国内外混相气驱提高采收率技术
混相驱提高石油采收率技术的应用与发展

内 蒙古 石 油 化 工
混 相 驱 提 高 石 油 采 收 率 技 术 的 应 用 与发 展
涂 军 , 赵 楠 , 晓峰 , 陆 汪 洋 , 汤 超
( 江 大 学 教 育 部 油气 资 源 与 勘 探 技 术 重 点 实 验 室 , 北 荆 州 长 湖 442 ) 3 0 3 摘 要 : 文 对 混 相 驱 提 高 石 油 采 收 率 技 术 的 发 展 作 了 概 述 , 述 了 当 4 国 内 外 气 体 混 相 驱 的 应 用 本 阐 - 及 发 展 , 析 了 气 体 混 相 驱 采 油 的 机 理 、 应 的 开 发 方 式 , 结 合 气 体 混 相 驱 采 油 目前 存 在 的 问 题 , 出 分 对 并 提
出 , 使最 终采 收率 达 到9 以上 。 可 0 C0 驱 是 比 天 然 气 更 优 越 的 驱 油 剂 , 是 气 体 混 相 驱 中 最 有 吸 引 力 也 的提高 采收 率技 术 之一 。
求 , 可 能 用 来 注 气 。再 加 上 原 油 含 蜡 多 、 度 和 密 不 粘 度都 比较高 , 气 后 由于 不利 的流 度 比、 窜 和重力 注 气 差 异 比 较 严 重 , 及 系 数 不 高 , 且 难 于 混 相 , 以 波 而 所 注气 混相 驱一 直未 能 很好 地开 展 起来 。 16 9 3年 首 先 在 大 庆 油 田 开 展 了 注 气 先 导 试 验 , 在 葡 一 层 开 展 了注 浓 度 2 3 8 的 碳 酸 水 试 验 , 入 . 注 孔 隙体积2 . 。 同条件 对 比井 组 的水驱 相 比, 32 与 采 收 率 提 高 1 左 右 , 注 水 过 程 中 注 水 井 吸 水 能 力 O 在 也 有 所 提 高 , 时 室 内试 验 表 明 , 能 使 岩 心 表 面 性 同 水 质 由 亲 油 转 向 亲 水 。1 6 9 9年 3月 至 1 7 9 0年 6月 又 在 小 井 距 试 验 区 葡 一 层 进 行 了 CO。 轻 质 油 段 塞 的 提 加 高 采 收率矿 场试 验 , 果 比水驱 采收 率提 高 8 。 结 从 18 9 5年 以 来 , 原 、 庆 、 北 、 港 、 哈 等 中 大 华 大 吐 油 田相 继 开 展 了 气 体 混 相 驱 矿 场 试 验 。 1 9 从 9 4年 开 始 , 林 油 田利 用 万 金 塔 CO。 田 的 液 态 CO。在 吉 吉 气 , 林 油 田 开 展 C 。 吐 和 C0z 沫 压 裂 , 果 平 均 单 o 吞 泡 结 井增 产 7. t 14 5 5 和 4 t原 油 。 西 部 , 哈 葡 北 油 田 己 在 吐 由 吐 哈 和 总 公 司 北 京 研 究 院 共 同 完 成 葡 北 油 田注 气 混相 驱设 计 , 已实施 。 港大 张 佗凝 析气 田和塔西 并 大 南 柯 克 亚 凝 析 气 田 注 气 的 成 功 , 现 了 我 国 注 气 开 实 发 凝 析 气 田零 的 突 破 , 注 气 提 高 采 收 率 开 辟 了 新 为 途径 。 2 气 体 混 相 驱 提 高 原 油 采 油 率 研 究 进 展 注 气 混 相 驱 目的 在 于 降 低 注 入 溶 剂 及 综 合 国 外 经 验 和 我 国具 体 情 况 , 出 发 展 我 国 注 气 混 相 驱 提 高 采 收 率 事 业 的 关 键 寺 并 指 是 气 源 问 题 , 采 取 多 种 途 径 解 决 , 时 , 需 要 加 强 注 气驱 的 先 导 试 验 和 相 关 理 论 及 其 实 验 研 究 。 