层内生成二氧化碳气体提高采收率技术概况

层内生成二氧化碳气体提高采收率技术浅论摘要:利用二氧化碳混相/非混相驱以及二氧化碳吞吐均被认为是从复杂地层中提高原油采收率非常有效的方法.限制它们推广应用的主要制约因素是必须有天然的二氧化碳源,二氧化碳的输送、向生产井的突进问题,油井及设备腐蚀、安全和环境问题等。

而层内生成二氧化碳气体技术可以很好的克服以上二氧化碳应用中的负面影响和制约因素。

本文主要阐述了层内生成二氧化碳气体技术提高原油采收率的机理,以及该技术在国内油田的应用情况。

关键词: 层内生气;二氧化碳;解堵;增注; 提高原油采收率
一引言
利用二氧化碳混相和非混相驱油和二氧化碳吞吐提高原油采收率的机理决定了其同时存在有利因素和不利因素。

有利因素:
1、CO2溶于水后,使水粘度增加20%～30%,水流度增加2～3倍。

2、CO2溶于油后,使油粘度减少1.5～2.5倍。

3、CO2溶于油后,使油水界面张力降低。

4、CO2溶于油后,使其体积增加,影响剩余油驱替。

不利因素:
1、温压条件变化导致CO2浓度降低,随后出现蜡和沥青质从原油中沉淀析
出。

2、油井和油田设备腐蚀。

3、CO2输送问题。

4、工艺成本费用高。

5、在油田附近缺乏CO2气源或者供应量不足。

显然层内生成二氧化碳气体技术,在地层中就地产生CO2,不使用任何地面设备,排除了任何对环境不利的影响因素,具有很强的应用优势。

二层内生成二氧化碳气体提高采收率技术原理
在设计的地层深度注入生气化学剂，在地层条件下相互融合产生大量的高温高压二氧化碳气体，此时二氧化碳气体可以是单相，也可以是混相，或者呈泡沫状态。

作用机理主要如下:
1热解堵作用
生气剂在油层深部反应生成二氧化碳气的同时将伴有大量的热量放出，使地层温度升高，降低地层中有机物胶质、沥青质、蜡质等的粘度,增加了油的流动性, 达到热解堵的作用。

2封堵高渗透层
优先在高渗透层生成的二氧化碳气体与聚合物溶液形成稳定的气-液泡沫体系，聚合物网格结构能够阻止微气泡体系的扩散，该气-液泡沫体系对后期注入水产生很大的附加阻力，形成屏障，破坏了原来地下流体状态，扩大了波及体积。

3二氧化碳的超临界流体效应[1]
室内研究表明,在特定的温度和压力条件下,二氧化碳气体表现出与常规压力和温度情况下不同的性质。

在一定的温度下,压缩的CO2的密度急剧增加,最后变成液态。

同时,二氧化碳的粘度仍保持压力(Ｐ)和温度(Ｔ)变化之前的值,即气体粘度、扩散系数相当于气液中间状态的数值。

显然在超临界条件下,二氧化碳作为一种溶剂(类似己烷)能降低原油粘度和更好地从地层中驱替原油。

另一方面,气状的CO2能够进入许多溶剂不能进入的空间。

4驱替作用
聚合物添加到生气剂中的聚合物具有双重作用，在封堵高渗透层时，起泡沫剂和稳泡剂作用;而在渗入到低渗透层时这种聚合物起粘弹作用。

二氧化碳生气剂在低渗透层融合时，伴随二氧化碳气体的生成，系统压力瞬间升高，使生成的二氧化碳气在低渗透层更具有穿透性。

二氧化碳气体溶解于原油后，产生体积效应，驱替剩余油。

就地生成的二氧化碳能够与原油以任意比例混合降低其粘度，并在注入水前沿形成混相带，有效增加驱替效率，消除了伴随二氧化碳驱产生的不利影响。

生气剂在地层深部反应生成的碳酸具有酸化解堵作用,进一步解除地层深部污染。

而且碳酸酸化不受油藏温度、压力、地层水矿化度等条件的限制。

表面活性剂地下流体流动时，溶解在水中的表面活性剂使岩石表面化学性质发生改变，降低油水界面张力，提高孔隙空间的亲油性，使水溶液的粘弹、非平衡性能增加，达到疏通低渗透通道的目的，降低了注水压力。

同时含有表面活性剂的酸液能够减缓酸岩反应速度，增加有效处理半径，并具有降低油井和地面设备腐蚀的作用。

三国内油田应用情况[2]
2002年2月至2003年12月在中原油田高压注水区块采用层内生成二氧化碳气体进行复合降压驱油20井(21井次)，措施井全部见到不同程度的降压或增注效果，平均注水压力下降9. 5MPa，平均增注水量5321.93
m,累积增注水1117593
m,，对应油井累积增油15187.49t，取得了显著的降压增油效果。

徐14块是徐集油田的主力开发区块，石油地质储量37.45 万吨2002年6月，有油井12口，注水井3口。

其中油井产液量903
m，产油量17. 5t/d,累积采油7.23万吨，采出程度19.31%;注水井平均注水压力33. 8MPa，注水量833
m/d，平均单井注水273
m/d，累积注水26. 164万方.
2002年6月至2003年9月利用层内生成二氧化碳气体降压驱油技术对徐14块的徐14一11、徐14-6和徐14-20三个井组共实施四井次处理，累积注人处理剂5603
m。

实施后区块平均注水压力由33. 8MPa下降到20.8 MPa，注水压力平均下降了13 MPa，区块注水量由833
m，注水量增加了1773
m/d，
m/d上升到2603
平均单井注水量由273
m/d，对应油井最高产油量达到42. 8r/d，
m/d上升到873
目前产油量仍保持在25t/d。

截止到2003年11月累积增注水量272003
m，累积增油量5639.13t.
四结论
层内生成二氧化碳气体是一种新的提高采收率技术，其核心是在地层中的预定深度和层内注入的化学处理剂相互融合，产生高温、高压二氧化碳气体。

通过对污染层解堵、高渗透层封堵、混合气驱和热采等，采收率的提高和降压增注的效果都很明显。

油田应用情况表明，层内生成二氧化碳气体技术的应用对部分区块和井组的控水稳油和控制自然递减起到了积极作用。

与其他技术相比具有施工工艺简单、成本低廉、采收率提高幅度大、受地层条件制约因素少和覆盖面广等突出优势，是一项有应用前景的新技术。

参考文献
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Increase Oil Recovery. Spe 65170
[2] 张国萍,肖良等.层内生气提高采收率技术在中原断块油田的应用. 油气地质与采
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[3] 申立平,郭永贵,申乃锋等.层内生气复合降压增注技术在文留油田的应用. 内蒙古
石油化工.2004.3
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层内生成二氧化碳气体提高采收率
技术浅论
姓名:吕文峰
学号:S0402301
专业:油气田开发。