勝利油田低滲透油藏CO2驅(qū)提高采收率技術(shù)及應(yīng)用宋-副本

勝利油田低滲透油藏CO2驅(qū)提高采收率技術(shù)及應(yīng)用勝利油田勘探開發(fā)研究院二零一五年

十一月匯報(bào)提綱二、二氧化碳驅(qū)提高采收率技術(shù)三、礦場試驗(yàn)進(jìn)展及效果分析一、概況勝利油田低滲透油藏已探明地質(zhì)儲(chǔ)量11.6億噸（動(dòng)用7.6億），其中特低滲透油藏3.45億噸，占40.0%，是下一步提高采收率的重要陣地。特低滲透油藏占比例%（一）技術(shù)研發(fā)背景彈性開發(fā)采收率低(8%左右)、注水難度大（注入壓力30MPa）。面臨的困難：特低滲透油藏沒有好的能量補(bǔ)充方式（一）技術(shù)研發(fā)背景超臨界CO2是優(yōu)越的驅(qū)油劑，可大幅度提高特低滲透油藏采收率。壓力（兆帕）（一）技術(shù)研發(fā)背景（一）技術(shù)研發(fā)背景CO2-EOR是我國現(xiàn)階段規(guī)?；疌O2利用封存有效途徑二氧化碳驅(qū)油利用特點(diǎn)提高采收率幅度大同步實(shí)現(xiàn)封存利用潛力大已開展多項(xiàng)實(shí)踐國外：100多項(xiàng)，40年國內(nèi)：開展多個(gè)先導(dǎo)試驗(yàn)勝利油區(qū)可實(shí)施CO2的低滲資源4.19億噸。在EOR過程中，40％-60％CO2封存于地下CO2驅(qū)油技術(shù)能夠有效提高采收率7-20％注入能力好相同條件下，CO2注入壓力遠(yuǎn)低于注水壓力（1/2左右）（二）國內(nèi)外CO2驅(qū)應(yīng)用情況

1、國外CO2驅(qū)應(yīng)用情況

2、國內(nèi)CO2驅(qū)應(yīng)用情況（二）國內(nèi)外CO2驅(qū)應(yīng)用情況3、勝利油田注CO2提高采收率技術(shù)2007-2011

高89-1塊CO2驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)2012-

大規(guī)模CO2液化提純、輸送、驅(qū)油封存技術(shù)研究及工程應(yīng)用礦場實(shí)踐階段1997-2000CO2吞吐室內(nèi)及現(xiàn)場試驗(yàn)2001樊124塊CO2混相驅(qū)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)階段1967CO2驅(qū)提高稠油采收率的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)1978CO2混相驅(qū)實(shí)驗(yàn)研究，列入石油化學(xué)工業(yè)部“六五”科技攻關(guān)項(xiàng)目（二）國內(nèi)外CO2驅(qū)應(yīng)用情況基礎(chǔ)研究

建立CO2驅(qū)室內(nèi)系統(tǒng)評價(jià)方法形成了CO2驅(qū)提高采收率油藏工程方案優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)明晰了影響CO2驅(qū)開發(fā)效果的主控因素機(jī)理研究適應(yīng)性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)注采工藝先導(dǎo)試驗(yàn)捕集工藝大規(guī)模應(yīng)用

CO2與原油相互作用機(jī)理(產(chǎn)出氣回注對驅(qū)油效果影響)

CO2與儲(chǔ)層相互作用機(jī)理建立了CO2驅(qū)提高采收率油藏適應(yīng)性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，評價(jià)了資源潛力

CO2驅(qū)免壓井安全注氣管柱及多功能采油管柱

CO2腐蝕控制技術(shù)

CO2驅(qū)氣竄控制技術(shù)地面工程

齊魯石化首站—高青末站管道及液化提純高89地區(qū)CO2驅(qū)注入及采出液地面處理技術(shù)

