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科技成果——CO2驱油与埋存技术技术开发单位
中石化中原油田分公司
适用范围
高温高矿化度砂岩特高含水油藏三次采油开发
成果简介
通过催化裂化装置在炼油厂及化肥厂尾气中捕集CO2，在特高含水油藏交替注入CO2、水，增加驱替阻力，扩大驱替液波及体积；膨胀地层原油体积，降低原油粘度，降低CO2与原油界面张力，提高驱油效率，达到大幅提高原油采收率目的。
工艺技术及装备
1、CO2捕集技术；
2、特高含水油藏微观剩余油可视化、量化技术；
3、特高含水油藏CO2/水交替驱提高采收率机理体系；
4、CO2在油水两相多孔介质中的溶解扩散规律技术；
5、CO2/水交替驱流度控制技术；
6、特高含水油藏CO2复合防腐技术；
7、CO2/水交替驱分层注气及吸气剖面监测技术；
8、产出CO2回收循环回注技术；
9、CO2/水交替驱产出污水回收技术。
市场前景
该技术可有效指导中原油田中高含水油藏二氧化碳驱三次采油
和低渗注水困难油藏二氧化碳驱生产，对于我国东部老油田高含水开发后期以及低渗注水困难油藏开展提高采收率探索，缓解东部老油田严峻的开发形势具有重要意义。
油田采出水处理及回注地面工艺技术探讨近年来，随着我国石油开采规模的日渐扩大，油田采出水的处理和回注问题变得越来越突出。
随着对大量采出水的处理和循环利用的要求越来越高，采用先进地面工艺技术对采出水进行处理和回注已成为我国油田开发的趋势。
本文旨在探讨油田采出水处理及回注地面工艺技术的问题。
一、油田采出水的特点油田采出水的特点是具有高含盐量、高含油量和多种杂质的特点。
如果这些采出水直接排放到环境中，会对生态环境造成很大的污染。
因此，需要对这些采出水进行处理。
当前，油田采出水处理主要有三种方式：物理、化学和生物处理。
1.物理处理物理处理是采取一些物理学原理，如过滤、沉淀、膜分离等方法进行水处理的方式。
目前，油田采出水的物理处理方法主要有以下几种：（1）过滤：过滤是一种通过孔径较小的过滤介质对采出水进行过滤的方法。
过滤可以除去水中的悬浮颗粒和沉淀物，但对溶解物和微生物没有去除作用。
（2）沉淀：沉淀是利用颗粒物在重力作用下沉降到水底部的原理，将悬浮颗粒和沉淀物从水中分离出来。
这种方法适用于处理颗粒浓度较高的采出水。
（3）膜分离：膜分离是利用半透膜对溶液进行分离的技术。
它可以通过调整压力差或电场等参数对不同大小或电性的物质进行分离。
膜分离可以去除水中的颗粒、沉淀和某些离子，但不能去除溶解有机物和无机物。
2.化学处理化学处理是利用化学物质的化学反应原理，改变水中化学成分来达到清洁水的目的。
目前在油田采出水处理中，化学处理方法主要包括：（1）沉淀法：沉淀法利用一些化学物质提高沉淀的速度，促使沉淀颗粒尽快沉淀下来，以达到分离水中的颗粒物和沉淀物的目的。
（2）氧化法：氧化法是利用氧化剂对水中的有机化合物进行氧化分解，将其转化为短链化合物或无毒化合物，以达到降解有机污染物、改善水质的目的。
（3）膜分离法：膜分离法通过利用半透膜对物质的分离作用，利用膜材料和组合膜结构按某种规律对水中杂质进行分离，以达到提高水质的目的。
生物处理是利用微生物进行对油田采出水进行处理的一种方法，常见的生物处理技术有以下几种：（1）活性污泥法：活性污泥法是用活性污泥对污水进行生化处理的方法。
低渗透油藏CO 2驱油开发方式与应用低渗透油藏属于非常规油气资源，开发难度较大，CO2驱油是一种有效的开发方式。
CO2驱油开发方式与应用如下：1. CO2驱油原理CO2驱油是指将CO2注入到油层中，达到增加油藏压力、降低油粘度和增加驱油剂浓度的目的，从而提高油井的产量。
CO2作为一种良好的驱油剂，具有高溶解性、低表面张力和较小的分子体积等特点，能够迅速渗透至油藏中并与原油发生作用，使原油中的重质、高粘度物质转化为轻质、低粘度物质，从而提高原油产出率。
2. CO2注入过程CO2注入过程分为设计、筛选、试验和实施四个阶段。
首先进行地质勘探，并根据储层情况确定注入压力、注入量和注入方式等参数，然后根据这些参数筛选出适合的CO2源，进行试验数据分析和模拟模型预测，最后进行CO2注入实施并进行评价。
