二氧化碳驱提高采收率技术(采油工艺部分)1、 油藏伤害及油藏保护措施2、 采油工艺室内试验3、 采油数值模拟技术4、 井下工具及注采管柱的优化设计5、 驱油及采出过程中的腐蚀机理及防腐工艺技术6、 结垢机理及预防结垢的工艺技术7、 防止粘性指进和防重力超覆工艺技术第一节 CO2驱油藏伤害及油藏保护措施危害：改变油藏基岩的润湿性，影响注水动态，也可以引 起地层损害和井眼堵塞，处理 过程和净化过程成本较高。影响因素：油藏现状；温度变化；压力与CO2浓度；混合物微酸；气油的混相性。在矿场实施中遇到的问题：沥青、石蜡沉淀气侵、气锥注入水和CO2中杂质腐蚀产物Weyburn油藏沥青沉淀实验在加拿大Saskatchewan的Weyburn油藏，他们使用了分光光度测定技术测量原油样品中的沥青含量。研究了几种因素对沥青絮凝/沉淀作用所产生的影响。测量方法电导率测量粘度测量分光光度测定法重力测量研究表明：1、操作压力不敏感；2、CO2的量直接决定沥青沉淀；3、地层盐水的影响也可以忽略不计；4、少量污染物不会对絮凝方式产生影响。 第一节 CO2驱油藏伤害及油藏保护措施沥青、石蜡沉淀的保护措施机械方法：采用刮蜡器清除沉淀。热力方法：加热原油或其他液体使蜡溶解。化学方法：加入化学抑制剂阻止沥青等絮凝沉淀。Baker石油公司在Permian Basin和西德克萨斯地区，针对注水后的井，经历着严重的沥青沉淀问题，甚至引 起电泵淹没，限制了产出液的流动。根据当时的采油速度，通过细管注入150ppm的阻垢剂有效控制了沥青沉淀。 96 97 98 99 (年)产油量(桶/ 天)油水气10100100010100100010000Baker石油公司化学方法处理某井效果图产 气 量 (千英 尺3/天)启示：采用化学方法抑制沉淀，操作简便，省 时省力，为防止沥青石蜡沉淀堵塞井眼而影响 采油过程，建议我局在先导试验中进行采用。第一节 CO2驱油藏伤害及油藏保护措施在矿场实施中遇到的问题：沥青、石蜡沉淀气侵、气锥注入水和CO2中杂质腐蚀产物由于过早的气体突破而 引起产量下降，气体指进 和气锥损害地层的机理类 似水锥和水指进，主要是 使相对渗透率变坏。 保护措施 ： 针对气体粘 度小、流度大的特点，目 前国内外普遍的做法有以 下几种： 注气平衡，均衡油气 流动； 控制注气和采油速度 ； 调整注采方案，封堵 气层。沥青、石蜡沉淀气侵、气锥注入水和CO2中杂质腐蚀产物第一节 CO2驱油藏伤害及油藏保护措施伤害类型：粘土膨胀；速敏；作业和操作不当；多相流动造成；注入水水质问题；CO2中杂质气体。保护措施： 严格注水水质的预 处理；正确选用预处理的 表面活性剂；严格注气气质的预 处理。1、 油藏伤害及油藏保护措施2、 采油工艺室内试验3、 采油数值模拟技术4、 井下工具及注采管柱的优化设计5、 驱油及采出过程中的腐蚀机理及防腐工艺技术6、 结垢机理及预防结垢的工艺技术7、 防止粘性指进和防重力超覆工艺技术8、结论第二节 CO2驱采油工艺室内试验 高压体积的（PVT）和气液平衡（VLE）实验1、闪蒸试验2、恒定体积递减试验3、差异放出试验4、分离器试验5、膨胀试验油汞气油汞气油汞气油汞气油汞细管驱替实验回压控制器毛细管玻璃观察器CO2供给钢瓶 填砂盘管恒温空气浴活塞泵 打入的水100ml量杯湿式气体 流量计试验用油 溶剂长管模型驱替装置图设计要求：岩心足够 长，能在多 级接触后形 成混相带。 岩心直径和 粒径需调节 。岩心驱替实验CO2恒温箱水岩心湿式流量计气相色谱仪观察窗低压分离器加热油岩心驱替试验装置图岩心试验方法、模拟方法和灵敏度 测试相同。岩心驱替更难以解释，因为它 排除重力分层、 粘性指进、湿润 性及非均质性等 造成的影响，但 它更接近于地层 的实际情况。 典型的室内研究设备 -长岩心CO2驱油物理模拟实验研究系统 中原油田勘探研究院建立。