应 同 还 关键 词 : EoR ; 相 驱 ; 相 机 理 , 展 趋 势 混 混 发 中图 分类 号 : TE3 7 4 5. 5 文献 标 识码 : A 文 章 编 号 :0 6 7 8 ( 0 0 1 一 O 8 一 O 10- 91 21 ) 7 O 1 2 混 相 驱替 是 提 高 石 油 采 收率 的重 要 方法 之 一 , 它 的 基 本 机 理 是 驱 替 剂 注 入 的 混 相 气 体 和 被 驱 替 的 地层 原油 在油 藏条 件 下形 成混 相 , 除界 面 , 多孔 消 使 介质 中的 毛细 管 力 降 至零 , 而 降低 因毛 细管 效 应 从 产 生毛 细管 滞 留所 圈 闭 的 石油 , 则 上 可 以 使微 观 原 驱 油效 率达 到 百分 之 百 。实际 上 由于地 层 的非均 质 性 、 透率 分 层性 、 度 比不利 、 力舌进 、 性指 进 渗 流 重 粘 等 多 种 因 素 , 油 采 收 率 是 达 不 到 1 0 的 , 在 适 原 0 但 宜 条件 下 , 采 收率 一 般 比注水 开发 的 采收率 高 。 其 到 目前 为 止 , 用 来 混 相 驱 油 的 气 体 有 烃 类 气 体 与 非 可 烃 类 气 体 。 烃 类 气 体 有 干 气 , 气 、 气 和 液 化 石 油 贫 富 气 ; 烃 类 气 体 有 二 氧 化 碳 、 气 、 道 气 等 。 体 混 非 氮 烟 气 相 驱 按 其 混 相 机 理 可 以 分 为 一 次 接 触 混 相 驱 ( 接 直 接 触 混 相 ) 多 级 接 触 混 相 驱 ( 态 混 相 ) 近 混 相 驱 、 动 、 ( 析 / 发 气 驱 )按 照 注 入 气 体 类 型 分 类 如 下 : 凝 蒸 ; L PG 段 塞 驱 , 氧 化 碳 驱 , 气 驱 ( 道 气 驱 ) 干 气 二 氮 烟 , 驱 , 气驱。 富 1 国 内 外 气 体 混 相 驱 发 展 概 述
高温、高压环境CO2混相驱采收率的提高方法与流程

高温、高压环境CO2混相驱采收率的提高方法与流程随着油田开发进入中后期,油藏采收率逐渐降低,因此需要采取一些有效的方法提高采收率。
在高温、高压环境下的CO2混相驱采过程中,因为产气量较大,CO2的溶解度较低,导致CO2与油的接触面积降低,采收率也随之降低。
因此,提高CO2混相驱采过程的采收率成为了一个急需解决的问题。
本文旨在探讨提高CO2混相驱采收率的方法与流程。
一、环境适应性方案CO2混相驱采过程中,环境温度和压力都比较高,因此需要对采油井进行加热处理,使其达到相应的温度和压力条件。
同时,在气液混相驱采过程中,要注意保持油藏内部热力学平衡状态,同时要尽可能地减少压力梯度的变化。
在加热过程中,还需考虑实际操作中的温度波动情况,以确保加热后油藏环境温度稳定在适宜的范围内。
二、CO2注入方案为提高CO2混相驱采收率,需要进行CO2注入实验,以确定最佳注入方法和方案。
通常情况下,CO2注入的方法主要有两种:CBM注入法和井筒注入法。
CBM注入法是将CO2注入到煤层中,在煤层的孔隙和裂隙中形成CO2驱油带;井筒注入法是将CO2直接注入到井筒中,然后通过井筒与油层相连,将CO2旋转进入岩石的孔隙中。
三、混合溶液方案在CO2混相驱采过程中,采用混合溶液的方法可以显著提高采收率。
混合溶液中通常含有CO2和一些均质剂或表面活性剂,以促进CO2与油接触面积的增加,并提高CO2的溶解度。
可选用非离子表面活性剂,如十二烷基聚氧乙烯醚,以及离子表面活性剂,如十六烷基硫酸钠。
这些表面活性剂具有较好的良好油溶性、低循环点和良好的热稳定性。
四、驱油方案在CO2混相驱采过程中,需要注意驱油的方案。