3. CO2驱油工艺流程CO2驱油工艺流程包括CO2收集、CO2净化、CO2输送、CO2注入和产出收集等环节。
CO2收集可以采用多种方式，如燃烧、化学反应和工业排放等。
CO2净化主要是去除杂质和碳酸盐等，以确保注入的CO2质量。
CO2输送主要采用管道输送。
CO2注入过程中需要注意控制注入速度、注入压力和注入量等参数，以防止油层顶部压力过高造成破坏。
成品油的产出收集可以采用裂解油收集、热解油收集和低开放式收集等方式。
4. CO2驱油应用CO2驱油在低渗透油藏的开发中有着广泛的应用。
在采收过程中，CO2能够提高有效压力、降低油粘度和增加驱油剂浓度等优点，从而提高油井产量。
此外，CO2注入过程中可以减少二氧化碳的排放，对环境有一定的保护作用。
近年来，随着CO2驱油技术的不断发展，越来越多的低渗透油藏开始采用CO2驱油技术，取得了良好的经济效益和社会效益。
总之，CO2驱油是目前开发低渗透油藏的主要方式之一，具有操作简单、成本低、产量高等优势，在未来的石油开发中具有广阔的应用前景。
ccus技术在油田中的应用
ccus技术是一种将二氧化碳捕集、输送、封存或利用的技术，其在油田中的应用也逐渐得到了广泛的关注。
首先，ccus技术可以在石油开采过程中用于增强油田采收率。
通过注入二氧化碳，可改变原油的物理和化学性质，使之更易于开采。
此外，ccus技术还可以通过提高油井压力，促进油流动，从而提高采收率。
其次，ccus技术还可以用于减少油田开采所带来的温室气体排放。
二氧化碳捕集和封存技术可以将排放的二氧化碳储存于地下，防止其进入大气，从而减少温室气体的排放量。
这对保护环境具有重要意义。
最后，在油田中使用ccus技术还可以为能源转型提供支持。
将二氧化碳转化为燃料或化学品，可以减少对传统化石燃料的依赖，从而推动能源结构向清洁、可持续的方向发展。
总之，ccus技术在油田中的应用具有广泛的前景和重要的意义，将为油田开采、环境保护和能源转型等方面带来积极的影响。
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油田采出水处理及回注地面工艺技术探讨随着石油勘探和开采的不断发展，石油产出量不断增加，但同时也产生了大量的采出水。
采出水是指在油田生产过程中随着油一起产出的水。
采出水污染严重，主要含有大量油类、重金属、溶解氧降低、高盐度等有害物质，如果不加处理直接排放到环境中，会对周围的环境和生态系统造成严重威胁。
因此，石油工业对采出水的处理要求十分严苛，其中回注是最主要的处理手段之一。
回注指将采出水处理后再次注入地下水层中，使之变成地下水资源的一部分，达到水资源循环利用的目的。
本文将探讨油田采出水处理及回注地面工艺技术的相关问题。
油田采出水处理技术的目的是降低水质污染物的含量，提高水利用价值。
处理过程包括物理、化学和生物处理方法，其中各种方法可以组合使用，也可以单独使用。
物理处理方法主要是利用物理性质分离和去除有害物质。
常用的物理处理方法包括沉淀、过滤、吸附、膜分离等。
其中沉淀法是加入化学药品，使污染物与之反应生成难溶于水的沉淀物，然后通过沉淀器、沉积池等设备收集和去除沉淀物，过滤法则基于网孔、颗粒大小来去除污染物，吸附则是利用吸附剂与有害物质发生吸附作用，最后由设备收集和去除。
化学处理方法是基于化学反应，通过添加药剂改变水中物质的化学结构和性质，从而去除有害物质。
主要化学处理方法包括氧化法、还原法、酸碱中和等。
其中，氧化法是通过氧化药剂使微量物质发生氧化反应，吸附并去除油脂、氨、硫、酚等有机污染物和氨、硫化物等无机过度污染物的一种方法；还原法则是利用还原药剂使有害物质氧化成分子状态发生还原反应；酸碱中和则是通过二者的中和反应形成沉淀物，使得水中油和固体颗粒被去除。
生物处理方法是利用微生物代谢作用去除水中有害物质，通过生物转化和生物降解削减毒物毒性，从而将有害物质转化为安全的物质。
处置方法主要分为生物处理和微生物发酵等方法。
生物处理方法包括好氧处理和厌氧处理，其中好氧处理与自然环境下物质降解类似，并在温度、pH等条件下产生空气、水、二氧化碳及其他化合物，好氧处理在处理水中有机物等方面优于其它处理方法；厌氧处置则是将微生物体系置于无氧环境下，水中污染物经微生物代谢产生产气等物予以去除。
