胜利油田低渗透油藏CO2驱提高采收率技术及应用宋-副本.ppt

胜利油田低渗透油藏 CO2驱提高采收率技术及应用,胜利油田勘探开发研究院,二零一五年 十一月,汇 报 提 纲,二、二氧化碳驱提高采收率技术,三、矿场试验进展及效果分析,一、概 况,胜利油田低渗透油藏已探明地质储量11.6亿吨（动用7.6亿），其中特低渗透油藏3.45亿吨，占40.0%，是下一步提高采收率的重要阵地。,特低渗透油藏占比例 %,（一）技术研发背景,弹性开发采收率低(8%左右)、注水难度大（注入压力30MPa）。,面临的困难：特低渗透油藏没有好的能量补充方式,（一）技术研发背景,超临界CO2是优越的驱油剂，可大幅度提高特低渗透油藏采收率。,压力（兆帕）,（一）技术研发背景,（一）技术研发背景,CO2-EOR是我国现阶段规模化CO2利用封存有效途径,二氧化碳驱油利用特点,提高采收率幅度大,同步实现封存,利用潜力大,已开展多项实践,国外：100多项，40年 国内：开展多个先导试验,胜利油区可实施CO2的低渗资源4.19亿吨。,在EOR过程中，40-60CO2封存于地下,CO2驱油技术能够有效提高采收率7-20,注入能力好,相同条件下，CO2注入压力远低于注水压力（1/2左右）,（二）国内外CO2驱应用情况,1、国外CO2驱应用情况,2、国内CO2驱应用情况,（二）国内外CO2驱应用情况,3、胜利油田注CO2提高采收率技术,（二）国内外CO2驱应用情况,基础研究,建立CO2驱室内系统评价方法 形成了CO2驱提高采收率油藏工程方案优化设计技术 明晰了影响CO2驱开发效果的主控因素,机理研究,适应性评价标准,注采工艺,先导试验,捕集工艺,大规模应用,CO2与原油相互作用机理(产出气回注对驱油效果影响) CO2与储层相互作用机理,建立了CO2驱提高采收率油藏适应性评价标准，评价了资源潜力,CO2驱免压井安全注气管柱及多功能采油管柱 CO2腐蚀控制技术 CO2驱气窜控制技术,地面工程,齐鲁石化首站高青末站管道及液化提纯 高89地区CO2驱注入及采出液地面处理技术 CO2驱产出气回收工艺,发明了回收低分压CO2的复合胺溶剂 开发了热泵式低能耗CO2捕集工艺,推进高89-1块CO2驱先导试验,编制高89-樊142地区特低渗透油藏CO2驱工业试验方案,一、概 况,汇 报 提 纲,二、二氧化碳驱提高采收率技术,三、矿场试验进展及效果分析,一、概 况,二、二氧化碳驱提高采收率技术,（二） 明晰CO2与原油混相机理及与储层相互作用机理,（四） 研制了CO2驱免压井安全注气管柱及多功能采油管柱,（五） 探索了CO2驱气窜控制技术,（一） 建立了CO2驱提高采收率油藏适应性评价标准,（三）形成CO2驱提高采收率油藏工程优化设计技术,（一）驱油与封存选址技术,1、影响驱油与封存效果的主控因素研究,利用室内物理模拟、数值模拟和数理统计方法，研究了CO2驱效果影响因素，其中混相能力与油藏渗透率是主要影响因素。,2、混相能力与驱油效率的关系,（一）建立了CO2驱提高采收率油藏适应性评价标准,通过CO2驱油实验，建立了启动压力与储层渗透率的关系，CO2驱渗透率下限为0.5mD。,3、CO2注入能力评价渗透率下限确定,（一）建立了CO2驱提高采收率油藏适应性评价标准,CO2驱提高采收率油藏适应性评价标准表（Q/SDY 1200-2012）,实现了CO2驱油藏适应性的多因素定量评价。,（一）建立了CO2驱提高采收率油藏适应性评价标准,（二）明晰CO2与原油混相机理及与储层相互作用机理,长岩心物理模拟流程,长细管混相仪,油气相态分析仪和有机质沉淀测试系统,建成功能齐全的CO2驱实验室，总资产2000多万元。