通常的方案有原油驱替法、混合物驱替法和附加物驱替法。
原油驱替法主要是利用CO2与原油的压力性质差异,将CO2驱出原油;混合物驱替法是通过多种驱油剂的组合与调配,促使CO2与原油形成相变并驱出油藏;附加物驱替法是利用化学附加物与CO2共同作用,使CO2能够更好地穿透到油藏中,达到更佳高效的驱油效果。
二氧化碳驱油技术

目前,世界上大部分油田仍采用注水开发,这就面临着需要进一步提高采收率和水资源缺乏的问题。
对此,国外近年来大力开展二氧化碳驱油提高采收率技术的研发和应用。
这项技术不仅能满足油田开发的需求,还可以解决二氧化碳的封存问题,保护大气环境。
该技术不仅适用于常规油藏,尤其对低渗、特低渗透油藏,可以明显提高原油采收率。
一、二氧化碳驱油技术二氧化碳驱油,是一种把二氧化碳注入油层中以提高油田采收率的技术。
标准状况下,二氧化碳是一种无色、无味、比空气重的气体,密度是1.977克/升。
当温度压力高于临界点时,二氧化碳的性质发生变化:形态近于液体,黏度近于气体,扩散系数为液体的100倍。
这时的二氧化碳是一种很好的溶剂,其溶解性、穿透性均超过水、乙醇、乙醚等有机溶剂。
如果将二氧化碳流体与待分离的物质接触,它就能够有选择性地把该物质中所含的极性、沸点和分子量不同的成分依次萃取出来。
萃取出来的混合物在压力下降或温度升高时,其中的超临界流体变成普通的二氧化碳气体,而被萃取的物质则完全或基本析出,二氧化碳与萃取物就迅速分离为两相,这样,可以从许多种物质中提取其有效成分。
二氧化碳驱油一般可提高原油采收率7%~15%,延长油井生产寿命15~20年。
在二氧化碳与地层原油初次接触时并不能形成混相,但在合适的压力、温度和原油组分的条件下,二氧化碳可以形成混相前缘。
超临界流体将从原油中萃取出较重的碳氢化合物,并不断使驱替前缘的气体浓缩。
于是,二氧化碳和原油就变成混相的液体,形成单一液相,从而可以有效地将地层原油驱替到生产井。
应用混相驱油提高石油采收率的一个关键性参数是气体与原油的最小混相压力(MMP),MMP是确定气驱最佳工作压力的基础。
一般情况下,因为混相驱油比非混相驱油能采出更多的原油,所以希望在等于或略高于MMP下进行气驱。
如果压力远高于MMP,就容易造成地层破裂,无法保障生产过程的安全性,其结果是不仅不能大幅度提高原油产量,还会降低经济效益。
二氧化碳驱油技术在稠油开采中的应用

二氧化碳驱油技术在稠油开采中的应用发布时间:2021-12-23T09:25:20.527Z 来源:《防护工程》2021年27期作者:翟星[导读] 随着我国工业化进程的不断推进,对石油资源的需求量越来越高。
大港油田第二采油厂河北省黄骅市 061103摘要:随着我国工业化进程的不断推进,对石油资源的需求量越来越高。
近几年,基于能源紧缺和温室效应的背景,CO2驱油技术在稠油油藏开采中发挥了很大的作用,具有广阔的应用前景。
本文主要分析了CO2在稠油油藏驱油过程中的驱油机理,并概述了二氧化碳驱油技术在稠油开采中的应用现状,最后对该技术的发展前景进行了展望,旨在能够进一步的推动二氧化碳驱油技术在我国的运用。
关键词:二氧化碳驱油稠油应用一引言随着我国工业化进程的不断推进,我国经济发展越来越快,人民生活水平也越来越高,我国对石油资源的需求量也在不断增加。
传统的气驱采油技术工作效率较低,采出油量较低。
随着二氧化碳驱油技术的出现,在一定程度上提升了稠油油藏的采油效率。
该技术目前在世界上的很多石油企业得到了广泛的应用。
二氧化碳驱油技术指的是讲二氧化碳注入到油层中,利用二氧化碳高溶解性的特点,增加原油的体积降低原油的黏度和油水间的界面张力,从而达到提升原油采收率的目的。