CO2驅(qū)產(chǎn)出氣回收工藝

發(fā)明了回收低分壓CO2的復(fù)合胺溶劑開發(fā)了熱泵式低能耗CO2捕集工藝推進(jìn)高89-1塊CO2驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)編制《高89-樊142地區(qū)特低滲透油藏CO2驅(qū)工業(yè)試驗(yàn)方案》一、概況匯報(bào)提綱二、二氧化碳驅(qū)提高采收率技術(shù)三、礦場試驗(yàn)進(jìn)展及效果分析一、概況二、二氧化碳驅(qū)提高采收率技術(shù)（二）明晰CO2與原油混相機(jī)理及與儲(chǔ)層相互作用機(jī)理（四）研制了CO2驅(qū)免壓井安全注氣管柱及多功能采油管柱（五）探索了CO2驅(qū)氣竄控制技術(shù)（一）建立了CO2驅(qū)提高采收率油藏適應(yīng)性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（三）形成CO2驅(qū)提高采收率油藏工程優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)（一）驅(qū)油與封存選址技術(shù)1、影響驅(qū)油與封存效果的主控因素研究

利用室內(nèi)物理模擬、數(shù)值模擬和數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，研究了CO2驅(qū)效果影響因素，其中混相能力與油藏滲透率是主要影響因素。2、混相能力與驅(qū)油效率的關(guān)系

（一）建立了CO2驅(qū)提高采收率油藏適應(yīng)性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

通過CO2驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，建立了啟動(dòng)壓力與儲(chǔ)層滲透率的關(guān)系，CO2驅(qū)滲透率下限為0.5mD。0.5油粘度：1mPa.s滲透率范圍：0.1～10mD巖心尺寸：1.5cm×7cm3、CO2注入能力評價(jià)——滲透率下限確定

（一）建立了CO2驅(qū)提高采收率油藏適應(yīng)性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)CO2驅(qū)提高采收率油藏適應(yīng)性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表（Q/SDY1200-2012）實(shí)現(xiàn)了CO2驅(qū)油藏適應(yīng)性的多因素定量評價(jià)。

（一）建立了CO2驅(qū)提高采收率油藏適應(yīng)性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（二）明晰CO2與原油混相機(jī)理及與儲(chǔ)層相互作用機(jī)理長巖心物理模擬流程長細(xì)管混相儀油氣相態(tài)分析儀和有機(jī)質(zhì)沉淀測試系統(tǒng)建成功能齊全的CO2驅(qū)實(shí)驗(yàn)室，總資產(chǎn)2000多萬元。設(shè)備名稱模擬條件主要功能長細(xì)管混相儀溫度：180C；壓力：70MPa混相壓力和混相組成研究長巖心物理模擬流程溫度：180C；壓力：70MPa雙巖心夾持器3.8cm200cm2.5cm200cm驅(qū)油效果評價(jià)、注氣參數(shù)優(yōu)化、注入能力評價(jià)、流度控制研究等。油氣相態(tài)分析儀和有機(jī)質(zhì)沉淀測試系統(tǒng)溫度：180C壓力：100MPa氣驅(qū)相態(tài)特征測試、氣驅(qū)機(jī)理研究、有機(jī)質(zhì)沉淀析出研究等。氣相色譜儀油、氣組分分析高溫高壓界面張力儀溫度：180C；壓力：70MPa高溫高壓條件下油水、油氣界面張力測試。

氣驅(qū)非均質(zhì)長巖心物理模擬流程：技術(shù)指標(biāo)及功能達(dá)世界領(lǐng)先水平

溫度：180C；壓力：70MPa；雙巖心夾持器：3.8（2.5）200cm；模擬地層傾角：0°~90°技術(shù)指標(biāo)主要功能

注氣參數(shù)優(yōu)化；注氣對儲(chǔ)層物性影響；非均質(zhì)性對氣驅(qū)影響；抑制氣竄及流度控制方法優(yōu)化；地層傾角對氣驅(qū)的影響；采出氣組分在線分析。價(jià)格為同類進(jìn)口產(chǎn)品的1/2非均質(zhì)長巖心物理模擬流程技術(shù)指標(biāo)主要功能（二）明晰CO2與原油混相機(jī)理及與儲(chǔ)層相互作用機(jī)理1、CO2與原油相互作用機(jī)理CO2與地層油相特性實(shí)驗(yàn)表明：CO2具有膨脹降粘、降低界面張力、改善流度比和強(qiáng)烈的抽提作用，是一種高效驅(qū)油劑。（二）明晰CO2與原油混相機(jī)理及與儲(chǔ)層相互作用機(jī)理高89-1塊CO2與原油混相壓力為28.94MPa。模型參數(shù)細(xì)管長度m細(xì)管直徑mm空氣滲透率mD孔隙度%實(shí)驗(yàn)溫度℃驅(qū)替速度m/h166.35<10.032.251260.873不同壓力下細(xì)管驅(qū)油效率與注入倍數(shù)的關(guān)系曲線驅(qū)替壓力與驅(qū)油效率關(guān)系曲線（二）明晰CO2與原油混相機(jī)理及與儲(chǔ)層相互作用機(jī)理1、CO2與原油相互作用機(jī)理

