CO2辅助蒸汽吞吐机理

CO2 吞吐技术在油田应用中的研究发布时间：2022-01-05T02:53:10.276Z 来源：《中国科技人才》2021年第21期作者：黄倩廖宇李慧姝刘静静[导读] CO2 吞吐主要采用的是同井注采方式，将一定量的液态 CO2 通过油井的油套环空注入油藏后进行焖井处理，待焖井一段时间后再重新恢复采油，以此来补充地层能量，降低原油黏度，改善油藏孔渗结构，进而达到提高注入流体渗流能力、单井产量和油藏采收率的效果[1]。

苏州经贸职业技术学院江苏苏州 215000摘要： CO2 吞吐作为一种高效的三次提高采收率技术，其主要原理包括 CO2 与原油的溶解降粘作用、 CO2 与原油的萃取抽提作用、CO2-地层水-岩石间的相互作用、 CO2 的溶解气驱作用。

CO2 吞吐技术在致密油藏、稠油油藏、低渗裂缝油藏中均有较广泛的应用，可通过 CO2 单井吞吐、单井多轮次吞吐以及油水井联作式吞吐等方式进行增产开采，且在实施 CO2 吞吐以后油井含水率降低，原油增产效果显著。

关键词： CO2；CO2 吞吐；提高原油采收率；油田应用；吞吐效果CO2 吞吐主要采用的是同井注采方式，将一定量的液态 CO2 通过油井的油套环空注入油藏后进行焖井处理，待焖井一段时间后再重新恢复采油，以此来补充地层能量，降低原油黏度，改善油藏孔渗结构，进而达到提高注入流体渗流能力、单井产量和油藏采收率的效果[1]。

CO2 吞吐是一种稠油冷采的工艺技术，适用于低孔、低渗、低能、非均质性强或无法建立注采系统的稠油油藏和致密油藏[2]。

1 CO2 吞吐技术提高原油采收率原理1.1 CO2 与原油的溶解降粘作用将 CO2 注入地层进行焖井处理后， CO2 凭借自身较强的溶剂化能力可溶解于原油，并与原油之间形成油包气状态，使其体积系数、膨胀系数及溶解气油比增大，进而降低原油粘度，提升储层弹性能量，增加原油在地层孔隙中的流动性[3]，其中 CO2 在吉林扶余油藏原油中的溶解度测试结果如表 1 所示。

二氧化碳复合吞吐工艺技术研究与应用世界上许多国家新增原油地质储量（尤其是陆上油田）的难度越来越大，可采储量越来越小。

原油可采储量的补充，越来越多地依赖于提高已动用地质储量的采收率和难动用储量的开发。

二氧化碳吞吐控水增油技术具有适用范围广、增油效率高、成本低、施工简单等优势，具有广泛的应用前景，已经作为一项成熟的采油技术已受到世界各国的广泛重视。

杜813块油藏存在非均质性严重，原油粘度大的问题。

常规技术开发以后还有大量的探明地质储量残留在地下，迫切期待着新型的提高采收率技术的研究和应用。

标签：二氧化碳;复合吞吐;开发效果;机理;现场应用1 地质概况杜813块位于曙一区南部，北邻杜84块，西接杜212块，东邻杜80块。

开发目的层为沙一+二段兴隆台油层，构造形态整体上为一北东走向、南东倾向的单斜构造，地层倾角一般在3～10°，含油面积4.6km2，油藏埋深730-980m，单层厚度15-38m，顶底水发育，开发目的层为兴隆台油层，地质储量2568×104t。

杜813块兴隆台油层储层物性较好，平均孔隙度为30.2%，平均渗透率为1633mD，为高孔、高渗储层。

杜813块兴隆台油层属于超稠油，原油密度（20℃）平均为 1.0098g/cm3，地面脱气原油粘度（50℃）平均为108880mPa·s，一般60000mPa·s～180000mPa·s。

区块原始地层压力7.5-9.4MPa，压力系数0.98，原始地层温度38℃。

地层水型为NaHCO3型，地层水总矿化度为2238mg/L。

2 CO2复合吞吐作用机理CO2辅助蒸汽吞吐具有增能、助排、降粘以及提高注汽效果的作用。

CO2在注入油层后可使稠油粘度降低90%以上，体积膨胀10%以上;同蒸汽混合后可显著提高蒸汽的驱替效率和波及效率，CO2扩散过程中扩大加热范围，其气泡带动周边原油和降粘剂渗流扰动，为原油充分降粘及扩散提供了条件。