而且采用二氧化碳驱油技术还可以进一步的解决我国CO2的封存问题,从而降低了温室气体的排放,对于我国环境的保护起到了积极的作用。
二 CO2驱油技术相关机理2.1驱油机理CO2驱油机理主要有两种驱动方式:二氧化碳非混相驱及二氧化碳混相驱,区别在于地层压力是否达到了最小混相压力。
最小混相压力(MMP)理论上的定义是指在油层温度下,所注入气体达到多级接触混相的最小限度压力。
在实验的方法上,Stalkup 定义是通过室内驱替实验,获得最终采收率曲线上的拐点所对应的压力就是最小混相压力;Enick 等人对最小混相压力的定义是当注入的7200(m3/m3)时,适当的增大压力使得采收率达到 80%时所对应的压力就是最小混相压力。
油气田开发概论第6章、提高采收率技术

4、化学复合驱
化学复合驱是由聚合物、活性剂、碱以各种形式组合驱动。 包括:二元驱和三元驱。
驱 油 机 理 聚合物的流度控制作用:聚合物可以使水相粘度增加,渗透率降低, 以提高波及系数为主;
降低界面张力:表面活性剂或碱与原油中的酸性成份反应就地生成的 表面活性剂,可降低相间界面张力和残余油饱;
另外:复合驱还有碱驱所具有的乳化携带、捕集、聚并、润湿反转等 机理。
2、提高原油采收率 ——在我国各油田的潜力非常大。 原油可采储量的补充,越来越多地依赖于已探明地质储量中采收率的提
高。
注水开采只是整个油田开发全过程度一个阶段,而提高采收率则是油田 开发永恒的主题。
四、提高采收率的途径
第一,通过降低流度比以提高波及系数,同时尽可能适应油层的非均质
性,以减少非均质性对驱油过程的不利影响;
Recovery”,即EOR或Improvement Oil Recovery,即IOR)。
概 述
一次采油
依靠
天然能量
人工注水 注气
化学驱 混相驱 热力采油 微生物采油
二次采油
立足
物理、机械和力学等宏观 作用
三次采油 (强化采油)
应用
化学、物理、热力、生物 或联合微观驱油作用
第一节 基本概念
一、提高石油采收率(EOR) ——向地层中注入驱油剂,改善油藏及其流体的物理化学性质,提高 宏观与微观驱油效率的采油方法统称为提高石油采收率方法。
二、气驱
凡是以气体作为主要驱油介质的采油方法统称为气驱(Gas Flooding)。
按照相态特性分类:混相驱和非混相驱 按照驱替介质分类:二氧化碳驱 氮气驱 轻烃驱 烟道气驱
1、混相驱油法
混相驱:指向油藏中注入一种能与原油在地层条件下完全或部分混相的流体
注氮提高采收率的应用与其设备的优化配置

注氮提高采收率的应用摘要氮气在石油工业中应用广泛,可用于包括稠油和低渗透油藏在内的各种油田提高采收率、钻井、完井、氮气置换和保护、氮气汽提回收溶剂等方面。
对制氮技术的机理、技术工艺特点及综合效益进行了论述,并介绍了膜法富氮技术的特点及应用效果。
关键词氮气膜法富氮提高采收率前言经历的几十年的开采,我国大部分油田已经进入了二次采油甚至三次采油阶段,开发出的二采和三采方法不断更新。
从最初始的水驱,聚合物驱,表面活性驱,复合驱,到目前较新的气体混相驱。
气体混相驱中,最开始开发的二氧化碳驱,到目前新开发的注氮法提高采收率。
一旦选择注气作为保持压力的最佳方案,就需考虑以下儿种气体:天然气、CO2、燃料气、空气以及氮气。
并对每种气体进行了多方面的分析,例如:气源供应的可靠性、成本、项目基础设施费、注入成本以及环境与安全规定及对油藏的影响。
通过研究证明,注氮是保持压力的最好方式。
根据国内外文献调研及油藏动态分析,考虑注入的蒸汽与氮气的儿种比例为1:10.1、1:20.1、1:30.1、1:50.1、1:100,结合吞吐井的现场注汽情况,确定的最佳混注比例为1:20到1:50,即注It蒸汽的同时注入氮气量20-50m3。