CO2瀝青質(zhì)傷害評價(jià)（二）明晰CO2與原油混相機(jī)理及與儲(chǔ)層相互作用機(jī)理1、CO2與原油相互作用機(jī)理3、CO2與儲(chǔ)層的作用機(jī)理CO2溶于水形成碳酸水，溶解儲(chǔ)層的灰質(zhì)，改善儲(chǔ)層滲透率。

儲(chǔ)層顆粒的脫落運(yùn)移，堵塞地層，降低儲(chǔ)層滲透率。（溶解灰質(zhì)，孔隙度變大，滲透率變大)（脫落顆粒堵塞孔喉，滲透率變小)CO2在地層水中溶解度（m3/m3）30平均碳酸鹽含量（%）16CO2+H2O

H2CO3H2CO3+CaCO3Ca(HCO3)2H2CO3+MgCO3Mg(HCO3)2（二）明晰CO2與原油混相機(jī)理及與儲(chǔ)層相互作用機(jī)理（二）明晰CO2與原油混相機(jī)理及與儲(chǔ)層相互作用機(jī)理3、CO2與儲(chǔ)層的作用機(jī)理（三）形成CO2驅(qū)提高采收率油藏工程優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)精細(xì)三維地質(zhì)建模室內(nèi)試驗(yàn)地層模型構(gòu)造模型儲(chǔ)層模型油藏模型流體相態(tài)模型動(dòng)態(tài)模型歷史擬合（Eclipse）CO2驅(qū)油藏方案優(yōu)化設(shè)計(jì)井距優(yōu)化最優(yōu)CO2驅(qū)油藏工程方案

長巖心驅(qū)替

混相壓力測定

相特性實(shí)驗(yàn)井網(wǎng)優(yōu)化壓力保持水平注氣速度優(yōu)化注氣量優(yōu)化注入方式制定了CO2驅(qū)提高采收率油藏工程方案優(yōu)化設(shè)計(jì)流程1、精細(xì)地質(zhì)研究（三）形成CO2驅(qū)提高采收率油藏工程優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)形成以“頻譜成像預(yù)測儲(chǔ)層、裂縫識別與表征、CO2驅(qū)流動(dòng)單元精細(xì)劃分”技術(shù)為核心的精細(xì)油藏描述技術(shù)。頻譜成像預(yù)測儲(chǔ)層流動(dòng)單元精細(xì)劃分技術(shù)裂縫識別與表征技術(shù)古地貌分析調(diào)諧能量平面圖（三）驅(qū)油與封存精細(xì)地質(zhì)研究1、精細(xì)地質(zhì)研究按照“主力油層以單砂體為單元，非主力油層以小層為單元”的原則。數(shù)據(jù)準(zhǔn)備基礎(chǔ)地質(zhì)研究沉積模型的初步篩選井粗化及數(shù)據(jù)分析物性模擬地震構(gòu)造解釋沉積微相模擬地震與地質(zhì)是否匹配儲(chǔ)量計(jì)算地質(zhì)構(gòu)造建模儲(chǔ)量預(yù)算各參數(shù)統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料統(tǒng)計(jì)分析地質(zhì)模型建立否地質(zhì)模型優(yōu)選是構(gòu)造建模沉積微相模擬儲(chǔ)層物性建模模型輸出精細(xì)地質(zhì)建模流程高89-1塊沙四段21小層頂面構(gòu)造圖21小層1砂體滲透率圖21小層1砂體孔隙度圖模型規(guī)模：56×130×57步長:30m×30m×.5m總節(jié)點(diǎn)數(shù)：41,4960（三）形成CO2驅(qū)提高采收率油藏工程優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)1、精細(xì)地質(zhì)研究CO2混相驅(qū)的機(jī)理改善原油流動(dòng)性膨脹地層原油降低界面張力形成溶解氣驅(qū)萃取組分模型相態(tài)軟件包ECLIPSE2、建立流體相態(tài)模型（三）形成CO2驅(qū)提高采收率油藏工程優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)通過回歸計(jì)算確定了狀態(tài)方程的184個(gè)參數(shù)

