CO2驱油后期气窜机理及解决方法资料
CO2的驱油机理
分子扩散作用
•地层基岩是复杂的,注入CO2也很难与油藏中原油完全混合好。 多数情况 下,通过分子的缓慢扩散作用溶于原油的。
四. CO2混相驱和非混相驱技术应用
不同的油藏条件适用不同的驱油方式，适于C O 2 驱地层 的筛选原则如下表所示:
原油相对密度 <0 . 8 2 5 二氧化碳混相驱 0.865～0.825 0.887～0.865 0.922～.887 二氧化碳非混相驱 0.9 2～0. 98 油藏深度(m） >7 62 >8 53 >1 00 6 >1 21 9 549 原油黏度(mPa ·s） <1 0 <1 0 <1 0 <1 0 <6 00
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非混相驱油
10 年 在水驱后 晚期（> 5 ～8 年） 大 简单 可利用 高(>1tb ) 高（10%～18%OOIP） 小范围
五.CO2驱应用优点:
1.在能源紧缺和节能减排的背景下，二氧化碳驱油有着非常广阔的推广利用前景，有关部 门应适时出台相应的政策扶持措施，加快这一技术的推广应用 2.二氧化碳驱油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。根据油田地质情况的不同，每增产1 t原油约需1～4.2t二氧化碳，可增产油田总储 量约l0％的原油。 3.适合二氧化碳驱油的油藏储量就非常可观 4.二氧化碳驱油具有适用范围大、驱油成本低、采油率提高显著等优点 5.能满足油田开发需求，还能解决二氧化碳的封存问题，保护大气环境
CO2驱：CO2驱是把CO2注入油层，依靠CO2的膨胀、降粘等 机理来提高原油采收率的技术。
我国低渗、特低渗油藏投入开 发后暴露出许多矛盾，如自然 产能低、地层能量不足、地层 压力下降快等，而注水补充能 量因油藏地质条件的限制受到 很大制约，因此采收率均较低。 从国外EOR技术的发展趋势看， 气驱特别是CO2混相驱将是提高 我国低渗透油藏采收率最有前 景的方法。
CO_2驱影响气窜的因素及其治理方法
前 国 内外的一 些封 窜方法 ， 经过 大量 实践认 为采用泡沫封窜是比 油而 改变现有 的井 网 ， 那就得不偿失 了。井 网对气窜影 响主要有 较有 效的 方法 ； 介 绍 了油 田封 窜的研 究进展 ； 建议 结合采 用动 态 两个方 面 。一 是注入 井和 生产井 的距离 大小 ， 也 就是 固有 的井 调 配 的方 法也 可 以有 效 的减 缓 气 窜。 距。７ ０ 米 井距优于 １ ０ ０米井距先 发生气窜 。但是也不 是井距越
客观指进现象 ， 影响单井或者井组的生产效果 。反应在生 产井 上 量避 免注气量都沿 着裂缝方 向跑。造成波 及效果差 。提高后期 选择合适 的注气周期减缓气窜带来的危害。 就是产量 下降 ， 过早 见到 Ｃ Ｏ 气体 ， 降低了 Ｃ Ｏ ｚ 波及效果 。通过 对 测试找准来气方 向， ２ ． 间开间注减缓气 窜 Ｃ Ｏ 驱油产生 的气窜现象 ， 分析其原 因。主要受地层的客观条件 ： 孔隙大小 、 裂缝等 ， 还收到井 网、 注入 工艺及操作参数等影响 。 １ ． 地层客观因素 在 选择注 Ｃ Ｏ ： 驱油前 ， 首 先考虑 的就是 地质条 件 。过程 中， 通 过波 动注 气虽然 能有效 地减缓 气窜 ， 但不 能抑制 产量 递 减 。为此现场 又探索了间开间注的调配方式。开气井停油井 ， 开
关键词 ： 辽河油 田； ｃｏ。 驱油 ； 气窜； 动态调配
大越好 。也 要考虑受效 问题 。二是 油层连通情况 。开采成熟 度
高的油层 ， 势必 见效 快 ， 最先发生气 窜。三是注采 井之 间是 否有
前言
Ｃ Ｏ ： 驱 已逐渐成为一种成熟的开采方法 ， 目前应 用各 个油 田 ， 裂缝 的存 在。如果有裂缝势必沿着裂缝优先气窜。 都 收到 了 良好的效 果 。增油效 果 明显 。液态 Ｃ Ｏ ｚ ． 密度和粘 度都 二 ， 动态调配 减缓气 窜 化学调剖和封窜气窜层治理气窜是最有效的方式 ， 封窜气窜 不高 注入地 层后浮 于地层水或者 地层原油 ， 我们在注入 Ｃ Ｏ ｚ 驱油 层会导致 该层不 出液是 气窜严重后 才采取的治理 方式 。加 入化 匀， 平面波及效果 不理 想。从而 导致驱油效率不高 。加上地层条 学药剂对地面和地下管线腐蚀 比较严重 。而且化学药剂成本 高 ， 件等复杂 因素 ， 孔隙度大小不均 ， 裂缝 的存在 ， 砂体大小等 。容 易 周期短 。而动态调配的方式是非常经济和有效 的， 而且能改变受 提高波及效率 。 造成优 势通道 的气窜 。所 以说 注入 Ｃ Ｏ ： 驱油必须 客观的 考虑气 效方 向， １ ． 改变主汽 量的大小 窜和治理气窜。
阐述二氧化碳驱提高采收率技术及应用
阐述二氧化碳驱提高采收率技术及应用提高采收率（EOR）研究是油气田开发永恒的主题之一。
将二氧化碳注入衰竭的油层，可提高油气田采收率，己成为世界许多国家石油开采业的共识。
二氧化碳驱一般可提高原油采收率7%～15%，延长油井生产寿命15～20a。
二氧化碳来源可从工业设施如发电厂、化肥厂、水泥厂、化工厂、炼油厂、天然气加工厂等排放物中回收，既可实现使气候变暖的温室气体的减排，又可达到增产油气的目的。
1、二氧化碳驱油机理1.1降粘作用二氧化碳与原油有很好的互溶性，随着溶解气油比的增加，原油粘度显著降低，粘度降低后原油流动能力增大，油水流度比减小，提高原油产量。