氮气二氧化碳辅助吞吐技术在高升采油厂研究与应用作者：马海峰来源：《中国科技纵横》2017年第17期摘要：高升采油厂坐落在辽宁省盘锦市盘山县高升镇境内，已进入蒸汽吞吐开采后期，油井平均吞吐周期为7轮，可采地层储量程度达到92.72%，油层压力降至目前的0.95-1.61MPa，由于地层压力降低和吞吐轮次的增加，原油的采出越来越困难，为有效解决上述问题，采取氮气二氧化碳辅助吞吐技术，提高地层能量及采收率。

关键词：牛心坨；空心杆电加热；油管电加热；生产能耗中图分类号：TE357 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）17-0133-01高升采油厂坐落在辽宁省盘锦市盘山县高升镇境内，主要开发高升、牛心坨两个油田，动用含油面积29.25km2，石油地质储量14315×104t，经过30多年的开发，已进入蒸汽吞吐开采后期，油井平均吞吐周期为7轮，其中大部分井吞吐已达4-8次，累计注汽1614×104t，累产油1842.94×104t，累计产水681.68×104m3，地下亏空846×104t，可采地层储量程度达到92.72%，油层压力由原始的16.1-18.4MPa降至目前的0.95-1.61MPa，由于地层压力降低和吞吐轮次的增加，原油的采出越来越困难，本文研究的氮气二氧化碳能够有效补层地层能量，增强原油的流动性，降低原油粘度，有效提高采收率。

1 吞吐原理1.1 氮气吞吐原理（1）增强了原油的流动性：先注氮气后跟进蒸汽，被原油捕集的压缩氮气受热膨胀聚集，使连续的油被小的氮气段塞分隔为段塞式油，原油的连续性被打破，流动形态发生改变，相互之间的作用力减小，原油流动性增加，有利于采出。

（2）扩大油层加热带：利用氮气具有渗透性好，膨胀系数大，非凝结性等特点，携带热量进入油层深部，加大蒸汽波及体积。

（3）提高回采水率：氮气和蒸汽一起注入到油藏，在回采的过程中，由于压力下降、气体膨胀，超助排作用，改善多周期的开发效果。

浅析二氧化碳采油技术在油田开发中有一定的油井都存在油井产量低、含水率高等方面的开发为。

在解决该类油井采收率的过程中，我们提出了二氧化碳采油技术。

所谓二氧化碳采油技术就是向目标油藏注入一定量的二氧化碳，利用二氧化碳溶于原油降低原油粘度、使原油体积膨胀、降低油水界面等性质，解决目标油藏开发中存在的原油流动困难、地层能量不足等问题，提高油井产量，最终实现油井的经济有效开发。

利用二氧化碳采油技术一般能够提高原油采收率达10%左右。

本文主要探讨了二氧化碳采油技术的作用机理、影响因素分析、应用范围等。

标签：二氧化碳;采收率;作用机理;影响因素一、二氧化碳采油机理1.1 二氧化碳驱油二氧化碳驱油包括混相驱和非混相驱。

驱油机理是：降低原油的粘度;使原油体积膨胀;蒸发提取原油中间烃组分;降低界面张力;改变原油密度;降压形成溶解气驱。

非混相主要是依靠在原油中的溶解，使原油体积膨胀和降低原油粘度实现驱油的。

混相驱是在一定的地层压力和温度下，对原油中小分子烃的蒸发提取形成单一相流体过渡带，界面张力降到接近于零来实现对原油的驱替。

1.2二氧化碳吞吐二氧化碳吞吐，就是把一定体积的二氧化碳注入到生产层内，然后关井一段时间，让注入的二氧化碳渗入到油层，然后重新开井生产。

采油机理是：原油体积膨胀、粘度降低、二氧化碳对烃抽提以及改变岩石的相对渗透率。

对于粘性重油，降低油的粘度，改进近井地带的流动性是十分重要的;对于轻油，汽化中间烃组分，使注入的二氧化碳与油藏流体在近混相的状态下完成吞吐;对于碳酸盐岩油藏，二氧化碳可使地层中的碳酸盐转变为碳酸氢盐，对地层有解堵作用。

1.3 二氧化碳采油作用机理分析1.3.1注入二氧化碳使原油体积膨胀当二氧化碳溶解于原油中，使得原油体积增大，孔隙体积也增大，为油在孔隙介质中流动提供了有利条件;水驱开采后油层中的不可动残余油随二氧化碳溶解而膨胀，并被挤出孔道中，使残余油饱和度变小;膨胀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，发生相渗透率转换，形成了一种在任何饱和度条件下都适合油流动的有利环境。

CO2分层吞吐技术研究与应用2中国石油大港油田公司勘探开发研究院天津300280摘要：随着油田开发的不断深入，CO2吞吐技术作为一项绿色、环保的提高油田采收率技术得到了广泛的应用。

