1、2023 年 第 7 期 化学工程与装备 2023 年 7 月 Chemical Engineering&Equipment 61 孔南地区二氧化碳吞吐技术的应用 孔南地区二氧化碳吞吐技术的应用 吕 琳1，许 洋2（1中国石油大港油田勘探开发研究院，天津 300280；2中国石油大港油田第三采油厂，河北 沧州 061035）摘 要：摘 要：针对孔南地区常规注水开发难以实现有效驱替的问题，引入二氧化碳吞吐技术作为有效的增产措施，二氧化碳吞吐凭借其工艺简单、成功率高、成本低而得到广泛应用。根据先导试验及数值模拟结果制定出适用于本地区的二氧化碳吞吐选井方法。在此基础上进行注采一体化井筒工艺、地面配套
2、工艺、井筒防腐工艺的优化，使得二氧化碳吞吐技术在孔南地区取得较好的应用效果。关键词：关键词：二氧化碳吞吐；选井原则；工艺流程优化 引 言 引 言 孔南地区存在储层物性差，注不进采不出的问题，采油速度 0.17%，采出程度 5.36%，处于“双低”开发水平，普通的注水开发难以实现有效驱替，二氧化碳吞吐技术应运而生。二氧化碳吞吐是一项针对难采油藏的单井增产措施，主要应用于稠油油藏、边底水油藏和低渗油藏。近年来，随着新增资源劣质化，同时对原油保障能力提出更高要求，需要实施二氧化碳吞吐等措施，来满足难采油藏的开发需求。1 二氧化碳吞吐增产机理 1 二氧化碳吞吐增产机理 通常，二氧化碳在目标油藏条件下呈
3、超临界状态，具有密度高、粘度低等特点，可实现油气混相。二氧化碳吞吐即通过向近井地带油藏注入一定量二氧化碳后，焖井使二氧化碳进一步扩散，溶胀原油体积，增大地层压力；提高油相的分相流量；降低原油粘度，改善油水流度比，提高原油流动性能；在吐的阶段会形成泡沫贾敏效应，降低水相渗透率1-4。2 二氧化碳吞吐的选井原则 2 二氧化碳吞吐的选井原则 在调研冀东油田、胜利油田的成功经验及理论分析基础上，根据孔南地区的地质特点，筛选了影响二氧化碳吞吐效果的 6 个主要因素5-6。通过 BBD 试验设计方法制定了 54 个模拟方案，进而采用油藏数值模拟方法分析这些主控因素的排序，通过 BBD 数学统计可对影响因素
4、排序：地层原油粘度地层能量类型压力系数采出程度油藏封闭性井筒情况。并根据该结果，制定出适用于孔南地区的二氧化碳吞吐选井原则（表 1）。表 1 孔南地区二氧化碳吞吐的选井原则 表 1 孔南地区二氧化碳吞吐的选井原则 序号 原则 序号原则 1 地层原油粘度 50mPa.s 以上，最小不低于 40mPa.s 4 采出程度小于 15%，最大不超过 20%2 优先选择边底水能量足的油藏 5 实施井区油藏封闭性好 3 目的层压力系数 1.0，最小不低于 0.8 6 井筒完整性好 3 二氧化碳吞吐工艺流程的优化 3 二氧化碳吞吐工艺流程的优化 3.1 注采一体化井筒工艺 以安全实施为原则，以最大程度降低占产
5、时间为核心，结合油品性质，形成四类标准注采“一体化”井筒工艺。对于普通稠油-特稠油（原油粘度 1000-20000 mPa.s）采用电动潜油螺杆泵+套管注入工艺，具有能耗低，易管理的优点，但易导致螺杆泵定子橡胶碎胶。对于普通稠油（原油粘度50-1000mPa.s）采用管式泵+套管注入工艺，此工艺成熟，安全可靠，稠油井可配套使用电热杆，但只能反注。对于普通稠油（原油粘度 50-300mPa.s）采用杆式泵+油管注入工艺，杆式泵可实现油管正注，但稠油井存在启井困难风险。对于普通稠油-特稠油（原油粘度 50-10000mPa.s）采用液力反馈泵+油管注入工艺，此流程下行阻力小，适用稠油井，但需配套使
6、用三寸内衬油管且泵挂不宜过深。3.2 地面配套工艺 为解决井口刺漏问题，优化注入井口，采油树全部应用350 小型注气专用采油树，并配备双闸门，承压更高，气密性更好，可实现风险可控，同时作业后不用再更换井口，可直接开抽。3.3 井筒防腐工艺 根据先导试验结果，实施二氧化碳吞吐后，部分井泵杆腐蚀严重，造成短周期躺井。腐蚀速率通常先随温度的升高而升高，但当温度高于一定值时，腐蚀速率下降，腐蚀速率与二氧化碳分压、注入速度成正比，与管径变化成反比，腐DOI:10.19566/35-1285/tq.2023.07.05762 吕 琳：孔南地区二氧化碳吞吐技术的应用 蚀风险点位于油管中部。为解决以上问题，提
