CO2辅助蒸汽吞吐机理
蒸汽吞吐伴注CO2特超稠油藏开发方法研究
１７ ３
２１Ｃ ２ ． ０ 提高蒸汽驱效率（ 单管均质模型 ） 评价研究 不 同方 式提 高 采 收 率程 度 进行 对 比研 究。实验 ２１ ． １不同情况下伴蒸汽注人驱替效率对 比 ． 结 果 见 图 ２ 。 实验方法 ： 在单管均质模型中， ２ ／ ｉ（ 以 ． Ｌｍ ｎ冷 ５ 水 当量） 注蒸汽 ， 分别采用单纯蒸汽驱 、 蒸汽伴 Ｃ ２ Ｏ
西南石油大学学报 （ 自然科 学版）
２１年 ｌ ０ １ ０月 第 ３ ３卷 第 ５ 期
Ｊｕｎ ｌ ｆ ｏ ｔｗｅｔ ｅ ｏｅｍ ｎｖ ｒ ｔ（ｃｅｃ ＆ Ｔ ｃｎ ｌｇ ｄｔ ｎ ｏｒａ ｏ ｕｈ ｓＰ ｔ ｌ Ｓ ｒ ｕ Ｕ ｉｅｓｙ Ｓ ｉ ｅ ｉ ｎ ｅｈ ｏｏ ｙＥ ｉｏ ） ｉ 错 半 ｛崴 缸 ｌ ：
蒸汽吞吐伴注 Ｃ ２ Ｏ 特超稠油藏开发方法研究 冰
任立新 吴 晓东 王世军 程绪彬ｓ 于 晏 ， ， ， ，
１中 国石 油大 学石 油工 程教育 部重 点实 验室 ， ． 北京 昌平 １２ ４ ； ０ ２９
２ 中 国石化 胜利 油 田胜 利采 油厂 ， ． 山东 东 营 ２７ ５ ；３ 中国石 油川 庆钻探 工 程公 司地研 院 ， ５０ １ ． 四川 成都 ６ ０５ １０ １
摘
要 ：通过 开展 Ｃ ２改善特超稠 油开发效果物理模 拟研究 、 Ｏ 腐蚀 与防腐蚀研 究、 Ｏ Ｃ ２ 蒸汽吞吐 井注入 Ｃ ２ 态变 Ｏ 相
化研究 ， 细化 了 Ｃ ２ Ｏ 增产机理 ， 确定在 现场施 Ｘ过程 中对 管道及设备的保护措施 ， － ． 明确 了蒸汽吞吐 井注入 Ｃ ２ 的相 Ｏ 后
（） ２ 膨胀 ； ３ 降低油水界面张力 ；（） （） ４ 改善储层渗 透率 ； ５ 萃取和汽化原油中的轻质烃［ １。 （） ７ ０ －】
CO2吞吐技术在油田应用中的研究
CO2 吞吐技术在油田应用中的研究发布时间：2022-01-05T02:53:10.276Z 来源：《中国科技人才》2021年第21期作者：黄倩廖宇李慧姝刘静静[导读] CO2 吞吐主要采用的是同井注采方式，将一定量的液态 CO2 通过油井的油套环空注入油藏后进行焖井处理，待焖井一段时间后再重新恢复采油，以此来补充地层能量，降低原油黏度，改善油藏孔渗结构，进而达到提高注入流体渗流能力、单井产量和油藏采收率的效果[1]。
苏州经贸职业技术学院江苏苏州 215000摘要： CO2 吞吐作为一种高效的三次提高采收率技术，其主要原理包括 CO2 与原油的溶解降粘作用、 CO2 与原油的萃取抽提作用、CO2-地层水-岩石间的相互作用、 CO2 的溶解气驱作用。
CO2 吞吐技术在致密油藏、稠油油藏、低渗裂缝油藏中均有较广泛的应用，可通过 CO2 单井吞吐、单井多轮次吞吐以及油水井联作式吞吐等方式进行增产开采，且在实施 CO2 吞吐以后油井含水率降低，原油增产效果显著。
关键词： CO2；CO2 吞吐；提高原油采收率；油田应用；吞吐效果CO2 吞吐主要采用的是同井注采方式，将一定量的液态 CO2 通过油井的油套环空注入油藏后进行焖井处理，待焖井一段时间后再重新恢复采油，以此来补充地层能量，降低原油黏度，改善油藏孔渗结构，进而达到提高注入流体渗流能力、单井产量和油藏采收率的效果[1]。
CO2 吞吐是一种稠油冷采的工艺技术，适用于低孔、低渗、低能、非均质性强或无法建立注采系统的稠油油藏和致密油藏[2]。
