1、注二氧化碳采油技术及施工准备工作初探 摘 要：因二氧化碳与原油的特殊作用机理，二氧化碳采油技术越来越受到各大油田的重视。该技术既可适用于埋藏深、储油物性差的油藏，也可适用于低渗透、高粘、高凝油等难开采油层，既可适用于油田的中后期开采，也可适用于新油田的开发。本文简要介绍了二氧化碳采油技术以及施工前准备工作，仅供大家参考和讨论。 关键词：二氧化碳驱油，二氧化碳吞吐，三次采油，施工准备 自从沃顿 （ Whorton）等人于 1952 年取得第一个利用二氧化碳（ CO2）采油的专利以来， CO2 采油技术始终是石油开采领域的研究重点。 CO2 采油技术应用较多的主要是美国、前苏联、加拿大、英国等国家
2、。研究表明，将 CO2注入油层，不仅能大幅提高采收率，而且可达到 CO2减排的目的，满足环保和油藏高效开发的双重要求。 一、 CO2 采油机理 CO2 驱油机理极其复杂，且与油藏压力、油藏温度、油藏流体性质有密切关系。通过研究国外 CO2在现场中的应用，联系我国油藏工程所做的研究工作，得出 CO2驱油的主要机理有降低原油粘度、改善流度比、原油体积膨胀、萃取和汽化原油中的轻烃、混相效应、降低界面张力、溶解气驱作用，同时由于酸化作用的存在可以提高储层渗透率。 二、注 CO2 采油技术 目前注 CO2 采油技术主要有 CO2 驱油和 CO2 吞吐两大类，其中 CO2 驱油应用最为普遍。 1. CO2
3、 驱油 CO2混相驱和 CO2非混相驱是 CO2驱油应用最为普遍的两大措施，采油机理主要有促使原油膨胀、改善油水流度比、溶解气驱等。 1.1 混相驱 混相驱油是在地层高温条件下，原油中轻质烃类分子被 CO2 析取到气相中，形成富含烃类的气相和溶解 CO2 的液相（原油）两种状态。在稀油油藏条件下 CO2易与原油发生混相，在混相压力下，处于超临界状态的 CO2可以降低所波及油水的界面张力， CO2 注入浓度越大，油水相界面张力越小，原油越易被驱替。通过调整注入气体的段塞使 CO2形成混相，可以提高原油采收率增加幅度。 1.2 非混相驱 非混相 CO2 驱开采稠油的主要机理是：降低原油黏度，改善油
4、水流度比，使原油膨胀，乳化作 用及降压开采。 CO2 在油中的溶解度随压力的增加而增加，当压力降低时， CO2 从饱和 CO2 的原油中溢出并驱动原油，形成溶解气驱。气态 CO2渗入地层与地层水反应产生的碳酸，能有效改善井筒周围地层的渗透率，提高驱油效率。与 CO2驱相关的另一个开采机理是由 CO2形成的自由气可以部分代替油藏中的残余油。 2. CO2 吞吐 CO2 吞吐采油技术是水驱或未投产低渗透油藏的一种有效开发方式。 CO2吞吐具有投资少、见效快，提高采收率机理易实现、风险低，适用范围广，产生的黏性指进有利于 CO2 进入油藏深部等特点。 CO2 吞吐提高采收率主要机理包括原油体积膨胀、
5、降低原油黏度、萃取作用和对岩石的酸化作用等 .CO2 吞吐采油技术的选井条件有如下 7 条： （ 1）油层封闭型好，且油井位于构造高部位，采出程度低，含水率低； （ 2）固井质量好，管外无窜漏现象； （ 3）最好单层或多层合注，层间干扰小，剩余油饱和度大于 30%； （ 4）原油粘度小于 2000mPa?s； （ 5）油层埋深大于 700m； （ 6）胶结物中灰质少，原油中沥青质少，返排时注意控制放喷速度，防止堵塞油层； （ 7）井场及道路达到施工要求，尽可能连续注入，一次性完成施作业。 CO2 吞吐采油技术，利用 CO2 溶于原油的降粘作用，改善深层稠油油藏地层原油的流动性能；利用体积膨胀，
6、提高油井的供液能力；通过提高周期回采水率，改善蒸汽吞吐效果。 三、注 CO2 采油施工前准备工作 1.安全 安全生产是注 CO2 采油施工的第一要务。由于施工所用的 CO2 处于高压、低温状态，极易造成泄漏、冻伤、窒息、中毒等事故。因此，做好对整个施工工艺流程进行可靠的安全评价、合理安排工作区、休息区、优化人员配 置、定期检查维护施工设备等一系列安全措施是十分必要的。 2.防腐 CO2 与水混合后生成具有腐蚀性的碳酸，极易造成油气生产和运输使用的管线的腐蚀，力学性能降低，使用寿命缩短；油管发生 CO2局部腐蚀后，腐蚀穿孔失效，甚至在交变载荷作用下疲劳破坏，发生掉井；套管发生 CO2局部腐蚀后，
7、在外压或内外压作用下，腐蚀凹坑处应力集中，达到屈服极限，发生破坏。特别在设备发生 CO2局部腐蚀后，产生点蚀凹坑甚至穿孔，破坏更为严重。 施工时做好防腐措施可减少因腐蚀造成的损失。注入 CO2 段塞前，可向井筒 中注入一定量的缓蚀剂，可减免碳酸性对管柱的腐蚀。 3.气源及运输 注 CO2 施工要求连续注入，尽可能一次性完成施作业，保证注入的 CO2与原油充分接触，极大的发挥 CO2采油机理，提高采油效率。因此，就近取气、道路通畅、运输安全可为注 CO2 采油施工提供稳定的气源保障。 4.沥青质沉积 注入的 CO2 可能引起原油中的沥青质沉淀析出并降低地层渗透率，影响油田开发效果。注入压力、油藏
8、温度、原油中沥青质原始含量、驱替速度、初始地层渗透率、采油速度（放喷速度）等因素都会影响原油中沥青质 沉淀量。因此，在施工过程中要合理控制各项因素，尽量减少沥青质析出沉积，以免造成地层渗透率降低、油管结蜡等问题的产生。 四、结论 1. CO2 与原油作用机理丰富，可有效油藏采收率； 2. 注 CO2采油技术措施较多，主要有 CO2驱油和 CO2吞吐两大类，其中CO2 驱油应用最为普遍； 3.为了实现二氧化碳采油最佳效果，必须做好施工前准备工作，以防意外发生而产生不利影响。 参考文献 Whorton L P， Brownscombe E R， Dyes A B. Method for producing oil by means of carbon dioxide 沈平平，江怀友，陈永武 .CO2 注入技术提高采收率研究 J.特种油气藏， 2007， 14（ 3）： 1-4.