1.2膨胀作用二氧化碳注入油藏后，使原油体积大幅度膨胀，便可以增加地层的弹性能量，还有利于膨胀后的剩余油脱离地层水以及岩石表面的束缚，变成可动油，是驱油效率升高，提高原油采收率。
1.3萃取和汽化原油中的轻烃在一定压力下，二氧化碳混合物能萃取和汽化原油中不同组分的轻质烃，降低原油相对密度，从而提高采收率。
二氧化碳首先萃取和汽化原油中的轻质烃，随后较重质烃被汽化产出，最后达到稳定。
1.4溶解气驱作用大量的二氧化碳溶于原油中具有溶解气驱的作用。
降压采油机理与溶解气驱相似，随着压力下降，二氧化碳从液体中逸出，液体内产生气体驱动力，提高了驱油效果。
另外，一些二氧化碳驱油后，占据了一定的孔隙空间，成为束缚气，也可使原油增产。
1.5提高渗透率作用二氧化碳溶于原油和水，使其碳酸化。
碳酸水与油藏的碳酸盐反应，生成碳酸氢盐。
碳酸氢盐易溶于水，导致碳酸盐尤其是井筒周围的大量水和二氧化碳通过的碳酸岩渗透率提高，使地层渗透率得以改善，上述作用可使砂岩渗透率提高5%-15%，同时二氧化碳还有利于抑制粘土膨胀。
另外，二氧化碳-水混合物由于酸化作用可以在一定程度上解出无机垢堵塞、疏通油流通道、恢复单井产能。
2、二氧化碳驱种类及注入工艺2.1二氧化碳驱的种类（1）二氧化碳混相驱。
混相驱油是在地层高退条件下，油中的轻质烃类分子被二氧化碳提取到气相中来，形成富含烃类的气相和溶解了二氧化碳的原油的液相两种状态。
CO2驱油机理研究综述
CO2驱油机理研究综述第一章概述1.1 CO2驱国外发展概况注入二氧化碳用于提高石油采油率已有30多年的历史。
二氧化碳驱油作为一项日趋成熟的采油技术已受到世界各国的广泛关注，据不完全统计，目前全世界正在实施的二氧化碳驱油项目有近80个。
90年代的CO2驱技术日趋成熟，根据1994年油气杂志的统计结果，全世界有137个商业性的气体混相驱项目，其中55﹪采用的是烃类气体，42﹪采用的是CO2，其他气体混相驱仅占3﹪。
目前，国外采用二氧化碳驱油的主要国家有：美国、俄罗斯、匈牙利、加拿大、法国、德国等。
其中美国有十个产油区的292个油田适用CO2驱，一般提高采收率7﹪～15﹪，在西德克萨斯州，CO2驱最主要是EOR方法，一般可提高采收率30﹪左右。
1.1.1国外CO2驱项目情况在国外，注二氧化碳（）技术主要用于后期的高含水油藏、非均质油藏以及不适合热采的重质油藏。
推广二氧化碳驱油的主要制约因素是天然的二氧化碳资源、二氧化碳的输送及二氧化碳向生产井的突进问题以及油井及设备腐蚀、安全和环境问题等。
为解决以上问题，提出了就注提高原油采收率技术，这种技术是向地层中注入反应溶液，使其在油藏条件下充分反应而释放出气体，溶解于原油之中，降低原油粘度，膨胀原油体积，从而达到提高原油采收率的目的。
美国是CO2驱发展最快的国家。
自20世纪80年代以来，美国CO2驱项目不断增加，已成为继蒸汽驱之后的第二大提高采收率技术。
美国目前正在实施的CO2混相驱项目有64个。
最大的也是最早使用CO2驱的是始于1972 年的SACROC 油田。
其余半数以上的大型气驱方案是于1984～1986年间开始实施的，目前其增产油量仍呈继续上升的趋势。
大部分油田驱替方案中，注入的CO ：体积约占烃类空隙体积的30 %，提高采收率的幅度为7 %～22％。
1.1.2小油田CO2混相驱的应用与研究过去，CO2混相驱一般是大油田提高原油采收率的方法。
大油田由于生育储量多，剩余开采期长，经济效益好，而小油田CO2驱一般不具有这些优点。
CO2驱气窜治理方法现状
CO2驱气窜治理方法现状CO2驱作为一种提高采收率方法，随着其在油田矿场中的应用，实施该方法随之而来的气窜问题也日益显著。
针对CO2驱矿场应用的气窜问题，国内学者进行了大量的室内实验和矿场应用，目前针对气窜进行治理的方法有两种思路，第一种思路是在CO2驱开发前期或中期，通过对相关参数的调整或改进工艺方法来减缓气窜过程，延长高产稳产时间以达到提高采收率的目的。
第二种思路是针对CO2驱开发后期，此时气窜情况已经十分显著，不能再通过改变相关的注入参数等手段延缓气窜，只能通过注入封堵体系来进行对窜流通道的封堵来达到抑制气窜的目的。
1.防气窜研究现状国内目前针对CO2驱开发中期气窜防治研究的较少，此阶段气窜情况因井而异，需要针对口井及区块进行逐一分析采取措施抑制气窜的发展。
目前一般采取的措施主要从开发层系，注采结构和注入方式三个方面入手。
在开发层系调整上，主要是通过地层注入井和采出井之间的连通性，结合地层断层的阻断封闭，将采注系统逐一划分，细化原有的开发层系，将存在强连通性的注采井归为一个层系。
通过采用分层注入工艺，将CO2根据所划分的开发层系分层注入，消除层间干扰，充分利用和调动高含油饱和度油层。
在注采结构调整上，结合注入井和采出井所在地层构造情况，调整注入和采出的关系，即根据实际地层情况将某些注入井和采出井井别进行调整，利用地层构造特点结合地层倾角，造成CO2重力超覆形成气顶以提高采出井原油产量。
在注入方式调整上，主要是采用先进的注入方法，确定该注入方式下最优的注入参数。
目前最常用的方法是采用水气交替的注入方式。
依据贾敏效应，水气交替注入可以使整个注入过程不断处于微观孔隙不断互相封堵，导致注气剖面向采出井均匀推进。
这种注入方法是采出井见气后比较通用的注入方式，其效果也十分显著，工艺简单，成本也相对较低。