（三）形成CO2驅(qū)提高采收率油藏工程優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)2、建立流體相態(tài)模型通過擬合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，回歸計(jì)算確定了狀態(tài)方程的參數(shù)3、注采參數(shù)優(yōu)化（三）形成CO2驅(qū)提高采收率油藏工程優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)高89-1塊CO2驅(qū)優(yōu)化設(shè)計(jì)表3、注采參數(shù)優(yōu)化（三）形成CO2驅(qū)提高采收率油藏工程優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)3、注采參數(shù)優(yōu)化（三）形成CO2驅(qū)提高采收率油藏工程優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)3、注采參數(shù)優(yōu)化（三）形成CO2驅(qū)提高采收率油藏工程優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)3、注采參數(shù)優(yōu)化（三）形成CO2驅(qū)提高采收率油藏工程優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)3、注采參數(shù)優(yōu)化（三）形成CO2驅(qū)提高采收率油藏工程優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)3、注采參數(shù)優(yōu)化（三）形成CO2驅(qū)提高采收率油藏工程優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)3、注采參數(shù)優(yōu)化（三）形成CO2驅(qū)提高采收率油藏工程優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)（1）一套層系開發(fā)（2）五點(diǎn)井網(wǎng)，井距：350m（3）地層壓力保持水平：30MPa（4）注氣速度：20t/d（5）注入CO2量：0.33PV（6）工作量：部署總井?dāng)?shù)24口（油井14口、注氣井10口）（7）采收率：33%（8）換油率：0.38t/tCO2（9）CO2回采率：48%高89-1塊CO2先導(dǎo)試驗(yàn)井位部署圖高89-1塊CO2驅(qū)提高采收率方案主要技術(shù)指標(biāo)。主要技術(shù)指標(biāo)（三）形成CO2驅(qū)提高采收率油藏工程優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)（三）形成CO2驅(qū)提高采收率油藏工程優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)（四）研制了CO2驅(qū)免壓井安全注氣管柱及多功能采油管柱1、發(fā)明了安全注氣管柱（發(fā)明專利201210021168.1）安全注氣管柱主要工具及功能：Y445J封隔器：實(shí)現(xiàn)油套封隔，阻止氣體從油套環(huán)空上竄。多功能注氣閥：封隔器坐封、注氣、防止注入氣體回吐?；祝禾嫣坠鼙Ｗo(hù)液、洗井壓井。注氣層滑套多功能注氣閥Y445J

功能特點(diǎn)：停注時(shí)防返吐，注氣安全；可循環(huán)壓井，保護(hù)油層；后期檢管可免壓井安全作業(yè)；反替環(huán)空保護(hù)液，預(yù)防腐蝕。技術(shù)參數(shù)：適應(yīng)井深≤3500m適用井徑：Φ121-125mm耐溫≤150℃工作壓力≤30MPa

（四）研制了CO2驅(qū)免壓井安全注氣管柱及多功能采油管柱2、研制了高氣油比采油管柱高氣油比采油管柱技術(shù)參數(shù)：適應(yīng)井深≤3500m適用井徑：Φ121-125mm耐溫≤150℃工作壓力≤30MPa

功能特點(diǎn)：高氣油比深抽油層保護(hù)與安全作業(yè)腐蝕監(jiān)測實(shí)時(shí)測壓（五）探索了CO2驅(qū)氣竄控制技術(shù)

注氣后日產(chǎn)油變化呈三段式：能量補(bǔ)充產(chǎn)量逐漸增加階段、增油量穩(wěn)定階段、氣體突破產(chǎn)量遞減階段。（五）探索了CO2驅(qū)氣竄控制技術(shù)初期小規(guī)模氣油比上升——調(diào)整注采井工作制度

（注采調(diào)控方法）

周期性采油和關(guān)停部分注采敏感井，調(diào)整地下壓力場及滲流場，盡可能延緩注入氣的指進(jìn)。1調(diào)整前氣飽和度分布調(diào)整后氣飽和度分布后期氣竄——油水井雙向調(diào)堵基質(zhì)封竄氣溶性表面活性劑泡沫體系