,气驱非均质长岩心物理模拟流程：技术指标及功能达世界领先水平,温度：180C； 压力：70MPa； 双岩心夹持器： 3.8（2.5）200cm； 模拟地层倾角：090,技术指标,主要功能,注气参数优化； 注气对储层物性影响； 非均质性对气驱影响； 抑制气窜及流度控制方法优化； 地层倾角对气驱的影响； 采出气组分在线分析。,价格为同类进口产品的1/2,非均质长岩心物理模拟流程,技术指标,主要功能,（二）明晰CO2与原油混相机理及与储层相互作用机理,1、CO2与原油相互作用机理,CO2与地层油相特性实验表明：CO2具有膨胀降粘、降低界面张力、改善流度比和强烈的抽提作用，是一种高效驱油剂。,（二）明晰CO2与原油混相机理及与储层相互作用机理,高89-1块CO2与原油混相压力为28.94MPa。,模型参数,不同压力下细管驱油效率与注入倍数的关系曲线,驱替压力与驱油效率关系曲线,（二）明晰CO2与原油混相机理及与储层相互作用机理,1、CO2与原油相互作用机理,CO2沥青质伤害评价,（二）明晰CO2与原油混相机理及与储层相互作用机理,1、CO2与原油相互作用机理,3、CO2与储层的作用机理,CO2溶于水形成碳酸水，溶解储层的灰质，改善储层渗透率。,储层颗粒的脱落运移，堵塞地层，降低储层渗透率。,（溶解灰质，孔隙度变大，渗透率变大),（脱落颗粒堵塞孔喉，渗透率变小),（二）明晰CO2与原油混相机理及与储层相互作用机理,（二）明晰CO2与原油混相机理及与储层相互作用机理,3、CO2与储层的作用机理,（三）形成CO2驱提高采收率油藏工程优化设计技术,精细三维地质建模,室内试验,地层模型,构造模型,储层模型,油藏模型,流体相态模型,动态模型,历史拟合（Eclipse）,CO2驱油藏方案优化设计,井距 优化,最优CO2驱油藏工程方案,长岩心驱替,混相压力测定,相特性实验,井网 优化,压力保 持水平,注气速 度优化,注气量 优化,注入 方式,制定了CO2驱提高采收率油藏工程方案优化设计流程,1、精细地质研究,（三）形成CO2驱提高采收率油藏工程优化设计技术,形成以“频谱成像预测储层、裂缝识别与表征、CO2驱流动单元精细划分”技术为核心的精细油藏描述技术。,（三）驱油与封存精细地质研究,1、精细地质研究,按照“主力油层以单砂体为单元，非主力油层以小层为单元”的原则。,精细地质建模流程,21小层1砂体渗透率图,21小层1砂体孔隙度图,模型规模：5613057 步长:30m30m.5m 总节点数：41,4960,（三）形成CO2驱提高采收率油藏工程优化设计技术,1、精细地质研究,2、建立流体相态模型,（三）形成CO2驱提高采收率油藏工程优化设计技术,通过回归计算确定了状态方程的184个参数,（三）形成CO2驱提高采收率油藏工程优化设计技术,2、建立流体相态模型,通过拟合实验结果，回归计算确定了状态方程的参数,3、注采参数优化,（三）形成CO2驱提高采收率油藏工程优化设计技术,高89-1块CO2驱优化设计表,3、注采参数优化,（三）形成CO2驱提高采收率油藏工程优化设计技术,3、注采参数优化,（三）形成CO2驱提高采收率油藏工程优化设计技术,3、注采参数优化,（三）形成CO2驱提高采收率油藏工程优化设计技术,3、注采参数优化,（三）形成CO2驱提高采收率油藏工程优化设计技术,3、注采参数优化,（三）形成CO2驱提高采收率油藏工程优化设计技术,3、注采参数优化,（三）形成CO2驱提高采收率油藏工程优化设计技术,3、注采参数优化,（三）形成CO2驱提高采收率油藏工程优化设计技术,（1）一套层系开发 （2）五点井网，井距：350m （3）地层压力保持水平：30MPa （4）注气速度：20t/d （5）注入CO2量：0.33PV （6）工作量：部署总井数24口（油井14口、注气井10口） （7）采收率：33% （8）换油率：0.38t/tCO2 （9）CO2回采率：48%,高89-1块CO2先导试验井位部署图,高89-1块CO2驱提高采收率方案主要技术指标。