油田提高采收率工艺技术研究与应用

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1、油田提高采收率工艺技术研究与应用摘要：注二氧化碳采油技术是一种比注水开采更能提高原油采收率的方法。该技术既可适用于埋藏深、储油物性差的油藏，也可适用于低渗透、高粘、高凝油等难开采油层，既可适用于油田的中后期开采，也可适用于新油田的开发。自上世纪50年代美国开始二氧化碳驱油技术研究以来，二氧化碳技术发展迅速，目前已经成为一项主导的吞吐开采技术。关键词：二氧化碳；驱油；吞吐引言在我国，大部分油田的储层属陆相沉积，非均质性比较严重，原油粘度较高，含水上升速度快，加之有不少油田的开发已进入中后期，尽管采取了注水、注蒸汽等一系列措施，但原油采收

2、率仍比较低，为了满足我国工业发展对石油能源日益增长的需要，寻求一种开采效果好、又有经济效益的采油技术已是迫在眉睫。向地层中注入二氧化碳气体就是这样一个能解决问题、大幅度提高原油采收率的开采方法。我国最早开展研究的气体采油技术就是二氧化碳驱油技术。1996年江苏油田富民油田48井开展了二氧化碳吞吐试验，累计增油1500t。最近，我们又分别针对高凝油、特稠油、中质稠油、轻质稠油四种油藏中进行了二氧化碳吞吐采油试验，研究出了不同相态的二氧化碳在不同油藏条件下的采油效果。试验结果表明，特稠油采用二氧化碳调剖剂辅助蒸汽吞吐方案后，单井平均增油已

3、超过400t，取得了非常好的效果。1.二氧化碳采油技术概述8１.１二氧化碳采油技术优势注二氧化碳采油技术是一种比注水开采更能提高原油采收率的方法，这是已经被许多的理论研究和实际生产效果所证明了的。与其它三次采油技术相比，二氧化碳采油技术具有下列优势：a）驱油效果好。该技术在国外已得到大规模应用，已被证实是一种开采效果好、又有经济效益的提高采收率的增产技术；同水驱效果相比，采用该方法一般可将原油采收率提高15%左右。b）适用范围广泛。该技术既可适用于埋藏深、储油物性差的油藏，也可适用于低渗透、高粘、高凝油等难开采油层，既可适用于油田的中

4、后期开采，也可适用于新油田的开发。c)对油层无伤害；d)施工操作方便；e）工艺技术逐渐成熟。1.2二氧化碳性质在常温常压下，二氧化碳是一种比较浓的无色无味气体，其密度比常温条件下的空气重50%，并且具有很低的压缩系数。二氧化碳临界温度为31.11℃，临界压力为7.53MPa（或为1071psi）。在高于此临界温度时，二氧化碳呈气态，且密度随着压力的增高而增大。二氧化碳三相点温度为-78℃，压力为0.58MPa（或为83psi）。二氧化碳标准液态的温度-17℃，压力2.1MPa。二氧化碳较易溶于水，其溶解度随压力增加而增加，随温度增加而

5、降低，随水中的矿化度的增加而减少。在大部分混相驱中，油藏温度在临界温度之上，因此在油层中很难形成二氧化碳液态驱。２.二氧化碳驱油作用机理通过对稠油、高凝油及稀油油藏二氧化碳驱油过程的研究，总结得出其主要机理如下。a）使原油体积膨胀原油溶解二氧化碳后体积膨胀，主要表现三个方面：（1）原油体积增大，促使充满油的孔隙体积也增大，为油在孔隙介质中流动提供了有利条件；（2）水驱后留在油层中的不可动残余油随二氧化碳8溶解而膨胀，并被挤出孔道中，使残余油饱和度变小；（3）膨胀的油滴将水挤出孔隙空间，使水湿系统形成一种排水而不是吸水过程，发生相渗透率

6、转换，形成了一种在任何饱和度条件下都适合油流动的有利环境。b）降低原油粘度原油中溶解二氧化碳后，原油的粘度会大幅度降低。当完全饱和二氧化碳后，原油的粘度甚至可以降到1/10～1/100。原油粘度越高，其粘度下降得越多，粘度的降低和其对原油流度的影响在中粘和重油中是相当明显的。原油粘度的降低，促使原油流动性提高，其结果注入少量的二氧化碳就可达到一定的驱油效率，也就是说，注入一定量的二氧化碳，就可达到较高的驱油效率。另外，原油流动性的提高，使原来难以开采或根本不能开采的原油可以开采。c）多级混相驱油二氧化碳注入地层后与地层原油通过多次接触

7、，在一定的温度和压力下，二氧化碳与原油形成单一的混合物，达到混相驱油。此时界面张力最低，可动用油量最大，采收率可达90%以上。在较低的压力下，二氧化碳与原油之间只存在部分混相；当压力较高（6.9～9.7MPa）、温度较高（＞55℃）时，二氧化碳不断从原油中萃取低分子烃，形成二氧化碳富气相，通过汽化作用使二氧化碳与原油的混相程度增大；在高压下（13.8～20.5MPa），二氧化碳的密度与原油密度接近，可迅速地汽化大量的原油，与原油形成完全混相。d）降低界面张力二氧化碳在油和水中都有一定的溶解度，使由分子间作用力而产生的界面张力有所降低。

8、这样使油水相对渗透率发生改变，即油相相对渗透率提高，水相相对渗透率降低，使更多的油被采出。e）蒸发原油中间烃组分二氧化碳是非常强的蒸发剂，可萃取原油中C5-C30范围的烃类，增加原油的流动性。f）形成溶解气驱随着开采时间