2.气窜治理研究现状当气窜已经形成，地层中大的窜流通道已经成型，就需要通过调整注入剖面来抑制气窜。
注入剖面调整主要是针对注入流道中窜流通道严重影响注气效果的情况。
CO2驱窜流封堵技术综述
CO2驱窜流封堵技术综述摘要：CO2驱油过程中普遍存在的气体窜流现象，引起注入气体利用率低下，降低提高采收率效果。
针对这一现象，必须采用适当的手段进行封堵。
本文通过介绍了两种常用的封堵方法，包括水气交替注入和凝胶泡沫体系。
并对其影响因素进行了介绍，希望以此更好的指导实践。
关键词：CO2驱窜流水气交替注入凝胶泡沫我国CO2驱的油藏大都属于低渗的油藏，微裂缝发育，油层非均质性导致气体窜流现象非常严重。
合理的施工方案及工艺技术。
提高CO2波及效率的技术[1]，绝大多数方法都是试图通过改变CO2的相对渗透率或者增加CO2的粘度来实现的，例如水气交替注入（WAG）和注入凝胶泡沫。
两者在CO2驱窜流封堵中得到了广泛应用。
一、水气交替注入通常的气驱和水驱常常有至少20%-50%的原油残余在油藏中。
早期在实验室驱替表明连续的水/气注入，对5点井网驱替系统其驱扫效率高达90%。
而单独的气驱驱扫率只有60%。
水气交替注入需要进行注入参数设计、油藏非均质性及注入方式等研究。
1.注入参数设计气水交替注入技术可应用于从低渗灰岩到高渗砂岩的不同渗透率油藏，故进行方案设计时需针对不同油藏考虑各种参数。
气水交替注入首先要考虑混相问题，主要受气源、经济性和现场增压能力等因素的影响。
其它设计参数还包括油藏特征及非均质性、岩石和流体性质、注入气组分、注入井网、气水比及段塞尺寸等。
2. 油藏非均质性和分层作用[2，3]油藏非均质性和分层作用严重影响气水交替注入过程的采收率。
高垂向渗透率油藏将在垂直于主流方向产生交叉流，主要受到粘性力、毛管力、重力和扩散力的影响。
油藏非均质性控制了驱替过程的注入及波及方式，不同kv/kh（垂向渗透率与水平渗透率之比）的油藏模拟表明kv/kh越高将不利于气水交替注入原油的采出。
3.注入方式气水交替注入方式包括注入井网、气水比、段塞尺寸等内容。
文献[4]指出由于可更好的控制驱替前缘，陆上油田通常选择小井距五点井网，气水比和段塞尺寸为气水交替注入参数设计时应考虑的主要参数。
CO2混相驱和非混相驱的驱油机理
五、CO2驱应用优点
1、在能源紧缺和节能减排的背景下，二氧化碳驱油有着非常 广阔的推广利用前景，有关部门应适时出台相应的政策扶 持措施，加快这一技术的推广应用。
2、二氧化碳驱油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。根据油田地质情况的 不同，每增产1 t原油约需1～4.2t二氧化碳，可增产油田总 储量约l0％的原油。
第十二页，编辑于星期三：五点 五十四分。
三、CO2非混相驱驱油机理
（2）改善原油与水的流度比 大量的CO2溶于原油和水,将使原油和水碳酸化。原油
碳酸化后,其粘度随之降低。一般地,二氧化碳溶于水后,可 使水粘度增加20% -30%,水流度增加2-3倍,同时随着原油 流度的降低,油水流度比和油水界面张力将进一步减小,使油 更易于流动。 （3）膨胀作用
3、适合二氧化碳驱油的油藏储量就非常可观 4、二氧化碳驱油具有适用范围大、驱油成本低、采油率提高
显著等优点 5、能满足油田开发需求，还能解决二氧化碳的封存问题，
保护大气环境
第十八页，编辑于页，编辑于星期三：五点 五十四分。
1、CO2驱研究背景 我国低渗、特低渗油藏投入开发后暴露出许多矛盾，
如自然产能低、地层能量不足、地层压力下降快等，而注 水补充能量因油藏地质条件的限制受到很大制约，因此采 收率均较低。从国外EOR技术的发展趋势看，气驱特别是 CO2混相驱将是提高我国低渗透油藏采收率最有前景的方 法。
第三页，编辑于星期三：五点 五十四分。
(1)当压力足够高时，CO2析取原油中轻质组分后，原油溶解沥 青、石蜡的能力下降，重质成分从原油中析出，原油黏度大幅度 下降，提高了油的流动能力达到混相驱油的目的。在适合的储层 压力、温度及原油组分等条件下，临界CO2与原油混合，形成一 种简单的流体相同。
最新CO2驱油机理研究综述汇总
C02驱油机理研究综述C02驱油机理研究综述第一章概述1.1 C02驱国外发展概况注入二氧化碳用于提高石油采油率已有30多年的历史。
二氧化碳驱油作为一项曰趋成熟的采油技术已受到世界各国的广泛关注’据不完全统计，目前全世界正在实施的二氧化碳驱油项目有近80个。
90年代的C02驱技术曰趋成熟，根据1994年油气杂志的统计结果，全世界有137个商业性的气体混相驱项目，其中55%采用的是姪类气体，42% 采用的是C02,其他气体混相驱仅占3%。
目前，国外采用二氧化碳驱油的主要国家有：美国、俄罗斯、匈牙利、加拿大、法国、德国等。
其中美国有十个产油区的292个油田适用C02驱，一般提高采收率7%~15%,在西德克萨斯州，C02驱最主要是E0R方法，一般可提高采收率30%左右。
1.1.1国外CO2驱项目情况在国外，注二氧化碳（coj技术主要用于后期的高含水油藏、非均质油藏以及不适合热采的重质油藏。
推广二氧化碳驱油的主要制约因素是天然的二氧化碳资源、二氧化碳的输送及二氧化碳向生产井的突进问题以及油井及设备腐蚀、安全和环境问题等。
为解决以上问题，提出了就注0提高原油采收率技术，这种技术是向地层中注入反应溶液，使其在油藏条件下充分反应而释放出g 气体，g溶解于原油之中，降低原油粘度，膨胀原油体积，从而达到提高原油采收率的目的。