1 CO2 吞吐技术提高原油采收率原理1.1 CO2 与原油的溶解降粘作用将 CO2 注入地层进行焖井处理后， CO2 凭借自身较强的溶剂化能力可溶解于原油，并与原油之间形成油包气状态，使其体积系数、膨胀系数及溶解气油比增大，进而降低原油粘度，提升储层弹性能量，增加原油在地层孔隙中的流动性[3]，其中 CO2 在吉林扶余油藏原油中的溶解度测试结果如表 1 所示。
二氧化碳项目研究汇报
2.不同方式提高非均质油藏采出程度实验 2.不同方式提高非均质油藏采出程度实验
用双管模型来考察不同驱替方式对非匀质油藏采出程度和含水率的影响
35.00 30.00 采出程度,%
70.00 60.00 采 出 程 度 ,% 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 50.00
80.00 70.00 采 出 程 度 ,%
放喷期间液量33m /d， 放喷期间液量33m3/d，油量 33m3 8t/d,放喷后使用压井液完井 8t/d,放喷后使用压井液完井
二氧化碳确实具有降低注汽压力的作用 二氧化碳确实具有补充地层能量的作用
二、研究内容 开展： 开展：二氧化碳辅助蒸汽吞吐工艺配套研究 彻底引进和吸收CO2辅助蒸汽吞吐改善开发效果机理 彻底引进和吸收CO2辅助蒸汽吞吐改善开发效果机因此蒸汽伴注二氧化碳+薄膜
0.00
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 注入体积,PV 低渗管 高渗管 综合
综合
纯蒸汽驱采出程度曲线
100.00 80.00 驱替效率,% 60.00 40.00 20.00 0.00 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 注入体积,PV
单纯蒸汽驱 蒸汽伴CO2驱 蒸汽伴N2驱 蒸汽伴CO2和薄膜扩展剂驱
二氧化碳可大幅度提高采收率，蒸汽驱替效率达到90%左右， 二氧化碳可大幅度提高采收率，蒸汽驱替效率达到90%左右，是原有蒸汽 90%左右 驱替效率的3 这主要是二氧化碳同泡沫相结合后既显著降低界面张力， 驱替效率的3倍。这主要是二氧化碳同泡沫相结合后既显著降低界面张力，同 时形成的弱泡沫提高蒸汽波及效率，从根本上提高蒸汽的驱替效率。 时形成的弱泡沫提高蒸汽波及效率，从根本上提高蒸汽的驱替效率。
二氧化碳复合吞吐工艺技术研究与应用
二氧化碳复合吞吐工艺技术研究与应用世界上许多国家新增原油地质储量（尤其是陆上油田）的难度越来越大，可采储量越来越小。
原油可采储量的补充，越来越多地依赖于提高已动用地质储量的采收率和难动用储量的开发。
二氧化碳吞吐控水增油技术具有适用范围广、增油效率高、成本低、施工简单等优势，具有广泛的应用前景，已经作为一项成熟的采油技术已受到世界各国的广泛重视。
杜813块油藏存在非均质性严重，原油粘度大的问题。
常规技术开发以后还有大量的探明地质储量残留在地下，迫切期待着新型的提高采收率技术的研究和应用。
标签：二氧化碳;复合吞吐;开发效果;机理;现场应用1 地质概况杜813块位于曙一区南部，北邻杜84块，西接杜212块，东邻杜80块。
开发目的层为沙一+二段兴隆台油层，构造形态整体上为一北东走向、南东倾向的单斜构造，地层倾角一般在3～10°，含油面积4.6km2，油藏埋深730-980m，单层厚度15-38m，顶底水发育，开发目的层为兴隆台油层，地质储量2568×104t。
杜813块兴隆台油层储层物性较好，平均孔隙度为30.2%，平均渗透率为1633mD，为高孔、高渗储层。
