油田CO₂驅(qū)提高采收率技術(shù)及現(xiàn)場實踐分析

邵輝　田斌斌　巫克勤　賈剛衛(wèi)

CO2驅(qū)油技術(shù)在50年代出現(xiàn)并發(fā)展至今，作為油田內(nèi)部主要采收方式，CO2驅(qū)油技術(shù)逐漸替代了原有的熱力采油方式。CO2驅(qū)油技術(shù)由于發(fā)展較早、技術(shù)完善、氣源成本低，使油田內(nèi)部對CO2驅(qū)油技術(shù)的使用范圍不斷擴大。我國對CO2驅(qū)油技術(shù)的使用時間較晚，自90年代后才引進了CO2驅(qū)油技術(shù)，并進行實驗。《化學(xué)驅(qū)提高石油采收率》通過論述化學(xué)驅(qū)提高石油采收率的原理、方法與應(yīng)用、技術(shù)和礦場應(yīng)用原則，為相關(guān)工作的開展提供參考。

不同種類的油藏對CO2驅(qū)油技術(shù)的實施存在較大的差異。針對一些含水較多的油藏，提升采收率需要通過CO2擴散，在油斑與油膜中溶解后，借助強力洗油效應(yīng)從巖石表面將水驅(qū)殘油相剝離。針對強力洗油效應(yīng)，其原理主要是進入更小孔喉內(nèi)，使地層能量保持在標(biāo)準(zhǔn)程度。經(jīng)核磁共振驗證，目前超臨界CO2具較好流動性，與原油相比界面張力和毛管阻力較小，能夠進入水無法進入的孔喉內(nèi)，即0.01 μm孔喉，與原油相接觸。天然巖心在原油充注完全后，具有原油分布的孔喉為0.01～0.25 μm，注水開發(fā)可驅(qū)替0.2 μm以上大小孔喉內(nèi)原油，而0.2 μm以下的孔喉內(nèi)原油飽和度則未變化。與水驅(qū)對比，CO2驅(qū)油技術(shù)可以使0.2 μm以上孔喉內(nèi)原油驅(qū)替效率得到提升，還可保證其飽和度符合標(biāo)準(zhǔn)，使0.01～0.2 μm范圍孔喉飽和度降低至30%。

在不同地層條件下，CO2的粘度也會發(fā)生變化，進而影響CO2驅(qū)油技術(shù)的油藏開發(fā)動態(tài)。若油藏壓力達到20 MPa的情況下，CO2會隨著溫度的改變而改變，其密度保持在0.54 g/cm3，與基礎(chǔ)地層原油相比密度差異較大，在CO2注入后主要以油藏上部為主。若油藏壓力達到40 MPa的時候，CO2密度保持在0.65～0.71 g/cm3，接近于常規(guī)稀油密度，而縱向上驅(qū)替更為均衡。經(jīng)現(xiàn)場實踐可知，雖然原油密度與CO2密度較為相似，但CO2更具氣體形態(tài)，導(dǎo)致其始終朝著高位前進。

CO2驅(qū)油技術(shù)網(wǎng)井距在優(yōu)化的過程中會受到多種因素的影響，其中，CO2粘度較低，因其具有氣體性質(zhì)，更易產(chǎn)生氣竄。與水驅(qū)對比，CO2驅(qū)油技術(shù)極易受縱向和平面干擾，縮小其波及范圍。一般情況下，CO2密度會低于原油密度，CO2會沿高部位竄進，在井網(wǎng)布置時，要遵循高處注進，低處采出的規(guī)范，以更好的抑制氣竄的出現(xiàn)。針對一些低滲透油藏，技術(shù)井距可擴大至400～500 m，但絕大部分CO2實驗區(qū)域仍存在小于該數(shù)值的井距。組分數(shù)值模擬方式能夠?qū)O2驅(qū)油技術(shù)進行合理優(yōu)化，在劈分組分數(shù)時，需針對C2-C6進行重點劈分，不但可以提升擬合準(zhǔn)確度，還可降低計算量。CO2驅(qū)油技術(shù)與水驅(qū)相比，前者在地層內(nèi)部粘度較小，采取優(yōu)化措施時，應(yīng)注意避免其他因素對于模擬結(jié)果的干擾，網(wǎng)格效應(yīng)就屬于主要影響因素?？苫诰劈c差分算法和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格設(shè)計實施，可使模擬更加真實。

CO2驅(qū)油技術(shù)屬于當(dāng)前油藏開采的主要技術(shù)之一，需進一步推動該技術(shù)在油藏開采中的應(yīng)用，為油藏開采創(chuàng)造優(yōu)勢條件。在CO2驅(qū)油技術(shù)過程中，可根據(jù)油藏埋深等具體情況，確定CO2驅(qū)油所需要的注氣壓力等參數(shù)，以貼合實際油藏開采需要。不同油藏具有不同特點，在油藏開采中需要關(guān)注的問題也有很大不同，盡管CO2驅(qū)油技術(shù)應(yīng)用效果較為理想，但在油藏開采過程中，也要充分考慮該技術(shù)與油藏本身特點的適配性，避免錯誤選擇驅(qū)油技術(shù)，導(dǎo)致油藏開采效率下降。因此，在制定CO2驅(qū)油技術(shù)使用方案之前，要對所開采的油藏進行全方位勘察，準(zhǔn)確掌握具體情況，結(jié)合油藏特點，制定相應(yīng)CO2驅(qū)油技術(shù)方案，確保油藏開采質(zhì)量。

綜上內(nèi)容均在《化學(xué)驅(qū)提高石油采收率》一書得以論述，在使用CO2驅(qū)油技術(shù)過程中，需要掌握相應(yīng)要點，以全面提升油藏開采CO2驅(qū)油技術(shù)應(yīng)用效率，促進油藏開采發(fā)展。