美国是C02驱发展最快的国家。
自20世纪80年代以来，美国C02驱项目不断增加，已成为继蒸汽驱之后的第二大提高采收率技术。
美国目前正在实施的C02混相驱项目有64个。
最大的也是最早使用C02驱的是始于1972 年的SACROC油田。
其余半数以上的大型气驱方案是于1984 ~ 1986年间开始实施的，目前其増产油量仍呈继续上升的趋势。
大部分油田驱替方案中•注入的CO :体积约占姪类空隙体积的30 %.提高采收率的幅度为7 %〜22%O1.1. 2小油田C02混相驱的应用与研究过去，C02混相驱一般是大油田提高原油采收率的方法。
二氧化碳驱气窜因素分析与泡沫封窜效果评价
收率 ， 可以实现ｃ ０： 的综合利用和埋存相结合 ， 达到
双赢 的 目的 。 ２ ０ １ ０年 中石 化 在 东 北 油 气 分 公 司 腰 英 台 油 田 腰 西 区块 开展 了 Ｃ ｏ。 驱 油 重 大先 导试 验 ， 先 导 试验 井 组 第 一 批 优 选 两 种 方 式 ７个 井 组 开 展 试 注 ， 于 ２ ０ １ １年 ４ ～６月陆 续投 注 ， 对 应采 油井 ３ １口， 注气 后 对应 油井 气窜 比较严 重 。截止 到 ２ ０ １ ２年 １ Ｏ 月底 ， 气 窜井 总 数为 ｌ ９口， 占首 批 试 验 区总 采 油 井数 的 ６ １ ．
１ ． ２ 注 入 工 艺 影 响
１ Ｃ Ｏ２ 驱气 窜 因素分 析 由于 Ｃ Ｏ 气体 的粘度 小 ， 气 驱 过 程 中往 往会 发 生严 重 的指 进 ， 导 致气 体在 生产 井 中过早 突破 ， 降低 了波 及效率 。Ｃ Ｏ。 驱油 过程 中的气 窜规律 受到很 多 因 素 的影 响 ， 主要 可 以分 为 地 层 因 素 、 注入 工 艺 以 及 注采井 网 的影 响 。
应 用优选 的 工 艺和封 窜体 系开展 了现 场试验 ， 施 工后 注 气井 注气压 力上 升 ， 吸 气剖 面改善 ， 对应 部分 油 井产 量上升 、 含 水下 降、 Ｃ Ｏ２ 含量 下 降。表 明泡 沫封 窜体 系和 注入 工 艺适 用 于腰 英 台试验 区。 关 键词 ： 气窜 ； 影 响 因素 ； 注入 工 艺 ； 泡 沫封 窜 ； 效 果评价 中图分 类号 ： ＴＥ３ ５ ７ ． ４ ５ 文献 标识 码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ６ －７ ９ ８ １ （ ２ ０ １ ３ ） １ １ 一Ｏ ０ ３ ６ 一Ｏ ４
CO2驱开发后期防气窜综合治理方法研究
CO2驱开发后期防气窜综合治理方法研究
陈祖华1,汤勇2 ,王海妹1,陈雨函1
【摘要】摘要:室内实验得到的C02混相驱油效率往往可达90%以上，但现场却难以达到室内实验的驱油效果。
限制采收率提高的主要原因是CO2的黏性指进、重力超覆和油层的非均质性等因素对注入CO2波及效率的影响。
针对注co2 g区开发后期油藏气窜现象逐渐加重、开发矛盾不断加剧等问题,从开发层系、注采结构、注入方式以及注入剖面4个方面开展了改善CO2驱开发效果的研究,并提出了细分层系、高部位注气、水气交替注入、聚合物调剖及CO2 +泡沫驱防气窜等技术对策。
现场实施结果显示Z油藏整体气油比从2 733.1 m3∕m3下降到63.84 m3∕m3 ,日产油从注气前的30.72 t上升到注气后的81.68 t o该项防气窜综合治理技术及经验可为类似油藏注气^开发方案设计和后期防气窜提供借鉴。
［期刊名称］岩性油气藏
【年(卷),期】2014(026)005
【总页数】6
【关键词】C02驱；开发后期;防气窜方法；黏性指进；重力超覆
0引言
随看温室气体减S樣口地质埋存日益受到全世界的关注，C02驱油技术在国内越来越受到重视,C02驱油及埋存工业化推广的步伐也逐渐加快［1-2 J o制约C02
驱的主要因素为黏性指进和重力超覆,国外在这方面做了大量的研究工作, 值得借鉴。
C02驱流速的空间变化不仅是由于渗透率的变化和井网部署等固定的几何因素造成，还由于驱替前缘的不稳定性等渗流特性所引起［3-4 L由于。
CO2驱产出气回注的驱油效果
智能化监控
通过智能化监控技术，可 以实时监测回注过程，及 时发现和解决潜在问题， 提高回注效果。
环保技术
随着环保意识的提高，未 来CO2驱产出气回注技术 将更加注重环保，减少对 环境的负面影响。
市场前景
全球市场需求
随着全球能源需求的不断增加，CO2驱产出 气回注技术的市场需求也将不断增长。
政策支持
CO2驱产出气回注的驱油效 果
汇报人： 2024-01-07
目录
• CO2驱产出气回注技术简介 • CO2驱产出气回注的驱油效果 • CO2驱产出气回注的应用场景 • CO2驱产出气回注的挑战与解
决方案 • CO2驱产出气回注的未来展望 • CO2驱产出气回注的实际案例
分析
01
CO2驱产出气回注技术简介
03
CO2驱产出气回注的应用场景
石油开采
提高采收率
通过将CO2注入油层，可以降低 原油粘度，提高流动性，从而提 高采收率。
降低生产成本
CO2驱产出气回注可以减少对外 部能源的依赖，降低开采过程中 的燃料消耗和运输成本。
减少温室气体排放
将CO2回注地下，可以减少大气 中的温室气体含量，缓解全球气 候变暖问题。
详细描述
某气体处理厂通过实践CO2驱产出气回注 技术，提高了采收率，优化了资源配置， 为该厂带来了经济效益和社会效益。