但对于部分产层位多、水平井段长的油井采用传统了笼统吞吐的方式无法实现各生产层位的精准注入，需要对CO2分层吞吐技术进行深入研究与应用，达到分层精确注入、精确开采的目的。

关键词：CO2吞吐；油井增产；分层；应用。

1 CO2分层吞吐增油机理CO2吞吐增油技术的基本原理是：通过二氧化碳吞吐的方式，使原油体积发生膨胀，同时增大原油内部结构之间的孔隙体积，通过这种方式，使原油在孔隙介质当中的流动更加畅通高效。

与此同时，在受到边底水驱动因素的影响下，一些附着在岩石表面的不可动的原油也能够在二氧化碳溶解膨胀作用下挤出介质孔隙。

随着原油自身体积的不断膨胀，水分被挤出孔隙，导致原油所处结构的渗透率发生反转，可形成有利于原油流动的环境。

而且，在二氧化碳溶解反应的作用之下，对原油粘度的下降起到了直接影响，而原油粘度的下降直接提高了原油在介质孔隙内部的流动性，通过这种方式，利用二氧化碳吞吐技术，可实现较好的增加原油产量的效果。

部分多层系开发油藏受由于生产层位多，各层系间储层物性差异大，层间矛盾突出，导致CO2吸入不均，油层动用程度低，常规笼统注入CO2，吞吐效果一般，不作为推广的主力油藏。

为改善多层系油藏二氧化碳吞吐实施效果，提高多层系油藏二氧化碳吞吐工艺适应性，增加多层系油藏的换油效果，需进行CO2分层吞吐技术的研究与应用试验。

CO2分层吞吐技术利用井下分隔器分隔井下生产层位，通过井下智能压控开关，自动实现井下不同层位的CO2注入及焖井时间，从而实现多层系油藏CO2吞吐的单层精准注入及关井扩散，从而达到不同目的层的精准注入，从而提高多层系油藏吞吐效果。

的CO2分层吞吐井下工具2 CO22.1 井下工具优选通过对入井工具、管柱施工、后期作业等方面对比，优选分体式注采一体化工艺管柱（方案二）（表1），达到检泵施工简单、监测液面便利，为后期数据采集提供保障。

氮气二氧化碳辅助吞吐技术研究与应用作者：于光亮来源：《商情》2019年第48期【摘要】本文主要介绍了氮气二氧化碳辅助吞吐技术在高升油田的应用情况，该技术的成功实践对改善其它油田的蒸汽吞吐效果具有积极的影响。

【关键词】氮气二氧化碳蒸汽吞吐1.区块概况高升油区构造上位于辽河断陷西部凹陷西斜坡北段，投入开发高升、牛心坨两个油田14个开发单元7套含油层系，动用面积29.25平方公里，动用储量12552万吨，标定采收率23.8%。

其中热采区块投入开发8个单元，动用储量8512万吨，占全厂的68%。

2.存在问题2.1随着吞吐轮次增加，地层压力下降，排水期变长，吞吐效果变差高升油田属深层巨厚块状稠油油藏，经过三十多年的开发，已进入蒸汽吞吐开采后期，由于油层压力降低，油层大面积亏空，随着吞吐轮次的增加，地下存水量仍会增加，导致排水期进一步增长。

2.2油层吸汽不均，主体区域汽窜严重，影响油井正常生产高二三区莲花油层是在下第三系沙河街组三段早期，在台安断裂西侧沉积的以近岸水下扇为主的半深～深水湖沉积物，物源来自于东部中央凸起，地层岩相为砂砾岩、砾状砂岩和含砾砂岩的组合，结构成熟度和成分成熟度均较低，地层沉积差异大，导致渗透率差异大。

非均质性强导致油层吸汽不均，根据近几年吸汽剖面资料统计，吸汽差和不吸汽的地层厚度占总厚度的54.7%，油层动用严重不均。

针对上述问题，先后在热采区块实施了氮气二氧化碳辅助蒸汽吞吐技术，取得了较好的吞吐效果。

3.氮气二氧化碳辅助吞吐技术参数优化3.1.1作用机理（1）二氧化碳吞吐机理①补充地层能量：液态CO2注入地层后，在地层温度的作用下，使原油体积膨胀10%-40%，提升孔隙压力，补充地层能量，提高了地层原油的流动能力。

②降低原油粘度：液态CO2在地层温度下快速气化，气化的CO2极易溶于原油，能够大幅度地降低原油密度及油水界面张力，改善了原油流动性，提高了原油采收率。

③改善储层渗透率：CO2溶解于水后，生成易溶于水的碳酸氢盐，酸解地层中的一部分杂质，提高油层的渗透性;另外， CO2返排的过程中，在压差作用下，部分游离气会对油层的堵塞物起到冲刷作用，可有效地疏通因二次污染造成的地层堵塞。