杜813块兴隆台油层属于超稠油，原油密度（20℃）平均为 1.0098g/cm3，地面脱气原油粘度（50℃）平均为108880mPa·s，一般60000mPa·s～180000mPa·s。
区块原始地层压力7.5-9.4MPa，压力系数0.98，原始地层温度38℃。
地层水型为NaHCO3型，地层水总矿化度为2238mg/L。
2 CO2复合吞吐作用机理CO2辅助蒸汽吞吐具有增能、助排、降粘以及提高注汽效果的作用。
CO2在注入油层后可使稠油粘度降低90%以上，体积膨胀10%以上;同蒸汽混合后可显著提高蒸汽的驱替效率和波及效率，CO2扩散过程中扩大加热范围，其气泡带动周边原油和降粘剂渗流扰动，为原油充分降粘及扩散提供了条件。
CO2蒸汽复合吞吐技术在新疆油田车510区块的应用
第 ４２卷 第 ４期
钻 采 工 艺
Ｖｏｌ４２ Ｎｏ４
ＤＲＩＬＬＩＮＧ＆ ＰＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
·６５·
新疆油田原油中间组分偏少、重组分含量高，这就决 定了新疆多数油藏中的原油与 ＣＯ２ 的最小混相压 力过高，均大于 １５ＭＰａ。而车 ５１０沙一段油藏地层 压力为 ３．３９ＭＰａ，同时，车 ５１０沙一段油藏基本特 征为含油饱和度 ７７．５％，５０℃原油黏度 １９１６ｍＰａ ·ｓ，原油密度 ０．９５１ｇ／ｃｍ３。按照 ＣＯ２ 混相方式筛 选准则，基于车 ５１０沙湾组稠油油藏确定驱替方式 为非混相驱。
二、注入工艺参数确定与优化
１．ＣＯ２ 注入量 注入量的确定除了考虑油层的物性参数以外，
还充分考虑了 ＣＯ２在油和水的溶解度，见式（１）：
Ｑ ＝Ｖｐ·Ｓｏ·Ｂρｏｏ·Ｒｏ＋Ｖｐ（１－Ｓｏ）·Ｒｗ
ＣＯ２
５０９
（１）
其中：
Ｖｐ＝πｒ２·ｈ·Φ·Ｅｓｗｐ
（２）
式中：ＱＣＯ２—ＣＯ２ 注入量，ｔ；Ｖｐ—孔隙体积，ｍ３；Ｓｏ— 含油 饱 和 度，％；ρｏ—原 油 密 度，ｔ／ｍ３；Ｒｏ—气 油 比，
孔隙度
２１．９％ ～３９％
含油饱和度
６２．１％ ～８７．６％
油藏中部温度 ／℃－ຫໍສະໝຸດ 地层压力 ／ＭＰａ－
地面原油密度 ／（ｇ·ｃｍ－３） ０．９４８～０．９６５
３０℃脱气油黏度 ／ｍＰａ·ｓ ６６９９～２９６２３
５０℃脱气油黏度 ／ｍＰａ·ｓ １０９７～３８００
凝固点 ／℃
－１２．３～６．０
初馏点 ／℃ 酸值 ／（ｍｇ·ｇ－１）
２．蒸汽注入量
蒸汽注入量的确定是根据上轮注汽量的 １２０％
减去 ＣＯ２注入量的地下体积，见式（３），即：
氮气二氧化碳辅助吞吐技术在高升采油厂研究与应用
氮气二氧化碳辅助吞吐技术在高升采油厂研究与应用作者：马海峰来源：《中国科技纵横》2017年第17期摘要：高升采油厂坐落在辽宁省盘锦市盘山县高升镇境内，已进入蒸汽吞吐开采后期，油井平均吞吐周期为7轮，可采地层储量程度达到92.72%，油层压力降至目前的0.95-1.61MPa，由于地层压力降低和吞吐轮次的增加，原油的采出越来越困难，为有效解决上述问题，采取氮气二氧化碳辅助吞吐技术，提高地层能量及采收率。