THANKS
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详细描述
某油田采用CO2驱产出气回注技术，提高了采收率，同时降低了环境污染，为其他油田 提供了可借鉴的经验。
案例二
要点一
总结词
提高采收率、降低成本
要点二
详细描述
某石油公司应用CO2驱产出气回注技术，提高了采收率， 降低了成本，为公司的可持续发展做出了贡献。
致密油藏二氧化碳驱替采油原理分析
致密油藏二氧化碳驱替采油原理分析摘要：随着时代的发展，技术不断的革新，利用CO2驱提高低渗油田产量被列为重要的改造开采技术。
根据长庆油田油藏压力低、原油轻质组分含量高的特点。
使用PVT和最小混相压力等测试分析方法，通过研究 CO2驱进而提高采收率。
利用CO2注入注入储层与无机、有机物作用后的沉淀原理，可以得出CO2气体在无机盐溶液中不会形成沉淀堵塞孔隙，并且CO2与有机质作用后沉积点高于油藏压力，且注入压力越高，CO2在地层原油中的溶解能力越强，且不易形成沥青质沉淀。
本文主要简要阐述CO2注入的驱替原理，并根据相关实验解析其实际作用状况。
关键字：长庆油田；CO2驱油；低压；低渗透一、CO2主要驱油机理1.1最小混相压力测试实现混相驱是影响CO2驱油效果的主要因素之一，两个或者两个以上的单项流体在给定的条件下进行混合就构成了混相。
并且混合过程中会逐步促进相界面的消失，并且最终其界面张力等于零。
而在界面张力等于零的状态下的原油体系中的压力被称之为最小混相压力。
所以当驱替压力高于最小的混相压力时就可以完成混相。
利用实验模拟，通过利用细管实验测得最小混相压力，其中将一根内由细砂充填的长细管作为一维流动模型，此状态下模拟CO2注气中的多级接触动态混相过程，确定混相界限为采收率达90%时，在这种条件下可以得出采收率与驱替的压力关系，定义最小混响压力为非混相段与混相段的交点所对应的压力。
1.2 相态评价利用相态评价实验，其主要是进一步测定不同浓度含量的CO2在油藏中的体积、压力、温度的变化关系。
通过测定能够确定并推算出泡点压力，相对体积，以及CO2溶解度等参数。
根据实验，配制的CO2浓度的油藏流体，给定设置参数压力逐步由高降低，并逐步测定每下降1-2MPa时油藏流体的PVT参数。
因此能够根据体系体积的突变进一步可以确定油藏流体的泡点压力，达到泡点压力后，继续降低压力直至地层压力或地层压力以下。
（1）不同注入浓度下的泡点压力泡点压力一般会随着CO2注入浓度的变化情况而随之变化。
二氧化碳驱油原理
二氧化碳驱油原理随着石油开采量的日益增加，传统的采油方式已经无法满足日益增长的需求。
因此，新型的采油技术——二氧化碳驱油技术应运而生。
二氧化碳驱油技术是一种基于地下油藏物理化学性质的开采技术。
其基本原理是利用二氧化碳气体的溶解性质达到降低油黏度、增加油相渗透率以及改变地下油藏物理化学状态等多种效果，从而提高采油效率。
具体的步骤如下：一、原理二氧化碳驱油技术主要是利用二氧化碳与石油的物理化学作用，把压缩二氧化碳注入井口，在地下产生二相流，即油相（石油）和气相（二氧化碳），由于压力的变化，使得石油相被强制推出地层，极大地提高了采油的效果。
二、操作步骤1. 资料收集：通过地质勘探等手段，获取地下油藏的基础数据，包括油藏的类型、深度、渗透率、孔隙度等关键参数。
2. 压裂和气吞吐实验：利用压裂和气吞吐实验，确定油藏中二氧化碳的注入压力及注入量。
3. 二氧化碳的注入：按照预定的压力和注入量，将二氧化碳注入油藏。
这一过程需要进行连续的地下监测，确保注入量的准确性和均匀性，同时监测油藏的物理化学变化，确定注入途中二氧化碳的分布及其对油藏的影响。
4. 采油：根据实时监测的数据，调整二氧化碳注入量和压强，一旦达到预期效果，开始采油。
这一过程也需要进行连续的监测、调整和优化，以达到最佳采油效果。
三、应用范围二氧化碳驱油技术目前已经在全球范围内得到广泛应用，其中最典型的是美国和加拿大，在二氧化碳驱油技术的实践中取得了显著的成果。
此外，二氧化碳驱油技术还适用于海洋油田和非常规油气资源开发，具有广阔的应用前景。
总体来说，二氧化碳驱油技术是一种先进的采油技术，可有效提高野外油田的采收率，缓解全球能源短缺的问题。
虽然该技术还存在一些缺陷和挑战，但相信随着技术的不断升级和完善，二氧化碳驱油技术必将成为未来能源领域中不可或缺的一种技术手段。
二氧化碳驱油机理
图2-1 原油粘度降低与二氧化碳饱和压力的关系（50℃） μo--原油粘度; μm—溶有二氧化碳的原油粘度
（2 ）改善原油与水的流度比 二氧化碳溶于原油和水，使其碳酸化。原油碳酸化后，其粘度随之降低，同 时也降低了水的流度，改善了油与水流度比，扩大了波及体积。 （3） 膨胀作用 二氧化碳注入油藏后，使原油体积大幅度膨胀，便可以增加地层的弹性能量， 还有利于膨胀后的剩余油脱离地层水以及岩石表面的束缚，变成可动油，使驱油 效率升高，提高原油采收率。原油的密度越高，相对分子质量越小，原油的膨胀 系数越大[1]。。图2-2为原油的膨胀系数与二氧化碳物质的量分数关系。从图2-2 可以看到，原油中二氧化碳物质的量分数越大，原油的膨胀系数越大。
长25年以上。
2、国内CO2驱研究及应用概况
CO2吞吐：
国内部分油田（吉林、胜利等）也陆续实施了许 多CO2吞吐项目。 滨南采油厂在一些油井进行CO2吞吐后，原油产量 大幅提高。经测算，投入产出比为1：4。证实CO2吞吐 作为单井增产措施，效果显著。