其它注入参数参照热采优化参数进行设计,分别如下:注入压力:l0 Mpa注入温度:蒸汽300o C以上氮气:20o C常温注入速率:蒸汽14.6m3/h氮气400- 600m3/h注入干度:取混合值50%就成本而论,注氮的现场成本为$0.04/m3,而注天然气的现场成本则为$0.1/m3选择注氮后对氮气供应采取承包制,价格确定为$0.01/m3左右。
注氮的其他优点是:1、对油层无污染;2、氮气供应不受限制;3、氮气是惰性气体,不会造成环境污染,也不具有可燃性和腐蚀性;4、注氮气可节省天然气3965×104m3/ d(如果选择注气方式),占墨西哥天然气总量的31%。
方法逐步改进,气体混相驱是由于氮气与油、水互不相溶,而目来源广,是气体非混相驱提高采收率的重要气源。
油田注气提高采收率技术简介

油田注气提高采收率技术简介闫方平气驱采油技术是已有80多年历史的提高原油采收率方法之一。
最初以注液化石油气为主,后来发展为注干气。
近年来该技术发展很快,广泛用于油田的开发方式有注气混相驱、近混相驱、非混相驱;还有注气维持地层压力驱油等。
该技术使用的气体包括:天然气、液化石油气、CO2、N2、烟道气和空气等。
气驱采油是一项复杂的技术,其中包括抽提、溶解、蒸发、凝析、增溶等能改变原油相态特征的作用机理。
目前在国外,注气提高采收率技术已发展成为一项比较成熟的技术,从室内研究到先导性试验,再到工业推广,形成了从注气机理研究、数值模拟、工艺设计、效果预测等一整套理论实践作法。
注气驱油在国外已获得了广泛应用,世界上已有上千个各类注气采油工程项目。
气驱是最有发展前途的提高采收率方法之一。
今天我们主要介绍注CO2提高采收率和注空气提高采收率两个方面。
一、注CO2提高采收率技术1、研究现状注CO2提高原油采收率提出于二十世纪三十年代,室内实验开始于五十年代,并于六十年代开始进行矿场试验。
进入七十年代以来,注CO2提高原油采收率的理论研究和生产应用都获得了迅速发展,逐渐成为一种重要的提高采收率方法。
多年的生产实践表明,CO2驱可以延长水驱近衰竭油藏寿命15-20年,提高采收率7-25%,是石油开采,特别是轻质油开采的最好提高采收率方法之一。
(1)世界老油田开发问题与提高采收率技术选择当前各大产油国中,加大新油藏的勘探开发是石油工作的重要方向;另外,提高已发现油田的采收率,是各国石油工业的焦点所在。
当前世界大部分油田都已经过了产量高峰期,在非OPEC 国家中,成熟油田的产量占的比重越来越高。
(2)世界CO2提高采收率概况世界CO2提高采收率潜力为1600×108—3000 X108桶,世界CO2驱油产量占世界提高采收率产量的15%,CO2驱油项目主要分布在美国,另外,在俄罗斯、加拿大、土耳其等国家也有CO2驱油项目进行,并取得良好效果。
《提高采收率技术》PPT幻灯片

西部资源勘探程度不高,加之区域远离消费市场,短期内很难做到 石油探明储量与产量的大幅度增长。因此,需要继续做好用提高采 收率技术稳定东部这篇大文章。
8
§1 水驱油波及效率
在井网控制的范围内,从注入井到生产井油区不能被 注入水完全波及到,水波及体积占该油层体积的百分比, 称为波及效率,即:
ES A As hhs EAEh
表示注入的工作液在井网控制的油层区域内 的波及程度,包括面积波及和垂向波及。
注入水波及不到的地方形成剩余油。
9
§2 水波及区内的驱油效率
4
EOR分类
化学驱 包括:聚合物驱,表面活性剂驱,碱水驱,及其二元、 三元复合驱。
气体混相驱 包括:干气驱,富气驱,CO2驱,烟道气驱。
热力采油 包括:蒸汽吞吐,蒸汽驱,火烧油层,SAGD法。
油田稳油控水技术 包括调剖堵水、深部调驱技术。
5
中国各EOR方法所占的比例
3 2
1
2
1
3