CO2水基泡沫封竄體系壓裂縫封竄泡沫凝膠復(fù)合封竄體系微裂縫封竄油基封竄體系2基于CO2產(chǎn)出量的規(guī)模和優(yōu)勢流動(dòng)通道，制定相應(yīng)的氣竄控制技術(shù)。

開發(fā)了SG凝膠封竄體系、水溶性泡沫封竄體系和油溶性封竄體系，室內(nèi)封竄實(shí)驗(yàn)表明，研發(fā)的泡沫封竄體系封堵率>80%，SG型凝膠封竄體系封堵率達(dá)98%，油溶性封竄體系封堵率>80%。巖心編號孔隙體積mL滲透率,10-3μm2堵塞率％堵前堵后SG1#20.432.50.4698.62#22.822.40.3298.53#27.256.10.8198.5泡沫4#23.420.03.582.35#25.6

33.1

5.2

84.2油溶體系6#22.124.6

3.187.37#24.215.82.683.5（五）探索了CO2驅(qū)氣竄控制技術(shù)匯報(bào)提綱二、二氧化碳驅(qū)提高采收率技術(shù)三、礦場試驗(yàn)進(jìn)展及效果分析一、概況1、礦場實(shí)施區(qū)塊概況(1)地理位置及區(qū)域構(gòu)造先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)（高89-1塊）位于山東省高青縣,正理莊油田北部，高89地區(qū)的中部，構(gòu)造位置屬于金家－正理莊－樊家鼻狀構(gòu)造帶中部。1、礦場實(shí)施區(qū)塊概況地層特征高89-樊142地區(qū)地層層序表巖性組合為灰色、淺灰色泥巖夾薄層砂巖。界系組段亞段次亞段新生界第四系平原組

新近系明化鎮(zhèn)組

館陶組

古近系東營組

沙河街組沙一段

沙二段

沙三段

沙四段沙四上純上純下沙四下

孔店組

主要含油層系為沙四上純下亞段，埋深2700-3200m，地層厚度約120-170m。(2)先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)地質(zhì)特征1、礦場實(shí)施區(qū)塊概況儲(chǔ)層特征高89-1塊沙四段屬于低孔、特低滲儲(chǔ)層高89-1塊取芯井油層物性數(shù)據(jù)表

基于取芯資料，結(jié)合生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料，進(jìn)行了16口測井二次解釋。(2)先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)地質(zhì)特征2、方案實(shí)施情況原油粘度：1.59mPa·s；混相壓力：28.9MPa；開始注氣時(shí)地層壓力24.5MPa，預(yù)計(jì)采收率可達(dá)到26.1%。（1）一套層系開發(fā)（2）五點(diǎn)井網(wǎng)，井距：350m（3）地層壓力保持水平：30MPa（4）注氣速度：20t/d（5）注入CO2量：0.33PV（6）工作量：部署總井?dāng)?shù)24口（油井14口、注氣井10口）高89-1塊CO2先導(dǎo)試驗(yàn)井位部署圖方案設(shè)計(jì)油藏深度：3000m含油面積:2.6km2地質(zhì)儲(chǔ)量:170×104t空氣滲透率：4.7mD2008年1月開始注CO2，截至2015年5月，共有生產(chǎn)井15口，注入井11口，累注CO222.4萬噸，試驗(yàn)區(qū)采出程度13.3%，中心井區(qū)采出程度16%。高89-1塊CO2驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)方案部署圖注入井：●

區(qū)塊日注：77t

●單井日注：25.5t/d●平均注入壓力：10.3MPa生產(chǎn)井：●試驗(yàn)區(qū)日油：33.8t/d●

單井日油：1-4.4t/d●試驗(yàn)區(qū)平均日油：2.2t/d●中心區(qū)平均日油：2.5t/d2、方案實(shí)施情況3、取得的主要認(rèn)識

高89-17井基本參數(shù)表高89-17井吸氣指示曲線2013.12009.112012.3高89-17井注氣曲線圖油壓MPa日注t/d未采油未壓裂（1）CO2具有較好注入能力3、取得的主要認(rèn)識（1）CO2具有較好注入能力

啟動(dòng)壓力14.5MPa

吸