该装置由注入系统、岩心夹持器系统和采出系统组成，三个系统为独立的板块结构。岩心夹持器长2m，可旋转不同角度以模拟地层倾角 。实验装置最大工作压力为60MPa，最高工作温度为 150，控温精度为1。1008060402001008060402000 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 注入倍数/PV文188井岩心水气交替注入孔隙体积倍数与 原油采收率、含水率的关系原 油 驱 替 效 率 / %原 油 含 水 率 / %原油驱替效率原油含水率启示：室内试验可为现场实施提供必要的参数，并 有效指导施工，我局在进行大规模的现场实施前， 首先应完善相应的室内实验研究和分析系统，这是 成功气驱的保证。1、 油藏伤害及油藏保护措施2、 采油工艺室内试验3、 采油数值模拟技术4、 井下工具及注采管柱的优化设计5、 驱油及采出过程中的腐蚀机理及防腐工艺技术6、 结垢机理及预防结垢的工艺技术7、 防止粘性指进和防重力超覆工艺技术第三节 CO2驱采油数值模拟技术 1、组份模拟法复杂的相态和在组份上独立的相持性，对于预测驱替 效率要比粘性指进和面积扫油效率更为重要。2、黑油混相模拟法它们着手于计算实际的溶剂和油的物理混合，通过调 整某种经验混合参数来预测混合和混相驱的结果。3、混合混相及组份模型模拟法通过混合参数的方法控制流体的重力分异。 该地区位于美国德克萨斯州Hockley县的西南部 地区，从1994年开始，实施CO2驱油到现在该油田显示出非常好的效果。通过针对具有不同的渗透率 的网格实例，得出的无因次三次采油产量预测，可 得到以下结论：拟合准确的CO2驱油响应的关键因素是选择合适的非均质程度的网格体系，通过调整气体的相对渗 透率曲线，拟合的准确性可以进一步提高。Slanghter 地区数值模拟技术江苏FM油田F14断块CO2混相驱油数据模型研究 江苏FM油田F14断块为一断鼻构造，构造的两翼对称。油藏北界受断层控制，南界为一火山岩岩墙， 是一南倾北断的高渗透砂岩油藏。为了确立注气过程中的有关参数，用COMPIV全 组分数模软件模拟CO2驱混相和非混相驱油过程，进 行了CO2驱预测计算，目的是确立有关参数的敏感性程度。注入体积 HCPV换油率 提高采收率低部位注入0.25HCPV数模中低注入部位的敏感性在同样的油藏压 力和变化的注入量 下，提高采收率和 CO2驱换油率的乘 积由4.37升至63.34，之后略有下降。注入时油藏压力的敏感性油藏压力 (MPa)换油率 提高采收 率通过五个压力点 组成的驱油效果可 知，在低于MMP时，油藏压力极大 地影响驱油效果， 而在MMP以上时，基本无影响。21.8MPa组份模型进行的数值模拟计算是确定现场施工参数 的最有效途径，同时，也是增加项目抗风险能力的保 证。通过对累计注入量、注入压力、注入速度等的模拟 计算表明，影响F14断块CO2驱油效果的最主要因素为 累计注入体积和注入时的油藏压力。江苏FM油田F14断块CO2混相驱油数据模型研究 1、 油藏伤害及油藏保护措施2、 采油工艺室内试验3、 采油数值模拟技术4、 井下工具及注采管柱的优化设计5、 驱油及采出过程中的腐蚀机理及防腐工艺技术6、 结垢机理及预防结垢的工艺技术7、 防止粘性指进和防重力超覆工艺技术CO2驱管柱设计的依据注采井参数；储层和流体特性。CO2驱管柱设计应满足的要求管柱和井下工具的防腐要求；防止和尽可能地减少泄漏；每口井均应配装井下安全阀；要考虑多层分注和分采要求。