7、出以下两项措施：第一，采用内衬油管，避免二氧化碳腐蚀油管，造成管漏，部分吞吐井也制定了相应的加药制度。第二，应用环氧树脂防腐抽油杆，将环氧树脂粉末以特殊的表面处理工艺涂覆在抽油杆表面，得到耐腐、高强、低摩擦系数的性能，单边涂层厚度为0.15mm-0.38mm。该防腐抽油杆与常规抽油杆相比具有很高的抗腐蚀性能，适应各种不同腐蚀介质油井，耐腐性能是常规杆的 5 倍以上，同时可以减少结垢结蜡，增加流体效率，延长油杆使用寿命，性价比高，综合效益好。4 应用情况 4 应用情况 针对孔南地区多层系、薄互层、多类型的油藏特性，按“探索试验-分析评价-总结认识-推广实施”的思路，分油藏实施评价，稳步推进，研究
8、南部油田二氧化碳吞吐适应性和技术体系。实施二氧化碳吞吐油井可以分为边底水、稠油、特殊岩性三类油藏。实施吞吐15口井，初期增能力26.64吨，阶段累增油 4137.65 吨，取得了较好的实施效果。参考文献 参考文献 1 王守岭,孙宝财,王亮,等.CO2吞吐增产机理室内研究与应用J.钻采工艺,2004,27(1):91-94.2 吴俊峰,刘宝忠,刘道杰,等.二氧化碳混相压裂吞吐实验J.特种油气藏,2022,7(1):1-9.3 常润钊.低渗透油层自生 CO2吞吐技术研究J.化学工程与装备,2016(05):149-151.4 孙雷,庞辉,孙扬,等.浅层稠油油藏CO2吞吐控水增油机理研究J.西南石油
9、大学学报(自然科学版),2014,36(6):88-94.5 彭彩珍,李超,杨栋.低渗透油藏二氧化碳吞吐选井研究J.油气藏评价与开发,2017,7(1):32-35.6 马桂芝,陈仁保,张立民,等.南堡陆地油田水平井二氧化碳吞吐主控因素J.特种油气藏,2013,20(5):81-85.（上接第 66 页）_（上接第 66 页）_ 最佳表活剂浓度为 0.25%。3 结 论 3 结 论（1）三元体系配方不变的情况下，化学驱采收率随着段塞尺寸的增加逐渐增大，主段塞注入体积从 0.3PV 增加到0.4PV，化学驱采收率提高 1.17 个百分点，达到 24.62%。（2）在固定段塞尺寸的情况下，提高表活
10、剂浓度，化学驱采收率随之提高；（3）最佳注入段塞组合为：0.40PV 主(0.35%S+1.2%Na2CO3+HPAM)+0.25PV 副(0.25%S+1.0%Na2CO3+HPAM)+0.2 PVHPAM.。参考文献 参考文献 1 聂春林.油层非均质性对三元复合驱开发效果的影响及其应对措施以大庆油田二类油层为例J.大庆石油地质与开发,2022,41(02):110-114.2 杨承林,周正祥,郭鸣黎,等.三元复合驱注入参数的优化以大庆油田北二西试验区为例J.新疆石油地质,2007(05):604-606.3 于佰林,孙国荣.三元复合驱物理模拟及优化研究J.河南石油,2004(05):35-
11、36+39-3.（上接第 77 页）_（上接第 77 页）_ 参考文献 参考文献 1 吕会敏,宫慧,才忠杰,等.油田压裂船电驱设备配套及工艺流程设计研究J.中国修船,2022,35(5):69-71.2 卜掌印,刘志前.油田压裂酸化施工设备管理对策分析J.清洗世界,2022,38(9):175-177.3 林娜.油田压裂技术和压裂液的优化选择J.化学工程与装备,2022(6):47-48.4 马闯.油田压裂设备管理与维护保养措施J.设备管理与维修,2022(5):54-55.5 贺丽,慕江波.油田压裂技术和压裂液的优化选择探讨J.化工管理,2021(27):87-88.6 毕恩梓,曹卫东,陈全柱.玉门油田压裂泵车和混砂车控制系统升级改造J.设备管理与维修,2021(1):76-78.