关键词：牛心坨；空心杆电加热；油管电加热；生产能耗中图分类号：TE357 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）17-0133-01高升采油厂坐落在辽宁省盘锦市盘山县高升镇境内，主要开发高升、牛心坨两个油田，动用含油面积29.25km2，石油地质储量14315×104t，经过30多年的开发，已进入蒸汽吞吐开采后期，油井平均吞吐周期为7轮，其中大部分井吞吐已达4-8次，累计注汽1614×104t，累产油1842.94×104t，累计产水681.68×104m3，地下亏空846×104t，可采地层储量程度达到92.72%，油层压力由原始的16.1-18.4MPa降至目前的0.95-1.61MPa，由于地层压力降低和吞吐轮次的增加，原油的采出越来越困难，本文研究的氮气二氧化碳能够有效补层地层能量，增强原油的流动性，降低原油粘度，有效提高采收率。
1 吞吐原理1.1 氮气吞吐原理（1）增强了原油的流动性：先注氮气后跟进蒸汽，被原油捕集的压缩氮气受热膨胀聚集，使连续的油被小的氮气段塞分隔为段塞式油，原油的连续性被打破，流动形态发生改变，相互之间的作用力减小，原油流动性增加，有利于采出。
（2）扩大油层加热带：利用氮气具有渗透性好，膨胀系数大，非凝结性等特点，携带热量进入油层深部，加大蒸汽波及体积。
（3）提高回采水率：氮气和蒸汽一起注入到油藏，在回采的过程中，由于压力下降、气体膨胀，超助排作用，改善多周期的开发效果。
空气和CO2辅助蒸汽吞吐室内实验研究
辽 河油 田经过 ３０多 年 的蒸 汽吞 吐 开采 ，取 得 了 较 好 的 开发 效 果 ，目前 已进 入 吞 吐 开 发 中后 期 ，某 区块平均吞吐 １０周期以上 ，大多数油井周期油汽 比 低 于 Ｏ＿３，平 均 只有 ０．１６，蒸 汽 吞 吐 开 发 经 济 效 益 明 显 变 差 。为 了改 善蒸 汽 吞 吐开 发 效果 ，矿场 采 取 了 注 ＣＯ 、空气等气体辅助蒸汽吞吐方式 ，取得了较好 的 开发 效 果 ｎ ］。在 常规 蒸 汽 吞 吐基 础 上 注 入 ＣＯ：、 空 气等气体 ，使得气体辅助蒸汽吞吐比常规蒸汽吞 吐作用机理更加复杂 ，具有扩大蒸汽波及体积、降低 原油黏度 、使原油体积膨胀 、形成气驱等作用 ，另外 空 气 与 原 油 发 生 低 温 氧 化 反应 生 热 并 伴 有 气 体 产 生 “ 。为了深入认识常规蒸汽吞吐 中后期注气提 高 吞 吐开 发效 果 及 作用 机 理 ，通 过 室 内物 理模 拟 实 验方法开展 了原油与空气 、ＣＯ：的高温高压物性分析 实验 和气体辅 助蒸汽吞吐与常规蒸汽吞 吐对 比实验 。
Ｇｅｍｉｎｉ２型高 温 高压 流 变 仪 ，英 国马 尔 文公 司。驱替实验装置主要包括高精度计量泵 、蒸汽发 生器 、气体增压 泵 、气体流量计 、模型本体 、测控单 元 、回压控制器 、气液分离器等 ，其中模型本体为一 维 圆柱 体 ，采 用 隔 热 材料 保 温 ，在 模 型 内部 沿 长度 方 向不 同位 置 布设 ４排 共 ２０支测 温 点 ；测控 单 元 主 要 采 用 先 进 的 测 控 技 术 ，对 系统 不 同 位 置 进 行 温 度 、压力监控 ，压力传感器采用美 国西特压力传感 器 ，压 力精 度 可 达４－０．２％ｆｓ；数 据采 集 与处 理 软 件模 块 根 据模 型特 点 ，建 立 软 件 网格模 型 ，通 过 数 据 采 集 板 卡 将模 拟 信 号转 换 成数 字信 号 ，使 用计 算 机记 录 。实验 流程 见 图 １。 １．２ 驱 替 实验
浅析二氧化碳采油技术
浅析二氧化碳采油技术在油田开发中有一定的油井都存在油井产量低、含水率高等方面的开发为。
在解决该类油井采收率的过程中，我们提出了二氧化碳采油技术。
