注水驅(qū)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(fā)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(jié)構中的滲透率,使原油流動獲得更為有利的環(huán)境,這對于原油產(chǎn)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(jīng)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(shù)達到50%時,能夠?qū)⒃驼扯人浇档?0%。第三,二氧化碳對于油層具有溶解氣驅(qū)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(qū)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(chǎn)生混合物質(zhì),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(qū)入井筒[1]。第四,酸化解堵,在二氧化碳溶于水后,會表現(xiàn)出酸性,在其與地層基質(zhì)發(fā)生反應以后,會使部分雜質(zhì)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(chǎn)量。

        2 應用優(yōu)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(chǎn)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(nèi)迅速降低,有效提升原油的流動性,在提升原油產(chǎn)量的同時,降低開采企業(yè)的生產(chǎn)成本,使其經(jīng)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(yōu)勢,所以除了會提升油田的產(chǎn)油效率以外,還能將開采現(xiàn)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(chǎn)生不良影響,簡單的說,原油生產(chǎn)質(zhì)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(yōu)勢更為明顯,現(xiàn)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(tài)形式存在,并與原油進行結(jié)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(chǎn)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(tài),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(nèi);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(jié)構,且管外不能存在竄漏或者是其他質(zhì)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(fā)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(tài)時溫度較低,為了防止二氧化碳注入以后,出現(xiàn)原油析蠟現(xiàn)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(chǎn)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(xiàn)溫度過高的情況,因為溫度過高會使二氧化碳的注入產(chǎn)生較高的成本投入;

        其次,要關注二氧化碳的注入系統(tǒng),通常會采用撬裝結(jié)構的注入系統(tǒng),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(qū)油,保證二氧化碳的順利吞吐。在施工現(xiàn)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(tài)二氧化碳一般會借助槽車向施工現(xiàn)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(diào)定電壓,在出現(xiàn)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(nèi)高壓氣體向泵注系統(tǒng)當中倒流[6]。

        4 結(jié)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(yè)的發(fā)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(chuàng)新,使其能夠在油田開采工作中發(fā)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(xiàn)代商貿(mào)工業(yè),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(zhì)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(nèi)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.

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