第四节 CO2驱井下工具和注采管柱的优化设计 影响完井的因素对完井设计的影响储层和流体特性（深度、有效厚 度、井底压力、温度、渗透率、 原油比重、原油粘度、注入混合 气成份等）选择三次采油方式；设计井下工 具及附属工具；确定分层层数； 选择注入和生产方式；设计注入 井的控制回流工具 生产井和注入井的气-液比影响腐蚀的严重性，采取相应的 防腐措施套管尺寸、损坏情况和固井质量补管技术、维护技术、井下工具 、完井设计的适应性安全和法定完井技术要求附加的完井约束和完井措施偏心注入管柱1、张力封隔器2、偏心井下流量调节器3、张力封隔器4、偏心井下流量调节器5、张力封隔器6、井下流量调节器7、死堵这种完井管柱可分注多层。其特点 是：井下控制注入 量，调配注入量不 动管柱，能分层注 入和分层测试。注入井完井管柱-偏心注入管柱(推荐使用)1、油管2、水力平衡封隔器3、生产套管4、水力平衡封隔器双管注入管柱该完井管柱可分 注两层。其特点是 ：地面控制注入量 ，调配不动管柱。 但施工工艺复杂， 成本较高。注入井完井管柱-双管注入管柱1、衬管完井管柱2、油管接头3、油管4、平衡封隔器5、防腐合金钢或玻璃纤维油管6、皮碗封隔器7、衬管衬管完井管柱单管注入管柱1、油管2、井下回流阀3、油管接头4、井下关闭阀5、平衡封隔器6、生产油管其他注入井完井管柱矿场中易遇到的情况注水井转注CO2完井技术注水井转注CO2应首先检测固井质量、套管损坏情况和注入流体漏失等问题。多数注水井能通过二次完井达 到转注CO2的目的。修补老注水井进行二次完井比钻一 口新井能节约50%的费用。二次完井主要有三种方法：1、挤水泥进行套管修理二次完井；2、侧钻工艺进行套管修理二次完井；3、挤水泥加衬管二次完井。1、注入井二次完井2、衬管3、水泥固井4、树脂硬粒5、充填树脂硬粒的坑 二次完井后的情况 1、注入井2、85/8in表层套管3、51/2in或7in生产 套管4、41/2in衬管5、井筒损坏部分二次完井前的情况 美国新墨西哥州二氧化碳转注完井-挤水泥加衬管生产完井管柱1、外油管柱2、带槽油管柱3、密封插入器4、内油管柱5、生产回接套 管6、尾管回接套筒插入器7、生产尾管美国埃克森公司同心管完井管柱 该管柱尾管用水泥固结于完钻井深 处，缓蚀剂沿内外 油管环形空间注入 ，流经外油管挂上 的槽，到达井底， 随产出液从内油管 流出。 1、缓蚀剂2、注缓蚀剂管柱3、管柱搭接器4、单流凡尔5、套管6、射孔眼7、流 体8、气举阀9、“X”型短接10、水力封隔器11、生产油管12、接收器 平行管完井管柱 1、生产油管2、缓蚀剂注入管3、封隔器4、套管5、联顶短接6、尾管德国同心管完井管柱 生产完井管柱其他生产完井管柱1、井下安全阀2、增油阀3、并流管4、封隔器5、套管6、联顶短接7、尾管德国单管完井管柱1、控制管2、井下安全阀3、生产油管4、偏心注入阀5、永久封隔器6、套管7、尾管阿联酋带封隔器 的单管完井管柱 止回阀 可变孔板式阀 压差控制阀流速控制阀 CO2驱完井工具CO2驱常用的封隔器有张力封隔器、水力封隔器、平衡（补偿）封隔器、皮碗封隔器等 。这些基本都是水驱时常用的封隔器，只是 对它们的钢体和密封胶筒要求更严格了，要 求他们耐腐蚀性、耐油、耐温和密封性更好 ，对密封胶筒还要求其透气性更差。CO2驱常用的封隔器1、 油藏伤害及油藏保护措施2、 采油工艺室内试验3、 采油数值模拟技术4、 井下工具及注采管柱的优化设计5、 驱油及采出过程中的腐蚀机理及防腐工艺技术6、 结垢机理及预防结垢的工艺技术7、 防止粘性指进和防重力超覆工艺技术美国30多个油田的CO2的矿场试验表明：工艺上最 大的困难是CO2对井下管柱及工具的腐蚀。在相同浓度下，CO2溶液比完全解离的强酸更具腐 蚀性。CO2腐蚀产物在金属表面形成保护膜，但常有各种因素破坏保护膜，出现局部腐蚀，如，坑点腐蚀 、裂隙腐蚀、环状腐蚀及槽沟腐蚀等。CO2的腐蚀程度取决于多种参数：温度、压力、 CO2含量、湿度、水的pH值、水的组份、沉淀物和流动条件等。 第五节 CO2驱腐蚀机理及防腐工艺技术(驱油过程及采出过程) 1、PCO2 =3.0