二氧化碳回注技术用于中原油田气驱采油魏然【摘要】@@%由于不同区块产出井中的伴生气含量不同,导致不同的气体组成需选用不同的回注系统装置.针对不同回注气体的组成,探讨了气体回注系统设计的要点.在设计回注系统时,必须选择一个适合的回注地层,该地层既可以封存所注入的气体,同时注入的气体又不可渗入到其他邻近地层或泄漏到地表；在理想的情况下,输送管道设计的越短越好；在特定温度、压力和气体组成的情况下,输送管道中的流体流量与其管道长度成正比；在设计回注气压缩机时,最主要的问题是避免级间冷却期间的二氧化碳凝析,该问题可利用压缩曲线与气相图曲线来解决.【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2012(031)012【总页数】2页(P98-99)【关键词】气驱采油;二氧化碳回注;地层;气相图;含水量;压缩机【作者】魏然【作者单位】西南石油大学【正文语种】中文随着中原油田气驱技术的顺利进行，产出井口产生了大量的富含二氧化碳的伴生气。
该气体经分离器分离后，气相通过发散管放空，造成了环境污染，不符合环保要求，必须采用新技术进行处理。
这种处理伴生气的过程被称为井口气回注技术，其过程主要涉及脱水、压缩、输送以及注入地下地层。
二氧化碳回注技术解决了地面二氧化碳排放对空气污染的问题，已经逐渐成为一种切实可行的井口气处理方法。
气体回注系统是将需要处理的气体压缩到注入井口所需的压力，再由管道输送到注气井，然后通过井筒注入到预先选定的储藏地层。
由于不同区块产出井中的伴生气含量不同，导致不同的气体组成需选用不同的回注系统装置，这就为气体回注装置的设计增加了很大的难度。
本文针对不同回注气体的组成，探讨了气体回注系统设计的要点。
在设计回注系统时，必须选择一个适合的地层，该地层既可以封存所注入的气体，同时注入的气体又不可渗入到其他邻近地层或泄漏到地表。
通常渗漏都是由地质因素造成的，如储层上覆层的封闭性不好，或与其他地层具有连通性等。
因而在选择回注地层时，其上覆地层绝对不能渗透，且与其他邻近地层绝对不能连通。
油气藏评价与开发第2卷第4期2012年8月RESERVOIR EVALUATION AND DEVELOPMENT腰英台油田二氧化碳驱油地面注入工艺技术徐银祥，彭一宪，邵焕彬（中国石化华东石油局工程技术设计研究院，江苏南京210031）摘要：随着油气资源勘探开发程度的加深,开采难度逐步加大，常规注水开发条件下地质储量不能经济有效的动用，利用CO2驱油提高采收率已成为研究焦点之一。
2009年中国石化针对腰英台油田特低渗透油藏特征，在腰西区块DB33井区开展了CO2驱油开发试验。
采用“CO2循环预冷，注入泵前喂液增压，泵后CO2换热升温”的液相注入工艺技术。
从运行效果来看，系统运行安全稳定，配注井的注入量、压力、温度等各项指标正常，证明采用液态泵注工艺能满足CO2驱油提高采收率的要求。
关键词：腰英台油田；CO2驱油试验；泵注工艺；采收率中图分类号：TE357.7文献标识码：ACO2flooding surface injection technology of Yaoyingtai oilfieldXu Yinxiang,Peng Yixian and Shao Huanbin(Engineering Design Research Institute,East China Petroleum Bureau,SINOPEC,Nanjing,Jiangsu210031,China)Abstract:With the further development of hydrocarbon resources,exploitation become more difficult.Geological reserves under the conventional water flooding development conditions can not be used effectively.As a result,using CO2flooding to improve oil recovery has become one of the research focuses.In2009,CO2flooding