腰英台油田DB33井区注CO2工艺应用

腰英台油田DB33井区注CO2工艺应用浅谈

【摘要】腰英台油田为低孔特低渗油藏，为提高腰英台油田采收率，2010年在腰英台油田db33井区利用松南气田脱出的co2气开展了co2驱油先导试验。腰英台油田db33井区注co2站投产时，由于是在冬季，投产过程中遇到诸多问题。经过参建单位共同努力，最终圆满完成了腰英台油田db33井区注co2站投产工作。此论文主要是对压注系统在运行过程中遇到的问题进行分析总结，为同类系统运行作为参考材料。

【关键词】腰英台油田压注工艺问题措施分析总结

co2驱油自上世纪50年代开始作为提高采收率的一种方法，中石化华东分公司自2005年在苏北盆地草舍油田泰州组油藏进行了co2混相驱油提高采收率先导试验，对应采油井已出现见效趋势。腰英台油田为低孔特低渗油藏，均属于低-特低渗难采储量。主要依靠水驱补充地层能量，由于储层物性差，水驱标定采收率仅18%。集团公司决定2010年在腰英台油田db33井区利用松南气田脱出的

co2气开展co2驱油先导试验，既能有效利用松南气田采出的co2，又能开展co2驱油解决腰英台油田低渗难采储量的动用问题，克服水驱存在的油井见水后产液指数大幅度下降、油井含水率上升、产油量急剧递减等问题，提高腰英台油田采收率。

1 腰英台油田db33井区注co2地面工艺简介

此次腰英台油田db33井区地面压注、co2回收系统分三个阶段实施，2010年已完成的属于第一阶段，此次工艺流程为：靠近松南气

站建成co2压注站1座，从松南天然气处理站的co2储罐来液co2，经喂液泵升压至2.0mpa以上，进入专用co2压注泵再增压至20mpa，进入水套加热炉的盘管换热，液态co2由-20℃升温至10℃后进入高压分液器，分配至db33井区已建db33-6-4注水配水间，再经计量后分配至各注水井井口，注入井下。

2 投产运行中遇到的问题、分析及采取的措施

co2地面压注系统生产初期，由于此时只是对两口注气井进行投注，注入总量与原设计投注量相差较大，以及因为站外注气支干线设计为利用老注水管线、屏蔽泵回气管线设计不合理等因素，初期运行过程中遇到诸多问题，投产小组立足于现场进行具体分析，奋战一个多月，最终使整个压注系统平稳运行。

2.1 对屏蔽泵、压注泵进行灌泵时，液态co2气化严重，灌泵时间较长

分析：松南气田球罐内c o2压力为1.85mpa，温度为-210c，根据co2相态变化曲线，此时进入co2压注站的介质处于气液相平衡态附近，由于原管线内为常压，液态介质进入空管道后压力降低，开始不断气化，所以增加了灌泵排气时间。

措施：对新管道投入液态co2介质前，先利用球罐内气相co2迅速为新管线进行充压，待新管道内压力与球罐内压力持平（1.85 mpa 左右），则液态co2投入新管道时将不再或是少量进行气化。因为利用球罐内气相co2为新管线进行充压时间较短，所以大大缩短了整个排气、灌泵时间。

2.2 屏蔽泵、压注泵灌泵、排气阶段，放空管线汇管出现冻堵现象

分析及措施：原设计中各个设备的放空管线最终汇总在一根汇管上，原放空管线管径小，并且管线内有存水，造成了放空汇管冻堵不畅。经设计方同意，将屏蔽泵、压注泵、分液器放空管线分开，每台设备单独新敷设一条放空管线，沿地面敷设，解决了放空管线不畅的问题，并便于以后放空管线的管理。