所谓二氧化碳采油技术就是向目标油藏注入一定量的二氧化碳，利用二氧化碳溶于原油降低原油粘度、使原油体积膨胀、降低油水界面等性质，解决目标油藏开发中存在的原油流动困难、地层能量不足等问题，提高油井产量，最终实现油井的经济有效开发。
利用二氧化碳采油技术一般能够提高原油采收率达10%左右。
本文主要探讨了二氧化碳采油技术的作用机理、影响因素分析、应用范围等。
标签：二氧化碳;采收率;作用机理;影响因素一、二氧化碳采油机理1.1 二氧化碳驱油二氧化碳驱油包括混相驱和非混相驱。
驱油机理是：降低原油的粘度;使原油体积膨胀;蒸发提取原油中间烃组分;降低界面张力;改变原油密度;降压形成溶解气驱。
非混相主要是依靠在原油中的溶解，使原油体积膨胀和降低原油粘度实现驱油的。
混相驱是在一定的地层压力和温度下，对原油中小分子烃的蒸发提取形成单一相流体过渡带，界面张力降到接近于零来实现对原油的驱替。
1.2二氧化碳吞吐二氧化碳吞吐，就是把一定体积的二氧化碳注入到生产层内，然后关井一段时间，让注入的二氧化碳渗入到油层，然后重新开井生产。
采油机理是：原油体积膨胀、粘度降低、二氧化碳对烃抽提以及改变岩石的相对渗透率。
对于粘性重油，降低油的粘度，改进近井地带的流动性是十分重要的;对于轻油，汽化中间烃组分，使注入的二氧化碳与油藏流体在近混相的状态下完成吞吐;对于碳酸盐岩油藏，二氧化碳可使地层中的碳酸盐转变为碳酸氢盐，对地层有解堵作用。
1.3 二氧化碳采油作用机理分析1.3.1注入二氧化碳使原油体积膨胀当二氧化碳溶解于原油中，使得原油体积增大，孔隙体积也增大，为油在孔隙介质中流动提供了有利条件;水驱开采后油层中的不可动残余油随二氧化碳溶解而膨胀，并被挤出孔道中，使残余油饱和度变小;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。
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1基本原理
CO2吞吐采油目前采用两种方式，一种是直接注液态CO2，另一种是注入化学药剂（XYG－I增油助排剂），在地层就地生成CO2。
1.1降粘作用
CO2溶于原油后可大幅度降低原油的粘度，提高了原油的流动能力。
不同温度条件下，原油溶解CO2后粘度下降明显。
65℃下，压力从0 Mpa升至14Mpa，原油粘度则从10000mpa.s下降到1000mpa.s以下。
1.2助排作用
由于CO2气体在油层条件下始终是气态，在气相的作用下使环境压力上升，热影响面积扩大。
不但扩大了波及范围，而且CO2气体能使原油体积膨胀，使其体积增加10～100%，由于大量CO2气体是气相的在10～15Mpa的注汽压力下，CO2气体吸收了大量的弹性势能，在投产后环境压力下降时CO2气体可以释放弹性势能，使环境压力上升，弥补了由于采出原油造成的地层能量亏空，增加了油层的驱油能力，起到助排作用。
1.3洗油作用
注入化学药剂生成的另一种物质，基本上不溶于原油，易溶于水中，呈弱碱性。
PH值8～10，可与原油中的有机酸（如环烷酸、长链脂肪酸、酚酸等）反应，就地形成较强的活性剂，可使原油乳化成O/W型分散体系，从而大幅度降低原油的粘度，提高了流动能力，同时还可以改变岩石表面的润湿性，由亲油变成亲水，使残余油从岩石表面脱落，具有较强的洗油能力。
1.4调剖作用
二氧化碳气溶油能力较强，而且CO2气体，具有气、液、固三种物理状态[2]。
其临界温度31.2℃，临界压力7.28Mpa。
当其温度>31.2℃时，在任何压力下，均为气态方式存在，能有效调整吸汽剖面，封堵汽窜通道。
1。