关于实施CO2驱几个问题的讨论
1. 实施CO2驱的开发时机的选择 据对国外CO2驱项目的统计，以前的大部分项目选在含 水率为60—70% 时开始实施CO2驱。近年来的研究与应用证 明， CO 2 驱在注水开发晚期的油田实施仍有很好的效果。 例如美国的Postle油田就是注水油田开发晚期实施CO2驱提 高采收率的一个成功例子。 Postle 油田发现于 1958 年， 1970 年产量达到高峰为 3498m3/d。注CO2前平均产油量仅318m3/d，含水高达98%。 1996年实施注CO2，采用水气交替注入方式。至2000年产量 达到1590m3/d，预计提高采收率10%—14%。
关于实施CO2驱几个问题的讨论
CO2驱油后期气窜机理及解决方法
4．1．7调研认识
• • • • • • • • • • • • • • • • • 国内外关于C02封窜的方法都进行了一些研究，但是总体效果不尽如人意， 水气交替在一定程度上能够很好的控制流度，但是波及效率并不是很理想，油 层中的很大部分原油并没有被波及到，同时在特低渗透油藏应用后会出现注入 能力的明显下降。c02增稠技术是将聚合物添加到C02气体中，这样来增加c02 气体的粘度，但是目前为止还没有发现一种合适的聚合物能够达到理想的增粘 效果。c02泡沫是又一种用来控制c02气体流度的方法，当c02与表活剂溶液 ⑦浙江大学硕士论文泡沫封窜技术研究 接触时，就会生成泡沫或者形成乳状液。研究表明泡沫确实能够控制气体粘性 指进并且具有很好的波及效率，并指出阴离子表面活性剂(越011io)在泡沫的 静态测试中取得了不错的效果，但是在泡沫的动态实验中发现乙氧基化醇 (etlloxyla=ted alcoh01)比A1ipal CD．128或者M0namid 150．AD的流度降低程度高， 其中后两者为非离子表面活性剂。为了优化泡沫的性质，他们还加入了添加剂 如：脂肪醇(觚y alcoh01)、二苯醚(diphenyl oxide)、二磺酸盐(msIllf0Ilate)、 氧化胺(锄洒e oxide)。Heller和Taber研究了C02气体在表活剂溶液中的泡沫 状分散体并发现流度的控制程度与注入速率有关，而且泡沫质量随着表活剂浓 度的增加而降低。相同的泡沫封窜体系在不同的油藏中应用效果差异很大，因 此泡沫封窜技术仍然需要进一步去深入研究。
结果表明：随着地层倾角的增加，采出程度增加
油藏高部位剩余油饱和度降低，同时高部位的CO2含量增加，形成小的气顶， 更有利于气驱油；地层倾角越大，采用高部位注气开发的效果就越好（图3）。
二氧化碳驱气窜治理方法研究
二氧化碳驱气窜治理方法研究【摘要】CO2驱油过程中，气窜的发生是影响驱油效果及降低采收率的最重要因素，但不同类油藏、不同开发阶段发生气窜的主要原因各有不同，因此针对气窜原因及类型选择合适的封窜技术十分重要。
本文在对不同类封窜体系机理及特点分析的基础上，结合油田树101区气窜井组特点，选择进行泡沫封堵，并优化了调剖方案，从而取得良好的调剖效果。
【关键词】CO2气窜水气交替凝胶泡沫＜b＞1 前言＜/b＞CO2是一种低密度、非粘稠、高流动性的流体，粘度远远低于地层水和地层原油，因此在CO2驱油过程中，不利的流度比将导致粘性指进，降低波及效率；同时由于地层的非均质性、裂缝等的存在，亦会导致气窜的发生，从而降低了驱油效率。
树101实验区树93-碳16、树96-碳12、树96-碳16井气窜后平均单井日产油量由3.9t/d下降到1.6t/d，气油比平均由22.8 m3/m3上升到145.3 m3/m3，因此CO2驱必须抑制气体的过早突破才能获得较高的石油采收率。
目前CO2封窜主要从改善CO2流度或封堵窜层两方面来开展封堵技术研究，主要有水气交替、泡沫、凝胶、沉淀等化学封窜方法。
＜b＞2 四种封窜技术特点评价＜/b＞2.1 泡沫封堵技术技术优点：一是泡沫体系具有“堵高不堵低”的特性；发泡剂在地层中具有良好的再次发泡能力，而且对低渗层位不会造成永久性的污染；二是泡沫剂本身是一种表面活性剂，能较大幅度降低油水界面张力，改善岩石表面润湿性，使原来呈束缚状的油通过油水乳化、液膜置换等方式成为可流动的油；三是泡沫流动需要较高的压力梯度，从而能克服岩石孔隙的毛管作用力，把小孔隙中的油驱出。
技术缺点：特低渗透油层中应用的泡沫剂要求粘度小，易注入，由此也导致携药剂能力弱，易分层。
应用泡沫调剖时需现场配制，现场搅拌。
技术适应性：治理注气开发初到中期出现的气窜问题。
2.2 凝胶封窜技术根据树101实验区的油藏特点，通过大量的室内实验，共筛选出了2种凝胶封窜体系——SC-1无机凝胶、SCA复合凝胶，这两种凝胶体系的主要特点如下：技术优点：在树101井区油藏条件下，SC-1、SCA溶液粘度基本与水相同，在特低渗油藏中具有良好的注入性；SC-1、SCA凝胶对窜流通道的封堵效率达90%以上；技术缺点：凝胶体系会使高渗透层、大孔道完全或部分堵塞，油相渗流阻力增大，对低渗透层造成一定程度的污染。
二氧化碳驱油
二氧化碳溶于原油中可使原油体积膨胀，原油 体积膨胀的大小，不但取决于原油分子量的大小，而 且也取决于二氧化碳的溶解量。一般，二氧化碳在原 油中 溶解 可使其 体积 增加4 0～1 0％。 这种膨 胀作 用 对驱油非常重要：①水驱后留在油层中的残余油与 膨胀系数成反比，即膨胀越大，油层中残留的油量就 越少；②溶解二氧化碳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，泄油的相 对渗透率曲线高于它们的自动吸油相对渗透率曲 线，形成一种在任何给定饱和度条件下都有利的油