2.3 此次利用老注水管线注co2，管线冻堵现象严重；

分析：

（1）液态co2低压流动时，因压降而气化，造成温度下降，因为老注水管线内的存水无法保证完全清除干净，遇老注水管线内含有大量的水分后易结冰形成冰堵；

（2）液态co2中可能含有过量水分，水分和co2形成“水合物”（当气体中含有过饱和状态的水蒸汽或液态水，合适的压力温度，同时存在压力波动，气体流向突变引起的扰动以及存在晶种等辅助条件，就可以形成水合物。co2生成水合物的临界最高温度为10℃）操作人员在开启阀门时过猛，造成管道内压力波动较大，水合物从管壁脱落下来，随介质流动时堵在弯头或阀门处，造成管道堵塞，水合物在常压（低压）下容易分解，时间一长就会自行解堵。

措施：堵塞管段为dn50长度800米的20号碳钢管线，容积大概为1.6方。首先对堵塞管段进行泄压，后将此管段两端敞口，使水合物在常压下自行分解，12小时后从堵塞管段两端自行排出部分堵

塞物，但整段管线未全部畅通。后利用手摇计量加油泵对堵塞管段注入工业酒精0.95方，利用工业酒精低熔点的特性使管道内水合物自行分解。经过近24个小时的自行分解、泄压，较好的解决了老注水管线冻堵问题。

2.4 屏蔽泵进口过滤器有堵塞现象；

分析及措施：屏蔽泵进口过滤器堵塞主要原因是过滤网过密，过滤网前后压差较大，致使在过滤网处干冰形成较严重。后采取两项措施缓解了干冰在过滤网处的形成：

（1）将滤网规格进行了调整，孔目数调整为60目（之前为200目）；

（2）在屏蔽泵进液前先利用球罐内气相co2迅速为屏蔽泵管段进行充压，使管道内压力达到1.85 mpa左右，降低屏蔽泵进液后过滤网前后压差。

2.5 屏蔽泵运行不正常，屏蔽泵本体温度过热，泵在运行过程中并没有出现泵体该有的结霜现象，对屏蔽泵造成了损伤

分析及措施：液态co2需经喂液泵电机转子与定子间形成的环形空间，对电机冷却，自身汽化，这部分气液混合物经屏蔽泵回气管线回流到储罐，通过分析认定为设计院对屏蔽泵回气管线设计不合理，导致屏蔽泵回气不畅，以致屏蔽泵无法进行自身冷却而烧毁轴承。经向设计院建议，对屏蔽泵的回气管线进行了改造，自泵接口到球罐接口不再有下弯存液处，并且管线全部架空敷设，改造完成后屏蔽泵运行良好。

2.6 压注泵运行过程中，压注泵存在“气锁现象”，（所谓“气锁”就是co2气体进入泵筒后，柱塞运转压缩气体，使固定凡尔打不开，液态co2不能进泵）并且压注泵出口时常震动较大

分析：压注泵输送介质为液态co2，液态co2具有极强的气化趋势、很低的粘度（与水相比），由液态到气态，co2体积膨胀为500-550倍左右，压注泵吸入介质时压注泵进液阀阻力损失的存在，处于气液平衡状态的液态co2将发生气化，同时柱塞要对液态co2做功，泵头降温又不够，使液态co2温度一定程度上升高。松南天然气处理厂球罐内co2来液压力为1.85mpa，温度为-210c，根据co2相态变化曲线，此时进入co2压注站的介质状态已经在气液相平衡附近，所以由于压力损失及对其做功使温度升高的原因，液态co2在泵筒中气化较为严重。

措施：

（1）在液态co2进压注泵前用屏蔽泵进行增压，保证进入泵腔的co2为过饱和蒸汽压以上的液相状态；

（2）适当延长压注泵泵头排气阀开启时间，同时使泵头结霜，保证泵头处在低温度状态；

（3）压注泵出口时常震动较大原因是压注泵进口供液不足，启用屏蔽泵同时也解决了压注泵因自吸供液不足产生的震动现象。2.7 db33老配注间新更换的co2流量计存在

干冰堵塞现象

分析及措施：db33老配注间原单井配注管线为dn50，新更换的