development experiment had been done in west Yao area DB33block because of the low permeability of Yaoyingtai oilfield.This experiment applied the technology of CO2circulation pre-cooling,boosting before injection,and CO2heat exchange and temperature rise after pumping.The effect of operation proved that the operation system is safe and stable,the well injection quantity,injection pressure,temperature index are normal,and the liquid pump injection process can meet the requirement of improving oil recovery by CO2flooding.Key words:Yaoyingtai oilfield,CO2flooding test,pump injection process,recovery腰英台油田为低孔特低渗透油藏，油井自然产能低，采油速度低，地层压力下降快，采收率仅9.9%。
为实施有效的开发，2009年利用高含22% CO2，日产CO225.23×104m3的松南气田气源，在腰西区块DB33井区开展了CO2驱油提高油藏采收率开发试验，同时实现CO2综合利用和埋存相结合的目的。
通过该油田CO2驱油试验，针对性地进行了腰英台油田CO2低温液相输送、喂液泵提压技术，液态单泵多井注入工艺及换热工艺方案研究与应用。
形成低温液相贮运及高压低温泵注技术,为低渗特低渗高含水储层CO2驱油提供CO2注入工艺方法。
1国内外工艺现状目前，国外采用CO2驱油的主要有美国、加拿大等。
其中美国North Hobbs油田，已开发70多年，气源来自Bravo dome CO2气藏，管道输送管输距离16km，建有注气站，采用集中注入、柱塞泵增压注入工艺。
采出气经分离处理后再注入，形成循环注入体系。
国内适应注气开采的储量很大，对于难以注水的油田（如低渗透、强水敏）注气更是一种可行的开发方式。
CO2驱在六十年代初就受到了重视。
大庆收稿日期：2012-07-05。
第一作者简介：徐银祥（1962—），男，工程师，主要从事油田地面规划设计工作。
基金项目：国家高科技研究发展计划（863计划）（2009AA063401）。
油气藏评价与开发第2卷油田在萨南进行CO 2非混相驱矿场试验，相继中原油田、吉林油田、华东石油局开展CO 2混相驱可行性研究[1]，并应用CO 2吞吐和CO 2泡沫压裂。
经过多年实践，地面注入工艺积累了丰富的经验。
目前，华东石油局拥有一套工艺完善的CO 2驱油注入系统。
2005年在草舍油田建成了CO 2注气站,采用100t 槽船运输低温中压液体CO 2，导入低温储罐，通过喂液泵提压，注入泵增压，经换热器升温，管线输送到各注气井。
辖5口CO 2注入井，采用连续注入工艺，注入能力为12.6m 3/h ，注入压力30MPa ，注入站距井约1km 。
2泵注工艺技术CO 2驱油液相注入方式[2]主要有三种：一是采用车载泵直接注入；二是罐车来液低温储存后采用变频泵注入；三是建CO 2液化处理系统管输增压注入。
2.1工艺原理腰英台油田CO 2驱压注系统主要由CO 2储罐、喂液泵、变频压注泵加热炉以及管网和压注井分配阀组组成。
其工艺（图1）：液相CO 2通过喂液泵提压进入CO 2注入泵，由注入泵加压后，换热（10℃）再经管道输送至注入井口注入地下。
进入喂液泵中液相分为两部分输出，一部分供给注入泵；另一部分流经喂液泵电机转子与定子间形成的环形空间对电机冷却，自身气化，这部分气液混合物再经回流管到储罐内。
贮存在储罐内液体CO 2在通用标准状态下保存即2.0MPa 、-20℃（泡点温度），当处于该泡点状态下的液体CO 2在压力稍有下降或者温度稍有上升时，CO 2将会立即由液体状态转为气体状态[3]，这主要是CO 2的物性所决定的。