关键词：二氧化碳；驱油机理；影响因素；应用前景 中图分类号：TE357．45 文献标识码：A 文章编号：1006- - 7981( 2014) 02一0034一03
1二氧化碳的驱油机理 1．1二氧化碳驱油机理
注CO：技术的作用机理可分为CO：混相驱和 Co：非混相驱。稀油油藏主要采用C0：混相驱，而稠 油油藏主要采用CO：非混相驱。co：提高采收率的 作用主要有促使原油膨胀、改善油水流度比、溶解气 驱等。CO：驱油是油田三次采油中提高原油采收率 的一项重要手段通过向地层注入CO：气体，降低原 油粘度，达到提高原油采收率的目的。其主要途径 是：溶解气驱；通过原油体积膨胀和粘度降低——降 粘效应的非混相驱；通过混相效应在油藏中析取原 油中的烃。 1．1 ．1降粘机 理
CO：驱油提高 采收率的机理主要有 以下几点： 1．2．2．1降低原油粘度。CO。溶于原油后，降低了 原油粘度，原油粘度越高，粘度降低程度越大。原油 粘度降低时，原油流动能力增加，从而提高了原油产 量。 1．2．2．2改善原油与水的流度比。大量的CO：溶于 原油和水，将使原油和水碳酸化。原油碳酸化后，其 粘度 随之降 低，大 庆勘探开 发研究 院在4 5℃和1 2． 7MPa的条件下进行了有关试验，试验表明，CO。在 油田注入水中的溶解度为5％( 质量) ，而在原油中的 溶解度为15％( 质量) ；由于大量CO：溶于原油中，使 原油粘度由9．8mPa·s 降到2．9mPa·s ，使原油体 积增加了17．2％，同时也增加了原油的流度。水碳酸 化后，水的粘度将提高20％以上，同时也降低了水的 流度。因为碳酸化后，油和水的流度趋向靠近，所以 改善了油与水流度比，扩大了波及体积。 1．2．2．3使原油体积膨胀。CO。大量溶于原油中， 可使原油体积膨胀，原油体积膨胀的大小，不但取决 于原油分子量的大小，而且也取决于CO。的溶解量。 cO。溶于原油，使原油体积膨胀，也增加了液体内的 动能，从而提高了驱油效率。 1．2．2．4使原油中轻烃萃取和汽化。当压力超过一 定值时，CO：混合物能使原油中不同组分的轻质烃 萃取和汽化，降低原油相对密度，从而提高采收率。 萃取和汽化现象是CO：混相驱油的重要机理。在试
CO2驱油后期气窜机理及解决方法解读
– CO2驱
待解决问题
3. 在驱油过程中，由于 CO2黏度 1.CO2 在注入油层的过程中，与 2.CO2与原油的最小混相压力 低及油层的非均质性，易出现黏性指 水反应生成的碳酸，对设备、管线、 不仅取决于油藏的温度和 CO2的纯 进及窜流，造成不利的流度比，致使 井筒有较强的腐蚀性，而且腐蚀产物 1.腐蚀作用（如何减缓腐蚀？） 度，而且也取决于原油组分。因此， CO2 过早突破含油带，影响驱油效率。 被注入流体带入地层会堵塞储层孔隙。 加强含杂质的 CO2及可改变原油组 加强油藏地质结构、渗透率、油藏纵 2.最小混相压力较高 如何加强对注入油层过程进行 CO2性 分物质的性能分析，是解决混相压 向非均质性、油藏流体饱和程度和油 能分析、油藏性质的分析以及防腐材 3.窜流严重 力的关键。 藏流体性质的性能分析研究，是解决 料、涂层的研究，是解决腐蚀问题的 CO2 窜流问题的关键。 关键。
向油层中交替注入水气段塞，由于气泡在孔喉之间的贾敏效应使注入 水的渗流阻力增大，降低了水的相对渗透率和流度，从而改善水油流度比， 水气交替注入后，由于水气的流度差异，流体的分布增加了两种 使部分水波及到渗透率较差的区层中，扩大水的波及效率。
2.2稠化泡沫和CO2增稠封窜技术
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稠化泡沫的原理就是通过在C02中加入表活剂和聚合物，使其在注入过程中具有泡 沫的流度，通过延缓成胶时间，在油藏深部裂缝介质或者窜流通道中形成凝胶，因此 这种体系具有泡沫与凝胶的双重作用，加入的聚合物可以使泡沫具有很好的稳定性和 良好的注入能力并且稠化泡沫可以有效地抵抗地层流体的驱动，从而有效地防止临界状态
团，二氧化碳在其中的溶解度很低，必须加入大量的助溶剂。
。 C02增稠的方法：其一是在C02气体中加入高分
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子量的聚合物，但由于高分子量聚合物在C02中不能(或少量)溶解，还需要加入少量的 助溶剂。其二是在C02中加入一种分子量相对较低的聚合物，这种聚合物可以通过缔合、 氢键或胶束的形式而形成一种具有增稠作用的空间网络结构。由于这类聚合物含有极性基
向油层中交替注入水气段塞，由于气泡在孔喉之间的贾敏效应使注入 水的渗流阻力增大，降低了水的相对渗透率和流度，从而改善水油流度比， 水气交替注入后，由于水气的流度差异，流体的分布增加了两种 使部分水波及到渗透率较差的区层中，扩大水的波及效率。
2.2稠化泡沫和CO2增稠封窜技术
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稠化泡沫的原理就是通过在C02中加入表活剂和聚合物，使其在注入过程中具有泡 沫的流度，通过延缓成胶时间，在油藏深部裂缝介质或者窜流通道中形成凝胶，因此 这种体系具有泡沫与凝胶的双重作用，加入的聚合物可以使泡沫具有很好的稳定性和 良好的注入能力并且稠化泡沫可以有效地抵抗地层流体的驱动，从而有效地防止临界状态
