中石化華東油氣分公司泰州采油廠 江蘇 泰州 225300

引言

草舍油田是蘇北油田中開展CO2驅(qū)最早的油田,2005年初該區(qū)塊就開始實施了CO2驅(qū)油先導(dǎo)項目。隨著CO2驅(qū)不斷推廣,該區(qū)塊的采收率不斷提升,注氣受效的油井也越來越多,給生產(chǎn)現(xiàn)場帶來的問題也越來越多。從認(rèn)識CO2驅(qū)的機理入手,再結(jié)合CO2驅(qū)技術(shù)的應(yīng)用方式,從各個角度解決CO2驅(qū)見效后現(xiàn)場出現(xiàn)的各種問題。

一、CO2驅(qū)油機理

1.溶解氣驅(qū)作用機理[1]:注入油層中的CO2溶解氣,離地面越遠,溫度就越高,從地面到井下隨著溫度的升高,液態(tài)的CO2逐步汽化,一些能量以壓能的形式存儲在地層中。壓力一旦降低,原油中CO2氣體就會釋放出來,將地層中的剩余油驅(qū)入井筒,起到溶解氣驅(qū)的作用。由于注入氣體運移速度快,從而把油層堵塞物從油層孔道驅(qū)替出來。

2.原油體積膨脹機理:注入CO2后,原油溶入CO2氣體后體積會因此膨脹,CO2溶解量影響了膨脹體積的大小,通常會使原油體積在原來的基礎(chǔ)上增加10%～40%,從而增強了驅(qū)油效果。

3.降粘機理:原油溶入CO2氣體后,粘度會降低,原油的流動性得以提升。當(dāng)溫度為四十度時,CO2氣體溶于瀝青后,同樣能夠降低其粘度。但當(dāng)溫度高于120度時,CO2氣體溶解效果變低,降粘效果受到嚴(yán)重影響。

二、CO2驅(qū)見效后的現(xiàn)場管理

(一)CO2驅(qū)受效區(qū)塊油井的氣竄預(yù)防和治理。在草舍油田我們在預(yù)防氣竄采用了幾種方法:改變注氣量、采用間注、控制注入速度以及通過水、氣交替驅(qū)油的方式減緩氣竄速度,控制油井氣竄程度。

1.提高設(shè)備、設(shè)施自身的安全性。在采用CO2驅(qū)后,需要將采油樹從150型升級為250型,以此從硬件上提升安全性,提高該設(shè)備的耐壓性,在受效區(qū)內(nèi)的每口油井都安裝防噴器,通過提高設(shè)備的本質(zhì)安全規(guī)避了一定風(fēng)險。[2]

2.加強受效范圍內(nèi)油井的預(yù)警。在注氣區(qū)塊內(nèi)對與注汽井同層位的油井做好重點監(jiān)控與管理,及時監(jiān)控井口出氣量氣量,CO2濃度監(jiān)測,液量變化,一旦發(fā)現(xiàn)受效就必須進行控制,減慢氣竄速度,此外還要管理好可能受注汽井影響的其他油井。

3.采取信息化手段進行實時監(jiān)控。草舍油田在管理中充分發(fā)揮了生產(chǎn)指揮中心信息化平臺的作用,設(shè)置好壓力表的報警值,假如井口壓力超過了設(shè)值,就經(jīng)由生產(chǎn)指揮中心網(wǎng)絡(luò)處理,做出報警動作,并遠程停機。

(二)CO2驅(qū)受效井加藥方式改進。油井的加藥方式一般分為沖擊式與連續(xù)式,前者加藥間隔為五至十天,經(jīng)過套管環(huán)空,把藥劑加入進去,由油管返出。但由于注氣受效后現(xiàn)場越來越多的油井套管氣較大、套壓較高,一般套壓在2Mpa～6Mpa之間,油井加藥困難,有的井甚至停止加藥。

目前現(xiàn)場套壓4Mpa以下的油井通過計量泵加藥,隨著現(xiàn)場越來越推廣使用微生物清防蠟劑,以及注氣見效井添加CO2緩蝕劑,需要將藥劑從套管灌加,帶套壓井根本無法灌加?，F(xiàn)場通過油嘴套或卡箍頭與管線拼搭做一個承壓等級在6.4Mpa以內(nèi)的密閉加藥裝置。通過該裝置可將現(xiàn)場因套壓高不能加藥的井和原先使用的計量泵加藥的井實現(xiàn)密閉加藥。

(三)受效區(qū)塊油氣集輸工藝優(yōu)化。假如產(chǎn)出液的CO2氣含量過高,則需對其進行脫氣處理,首先把產(chǎn)出液引入火燒罐中,完成脫氣之后,使用齒輪泵將其打入集輸管網(wǎng),此外還可用分離器完成脫氣,日次就可以減少CO2氣體對設(shè)備的腐蝕損害,甚至?xí)捎贑O2氣竄造成流程凍堵、破裂,前期必須在油井受效前在井口安裝油嘴,防止突發(fā)性氣竄造成管線凍堵,同時也為了防止大量二氧化碳?xì)怏w對集輸站的三相分離器造成沖擊,影響正常進液分離。

(四)受效井清防蠟技術(shù)的改進。草舍注氣受效區(qū)塊的油井在清防蠟技術(shù)使用方面已經(jīng)采取過很多先進的方法[3],例如熱力清蠟技術(shù);熱洗清蠟;套加油溶性等,但為都沒能起到很好的效果。

目前普遍采用的是套管熱洗清蠟和套加油溶性、水溶性清防蠟劑,通過制定合理的熱洗和加藥制度,在一定程度上能延長結(jié)蠟周期,避免油井蠟卡事故,但由于注氣受效井油質(zhì)普遍較差導(dǎo)致熱洗清蠟效果差。正常套管熱洗達不到解決油井蠟卡問題,現(xiàn)場通過試驗對于部分井下空心桿完井的注氣見效井,采用空心桿熱洗技術(shù)[3]可以解決部分結(jié)蠟嚴(yán)重的井。

三、CO2驅(qū)現(xiàn)場油井管理中還需改進的地方

1.CO2注入時會有較大的壓力,二氧化碳充裝、存儲、增壓注入等過程均在某種壓力條件下完成。所以各項設(shè)備都處于持續(xù)的受壓狀態(tài)。一旦中途設(shè)備出現(xiàn)故障,都有很大概率造成工程事故,因此在CO2驅(qū)過程中還需加強CO2壓力管道、設(shè)備的檢測和監(jiān)測工作。實施CO2驅(qū)油后,對于集輸管網(wǎng)上有見效井的管網(wǎng)應(yīng)逐步更換管線,使用耐腐蝕的不銹鋼管材、玻璃鋼管等。

2.實施CO2驅(qū)油后期,產(chǎn)出氣量逐漸加大,產(chǎn)出CO2濃度逐漸提高后可對產(chǎn)出氣采用二氧化碳回收工藝技術(shù),將產(chǎn)出氣進行增壓、蒸餾、提純,再進行回注,降低氣驅(qū)成本。

結(jié)束語

CO2氣驅(qū)采油技術(shù)的使用范圍正逐步擴大,高含量的CO2存在于采出液伴生氣中,時刻對油田的生產(chǎn)、集輸管網(wǎng)的安全運行造成影響。因此需要針對現(xiàn)場生產(chǎn)實際情況,應(yīng)選擇合適的工藝技術(shù),我們才能有效提高現(xiàn)場油氣開采資源的綜合效率,達到最大的經(jīng)濟效益。