1—热采方法(60%)
随着聚合物驱的进行( r ),聚合物溶液具有自动稳 定驱替前缘的能力。
16
第二章 表面活性剂驱
Surfactant Flooding
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§1 驱油用表面活性剂
EOR一般使用阴离子型表活剂(稳定性好、 吸附量小、成本低),少量使用非离子型(耐高 矿化度,活性稍差),一般不使用阳离子型 (因为地层中吸附损失大)。
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要开展流体在生烃岩内部的流动特性的研究;还要开展生烃层内流体性质及其影响因素的研究。
这些研究无疑将大大丰富目前的油气生成和初次运移理论,同时也将大大促进泥岩油气藏的勘探。
陈弘供稿提高采收率技术国内外混相气驱提高采收率技术一、混相驱发展概况1 混相驱概述在提高采收率方法中,气体混相驱具有非常强大的吸引力。
因为注入气体与原油达到混相后,界面张力趋于零,驱油效率趋于100%。
如果该技术与流度控制技术相结合,那么油藏的原油采收率可达95%。
因此混相气驱已经成为仅次于热力采油的处于商业应用的提高采收率方法。
(1)概念混相驱是指在多孔介质中,一种流体驱替另外一种流体时,由于两种流体之间发生扩散、传质作用,使两种流体互相溶解而不存在分界面。
其目的是使原油和驱替剂之间完全消除界面张力,毛细管数变为无限大,残余油饱和度降到最低。
(2)分类按照混相驱的气体烃类气体非烃类气体干气富气液化石油气二氧化碳氮气烟道气按照混相机理一次接触混相驱多次接触混相驱(凝析气驱+蒸发气驱)LPG段塞驱丙烷段塞驱富气驱 CO2驱干气驱氮气(烟道气驱)2 混相驱发展概况(1)国外概况混相注气始于20世纪40年代,由美国最早提出向油层注入干气。
50年代,全世界实施了150多个项目,在室内和现场进行了大量试验。
但是早期多采用液化气进行初期混相驱。
通过不断试验和研究,人们发现除丙烷、LPG可以一次接触混相外,CO2、干气、富气等注入气体在适当条件下,也可以通过多次接触达到动态混相。
自60年代以来,加拿大、阿尔及利亚、智利、前苏联等相继展开烃类混相驱油研究。
70年代,人们对烃类混相驱的兴趣达到顶峰。
加拿大烃类混相驱方法已经在许多油田获得成功,在61个项目中,只失败了8次。
47个成功项目的增产措施为16%~44%,是水驱的两倍。
而美国受天然气气源供应的限制,发展缓慢。
80年代,CO2混相驱逐渐发展起来,这是因为烃类气体价格上涨和天然CO2气藏被发现。
90年代,该技术日渐成熟。
据1994年油气杂志统计结果,全世界137个商业性气体混相驱项目中,55%采用烃类气体,42%采用二氧化碳,其它气体混相驱仅占3%。
二氧化碳混相驱采油效果十分突出,可使最终采收率达到90%以上。
二氧化碳驱是比天然气更优越的驱油剂,也是气体混相驱中最有吸引力的提高采收率技术之一。
(2)国内概况混相驱在我国没有得到大规模应用,原因是缺乏相当数量的天然气和二氧化碳气藏,没有充足的气源保证。
另外,我国三采技术的研究集中在聚合物驱等化学驱方面,缺乏混相驱相关的经验、资料和设备。
但是,混相驱对与低渗透、深层等难采油藏的开发具有良好效果。
根据1998年在全国范围内开展的三次采油潜力二次评价中,适合注气(CO2)混相驱的石油地质储量占参评10%以上,平均采收率达16.4%。
另外,我国低渗透油藏储量难于注水开发,可考虑采用混相气驱技术。
因此,我国逐渐展开混相驱室内研究并进行小规模的矿场试验。
目前,天然气资源丰富的西部地区已经优先开展了注烃混相驱试验。
其中,吐哈葡北油田注烃混相驱已经开展3年,取得了良好的效果。