压力升高泡点温度升高，温度降低泡点压力降低。
2.1.1预冷工艺液体CO 2通过管输输送至压注站，在系统启动前除液体CO 2和储罐处于低温状态，其它的管道、阀门、喂液泵、压注泵都处于环境温度状态。
环境温度远高于储罐中液体CO 2的温度，同时液体CO 2管输过程中要克服管道流动阻力，以及打开注入泵吸气阀的阻力，使液体CO 2在流动中降压，导致液体CO 2的气化。
其预冷工艺采用液态CO 2先由储罐自流至喂液泵，经喂液泵提高液体的压力，使得液体温度由泡点状态转为“过冷”状态。
液态CO 2一部分流经喂液泵电机转子与定子间形成的环形空间，对电机冷却，自身气化，这部分气液混合物再经储罐气相管回流到储罐内。
另一部分进入注入泵主要是对泵头进行预冷。
循环预冷工艺通过喂液泵和注入泵使CO 2在系统内往复循环，冷却注入泵头及系统管线，直至达到注入泵启动的温度和压力条件。
2.1.2喂液工艺液态CO 2经喂液泵增压0.2～0.3MPa （加上罐内压力，喂料泵出口的压力2.2～2.3MPa ）再进入注入泵，保证注入泵入口压力。
为避免液态CO 2气化，影响喂液泵和注入泵的吸入，需维持液态CO 2处于过冷状态，喂料泵的流量需大于注入泵流量，多余液量用于冷却喂料泵和注入泵，再经注入泵入口的回流线回至储罐。
2.1.3泵注工艺柱塞腔中液体一旦混有气体，泵的效率将会降低，如果气体含量高时柱塞泵将会停止排液，即泵的效率为零。
严格控制高压柱塞泵吸入液态CO 2中的气体含量是提高泵效率的关键。
一般控制柱塞泵在运行过程中，柱塞腔中液体的含气量方法有两种[4]：一是降低液体温度，使得液体温度由泡点状态转为“过冷”状态；另一种是提高液体的压力，使得液体温度由泡点状态转为“过冷”状态。
对-20℃的液态CO 2将其冷却，制冷系统比较复杂，提高液体的压力来实现液态CO 2的过冷相对简单。
采用喂液泵将液态CO 2的压力提高0.2～0.3MPa ，虽然喂液泵对吸入端液体中的气体含量有要求，也存在效率问题。
实践经验表明，仅仅是在启动的瞬间，一旦温度平衡后液体中的气体含量自然减少，喂液泵即可以正常运行。
图1CO 2注入系统工艺流程Fig.1CO 2injection system process42第4期2.1.4加热工艺液态CO2出注入泵后，进入换热器，由-20℃加热至10℃左右进入注入阀组。
主要是提高液态CO2入井温度，防止套管断裂。
2.2系统操作2.2.1启动喂液泵启动前，将喂液泵进口阀门、压注泵回流阀门全部打开，同时检查压注井的分配阀门是否处于压注的开启状态。
待检查无误时启动喂液泵，由于阀门处于全部开启状态，喂液泵的进出口压差非常小，可以比较顺利地将喂液泵由启动状态转入正常运行状态。
此时液态CO2通过回流管道进行系统循环，在循环的过程中，由于液态CO2的温度为-20℃，循环一定的时间后，管路、阀门、喂液泵、压注泵泵头的温度都将下降至-20℃。
所有管路、阀门、喂液泵、压注泵泵头的热量都被液体CO2的气化潜热所平衡（二氧化碳储罐压力微微有些上升）。
一旦暴露在空气中的喂液泵、压注泵泵头因降温而出现“结霜”现象，说明内部温度已经接近-20℃，此时可以缓缓关闭压注泵回流阀，使得压力表P1和P2的压差提高到0.2～0.3MPa。
2.2.2启动压注泵具备上述条件后可以启动压注泵，压注泵启动后压力表P1和P2的压差会减小，再缓缓关闭压注泵回流阀，使得压力表P1和P2的压差仍然保持在0.2～0.3MPa。
系统很快转入正常运行状态。
3工程实施情况腰英台油田采用建CO2液化处理系统管输增压注入的方式，利用松南气田处理厂CO2气源，建设了一座年注入液态CO2为3×104t的压注站，站内建有屏蔽喂液泵、CO2变频注入泵、加热炉等设施。
从2010年4月注入系统投产,先期实施了7口井，到2012年1月共注入CO247833t，整个注入系统安全平稳运行，各井注入压力基本处于9～12MPa之间，平均注入压力为11.1MPa。
4结论1）二氧化碳在注入泵前，设计了喂液泵增压，克服了CO2进注入泵前的管输摩阻、注入泵进口阀座的弹簧阻力，使系统中的CO2保持过冷状态，避免了喂液泵气蚀、注入泵气锁，防止CO2液体气化而影响注入泵泵效。