2、 磺甲基间笨二酚与甲醛反应生成胶体SMRF，在盐水和超临界 C02解除条件下就地成胶，c02气测渗透率为1×lo’3心或者更低， 这相当于从封堵前盐水水测渗透率降低了99％左右。
2.4化学反应沉淀和盐沉淀处理
化学沉淀法封窜其基本原理就是水解呈碱性的盐溶液(如镁盐、钙盐、钡盐)与注入 的c02气体反应生成碳酸盐化学沉淀，从而达到封堵的效果。化学沉淀法能够有效地改 善C02流度，可以提高波及效率20％～30％左右。但是需要指出的是：在实际油藏中， 由于油藏中溶液的pH值现状或者是NaOH与油藏中岩石的反应都会使在施工过程中很 难合理地控制pH值. 盐沉淀能够很好的封堵高渗层位.例如在岩心中注入浓的盐溶液作为前置液，然后 再注入乙醇，由于乙醇降低盐类在盐水中的溶解度，从而致使无机盐在油藏中形成沉 淀，由于其良好的选择性，可以提高后继的二氧化碳驱的体积波及效率。一般采用的 无机盐是NaCl，这是因为此类盐在酒精与盐水的混合液中溶解度很小，而且对于地层 环境没有污染。由于其粘度很小，所以不可能发生粘性指进，具有很好的选择性。
室内实验得到的CO2 混相驱油效率往往可达90% 以上，但现场却难以 达到室内实验的驱油效果。
限制采收率提高的主要原因是黏性指进、重力超覆和油层的非均质性等 因素对注入CO2 波及效率的影响。 针对注CO2 驱开发后期油藏气窜现象逐渐加重、开发矛盾不断加剧等问 题，从开发层系、注采结构、注入方式以及注入剖面4 个方面开展了改善 CO2 驱开发效果的研究，并提出了细分层系、高部位注气、水气交替注入、 聚合物调剖及CO2+ 泡沫驱防气窜等技术对策。
1.气窜机理
1.1 1.2气驱粘性指进 非均质(裂缝)油藏中气窜 由于指进主要是由于驱替相的视粘度远低于被驱替相视粘度 在层状非均质地层中，气驱油产生的舌进和粘性指进 而导致的，所以指进通常又被称为粘性指进。 C02的粘度远远低 于地层水和地层原油，不利的流度比将导致粘性指进 ，而粘性指 比水驱油严重得多，舌进是油水前缘沿高渗透层凸进 进又将导致驱替前缘不稳定，降低驱油在储层中的波及效率。 （1）气驱粘性指进 的现象。储层的垂向非均质性是导致舌进现象的主要 因此，c02驱过程中必然存在着严重的粘性指进现象如果控制 原因。在非均质储层中，严重的舌进将大幅度降低垂 的不得当，即使在均质地层中，也会引发气体突进，而导致波及 效率降低。粘性指进使注入的C02绕过被驱替的油而窜流，现场 向波及效率。改善储层的非均质性可以抑制舌进，调 上表现为某些井过早地气窜，引起产液量下降，气油比急剧上升 整驱油剂的视粘度，也可以在一定程度上控制舌进， (气中绝大部分是C02)等现象，驱替流体之间的粘度差是产生粘性 指进现象的内在因素。 提高宏观波及效率。 （2）地层非均质特性
– CO2驱
待解决问题
3. 在驱油过程中，由于 CO2黏度 1.CO2 在注入油层的过程中，与 2.CO2与原油的最小混相压力 低及油层的非均质性，易出现黏性指 水反应生成的碳酸，对设备、管线、 不仅取决于油藏的温度和 CO2的纯 进及窜流，造成不利的流度比，致使 井筒有较强的腐蚀性，而且腐蚀产物 1.腐蚀作用（如何减缓腐蚀？） 度，而且也取决于原油组分。因此， CO2 过早突破含油带，影响驱油效率。 被注入流体带入地层会堵塞储层孔隙。 加强含杂质的 CO2及可改变原油组 加强油藏地质结构、渗透率、油藏纵 2.最小混相压力较高 如何加强对注入油层过程进行 CO2性 分物质的性能分析，是解决混相压 向非均质性、油藏流体饱和程度和油 能分析、油藏性质的分析以及防腐材 3.窜流严重 力的关键。 藏流体性质的性能分析研究，是解决 料、涂层的研究，是解决腐蚀问题的 CO2 窜流问题的关键。 关键。
二氧化碳驱油气窜的研究
小组成员（长江大学） 马 文 黄家根 李广兴 高李阳
提高石油采收率的方法很多：
• 热力采油 – 注高压蒸汽 – 火烧油层 • 化学驱油 – 聚合物驱 – 活性剂驱 – 碱性驱 • 混相驱油
– 液化气驱 – 富气驱 – 高压干气驱
CO2驱油是一项成熟的采油技术。
CO2驱油机理 （1）降粘作用 （2）提高渗透率作用 （3）改善原油与水的流度比 （4）膨胀作用(储存能量) （5）混相效应 （6）分子扩散作用 （7）降低界面张力 （8）溶解气驱作用
团，二氧化碳在其中的溶解度很低，必须加入大量的助溶剂。
。 C02增稠的方法：其一是在C02气体中加入高分
2.3凝胶
1、生物聚合物KUSPl在pH大10．8时溶解，但是当pH小于10．有碱溶性聚合物溶液的砂岩岩芯中注入CO2，发现 渗透率降低80％左右
乙二邻苯二甲酸酯在碱性溶液里水解导致PH下降进而生成凝胶， 岩芯渗透率降低到1×10^(-3)，封堵效率达到了95—97％。
2.封窜机理
2.1水气交替技术 2.2稠化泡沫和CO2增稠封窜技术 2.3凝胶 2.4化学反应沉淀和盐沉淀处理
2.1水气交替技术
形态：油水混合流动带、油气流动带。水气交替开采过程中，油气流 动带不断向下移动，从而扩大了油气流动带。同时油水流动带不断向 水的存在会阻碍混相的形成，但是由于水的粘度较高，在驱油前期， 上扩展，油气水混合流动带也在不断扩大，只有纯油带不断缩小。这 水优先进入高渗层形成屏蔽，迫使气体转入低渗层，提高了气体的驱扫效 两种形态的出现，扩大了其波及体积。 率以及低渗层的采收率。