大庆、中原、华北、长庆、大港、中原、四川、吐哈、辽河等油田,也针对不同油藏类型开展了系列室内混相驱试验研究。
二、国内外混相驱差距与发展趋势1 国内外混相驱发展差距通过对比国内外混相驱的发展历程与现状,可以得出:(1)与我国相比,国外研究混相气驱时间早,从20世纪40年代开始至今已经有60多年,而我国1985年才初次形成混相驱试验方案,但是直到1995年条件才成熟,进行先导试验。
(2)目前,国外混相气驱已经成为仅次于热力采油技术的重要提高采收率技术,有100多个低渗透油田不同规模地应用混相段塞进行采油,并取得了良好效果。
美国CO2混相驱和加拿大的烃类混相驱已经成为一项成熟的技术。
我国受天然气藏和二氧化碳气藏的条件限制,始终没有全面展开混相气驱。
近年来,在西部吐哈盆地葡北油田进行的多次接触蒸发混相驱试验是我国目前最早注气混相现场试验。
其他油田,如大庆油田、辽河油田仍以室内试验研究为主,尚未进行大规模的试验应用阶段。
2 国内外发展趋势注气混相驱开发低渗透油田具有广阔的应用前景。
其驱油效率远高于非混相驱。
虽然注气混相驱工程设计需要高水平的先进工程技术,相态控制难度大,但是随着计算机技术迅速发展,天然气田开发数量增加及二氧化碳资源的开发,注气混相驱的工业化应用已经成为油田开发三次采油中的重要技术。
其中,CO2和N2更是近期研究较多和发展较好的混相驱替技术。
目前,我国陆上已探明难动用储量中,特低和低渗透油藏的储量占较大比例。
如果只靠天然能量和注水开发,采收率低于20%。
混相驱(尤其是N2(烟道气)、CO2)将是此类储量有效的开发措施之一。
但是,综观整体,由于缺乏气源,CO2在我国发展前景不大,而对注天然气或价廉物广的氮气提高采收率技术具有较大的发展空间。
(1)二氧化碳驱二氧化碳驱最早可以追溯到20世纪50年代。
二氧化碳驱包括二氧化碳混相驱和非混相驱。
通常相对密度低于0.9042的原油采用混相驱。
研究表明,二氧化碳在原油中的溶解能力超出甲烷,其溶解能够显著降低原油粘度和表面张力,促使原由体积膨胀;在高压下,二氧化碳的密度远高于天然气,有利于减缓驱替过程中的重力指进现象。
①国外概况美国南部得克萨斯州和路易斯安娜州地层发现了丰富的二氧化碳气藏。
联邦政府采取多种税收优惠政策,其制定的法规对二氧化碳驱非常有利。
目前,美国绝大部分化学驱项目已经被二氧化碳驱取代。
2000年,美国实施CO2混相驱63项,烃类混相驱5项,氮气混相驱1项,注气混相驱已经成为仅次于热力采油的提高采收率技术。
②国内概况我国二氧化碳驱技术应用较晚。
60年代中期,大庆油田和胜利油田开始二氧化碳驱室内和矿场实验。
但是,我国天然的二氧化碳资源比较缺乏,至今尚未发现大型的二氧化碳气藏。
目前二氧化碳单井吞吐的作业项目较多。
二氧华碳的来源和成本比烃类溶剂有优势,可以从地层和电厂获取,且气层气纯度高,易输送,对于水驱效果差的低渗透和小断块油藏,可以尝试采用二氧化碳混相驱提高采收率技术。
在我国东部主要产油区,天然气气源紧张,供不应求,CO2气源目前还比较少。
尽管如此,注非烃气体混相驱的研究和现场先导试验一直没有停止过。
1963年首先在大庆油田作为主要提高采收率方法进行研究,1966年、1969年、1985年、1991年、1994年先后开展了注CO2先导性试验,很受关注。
吉林油田利用万金塔CO2气田的液态CO2,在吉林油田开展CO2吞吐和CO2泡沫压裂100井次以上。
1996年江苏油田富民油田48井开展了CO2吞吐试验,并已开展了驱替试验。
在各油田和集团公司勘探开发研究院进行了三次采油潜力二次评价。
17个油区适用于CO2混相驱的地质储量1.057×109吨,占参评储量10.4%,与水驱相比,平均可提高采收率16.38%,增加可采储量1.73×108吨。
各油区CO2混相驱技术潜力分析中所占比例大致为:新疆占51.75%,吐哈占7.5%,长庆占6.87%,辽河占11.6%,中原占18.9%,大港占1.81%,其它油田占1.49%。
(2)氮气驱(烟道气驱)氮气驱(烟道气驱)于20世纪70~80年代发展起来。
注氮气混相驱属于多次接触动态混相过程。
注入的氮气在高压下通过蒸发作用从原油中提取轻烃和中间烃类,当驱替前缘蒸发到足够的轻烃和中间烃后,就能与油藏的原油混相而达到混相驱。
由于氮气与原油混相所需的最小混相压力很高,因此注氮气混相驱只能用于深层油藏或者高压油藏。
另外达到混相要求原油的轻烃含量高,氮气不能混相驱替重质油藏。
但是注氮气可以节省能源,降低注入井成本,防止大气污染。
①国外概况在注N2(烟道气)开发油气田方面,美国、加拿大等美洲地区一直处于技术领先地位。
他们不仅对实验室进行系统的试验研究工作,而且对不同类型油田还成功进行了工业试验,目前,制N2的工艺已经实现了工业化,并形成一套制N2-注N2-脱N2的工业化工艺流程与配套设施。
N2已经呈现一种取代昂贵天然气作为一种新注入剂广泛应用于石油工业的趋势。
②国内概况我国具有较为丰富的烟道气资源,如胜利油田的胜利电厂、孤北电厂均位于油区以内,日排放量数千吨,如果回收这些废气不仅可以避免环境污染,还可以充分利用资源。
我国很多低渗透油藏、带气顶油藏以及潜山油藏等都具有注氮气混相驱的条件。
而且,考虑到天然气成本和CO2供应问题,我国应重视注氮混相驱技术。
对于深层低渗透油藏,可以采用氮气(烟道气)混相驱。
1995年,华北油田开始注氮气的先导性试验,采收率提高了3%~5%。
(3)解决办法①扩大气源,重视天然二氧化碳气藏的勘探开发;②研究西气东输和国外引进注天然气的经济技术可行性;③引进国外技术,发展制N2和CO2的技术;④开展利用油田附近热电厂、石化企业的放空CO2的技术经济可行性研究;⑤重视和加强室内研究和现场先导性试验。
三、混相驱实例调研1 葡北油田混相气驱现场试验(1)油田概况位于吐哈盆地台北凹陷西部的葡北油田,是一个挥发性背斜圈闭砂岩层状油藏,构造完整,断裂不甚发育;储集层厚度适中,油层之间发育有稳定隔层。
经实验室分析综合确定,在油藏温度压力条件下,利用本油田一级分离器的气组成,可以达到与地下原油混相所要求的最小混相压力MMP,是一个较理想的进行注气混相驱矿场试验的油田。
油藏闭合高度为105米,主要目的层为中侏罗统的七克台组、三间房组和西山窑组。
其中三间房组S1砂组为主力产层,发育有S11、S21和S3+413个油层。
油藏砂体连续性好,油层中部深度3436米,油层平均厚度13.9米,平均孔隙度17.8%,平均渗透率110.5×10-3平方微米。
油层中部温度为92.5℃,油层中部压力为37.58兆帕。
原油性质具有“二低五高”的特点,即低密度(0.803克/立方厘米),低粘度(0.4毫帕秒),高体积系数(2.292),高气油比(>440立方米/立方米),高收缩率(63.52%),轻质组分含量高(57.161摩尔%)和高饱和压力(31.14兆帕)。
葡北油田1998年9月正式投入开发,截止目前为止,共有油水井18口,注采井数比1:1。
采油井开井9口,平均单井日产油44吨,油田累积产油49.34×104吨,采出程度19.05%,油田综合含水3.02%,综合气油比499立方米/吨,地层压力保持在35.5兆帕以上。
注水井开井6口,平均单井日注水144立方米,累积注水50.53×104立方米;注气井开井2口,平均日注气14.55×104米,累积注气2.1×108立方米。
油田累积注入气段塞6.4%HCPV,气水比接近1:1。