,主要技术指标,（三）形成CO2驱提高采收率油藏工程优化设计技术,（三）形成CO2驱提高采收率油藏工程优化设计技术,（四）研制了CO2驱免压井安全注气管柱及多功能采油管柱,1、发明了安全注气管柱（发明专利201210021168.1）,安全注气管柱,主要工具及功能： Y445J封隔器：实现油套封隔，阻止气体从油套环空上窜。 多功能注气阀：封隔器坐封、注气、防止注入气体回吐。 滑套：替套管保护液、洗井压井。,功能特点： 停注时防返吐，注气安全； 可循环压井，保护油层； 后期检管可免压井安全作业； 反替环空保护液，预防腐蚀。,技术参数： 适应井深3500m 适用井径：121-125mm 耐温150 工作压力30MPa,（四）研制了CO2驱免压井安全注气管柱及多功能采油管柱,2、研制了高气油比采油管柱,高气油比采油管柱,技术参数： 适应井深3500m 适用井径：121-125mm 耐温150 工作压力30MPa,功能特点： 高气油比深抽 油层保护与安全作业 腐蚀监测 实时测压,（五） 探索了CO2驱气窜控制技术,注气后日产油变化呈三段式：能量补充产量逐渐增加阶段、增油量稳定阶段、气体突破产量递减阶段。,（五） 探索了CO2驱气窜控制技术,基于CO2产出量的规模和优势流动通道，制定相应的气窜控制技术。,开发了SG凝胶封窜体系、水溶性泡沫封窜体系和油溶性封窜体系，室内封窜实验表明，研发的泡沫封窜体系封堵率80%，SG型凝胶封窜体系封堵率达98%，油溶性封窜体系封堵率80%。,（五） 探索了CO2驱气窜控制技术,汇 报 提 纲,二、二氧化碳驱提高采收率技术,三、矿场试验进展及效果分析,一、概 况,1、矿场实施区块概况,(1)地理位置及区域构造,先导试验区（高89-1块）位于山东省高青县,正理庄油田北部，高89地区的中部，构造位置属于金家正理庄樊家鼻状构造带中部。,1、矿场实施区块概况,地层特征,高89-樊142地区地层层序表,岩性组合为灰色、浅灰色泥岩夹薄层砂岩。,主要含油层系为沙四上纯下亚段，埋深2700-3200m，地层厚度约120-170m。,(2)先导试验区地质特征,1、矿场实施区块概况,储层特征,高89-1块沙四段属于低孔、特低渗储层,高89-1块取芯井油层物性数据表,基于取芯资料，结合生产动态资料，进行了16口测井二次解释。,(2)先导试验区地质特征,2、方案实施情况,原油粘度：1.59mPas；混相压力：28.9MPa；开始注气时地层压力24.5MPa，预计采收率可达到26.1%。,（1）一套层系开发 （2）五点井网，井距：350m （3）地层压力保持水平：30MPa （4）注气速度：20t/d （5）注入CO2量：0.33PV （6）工作量：部署总井数24口（油井14口、注气井10口）,高89-1块CO2先导试验井位部署图,方案设计,油藏深度：3000 m 含油面积: 2.6 km2 地质储量: 170104t 空气渗透率：4.7mD,2008年1月开始注CO2，截至2015年5月，共有生产井15口，注入井11口，累注CO2 22.4万吨，试验区采出程度13.3%，中心井区采出程度16%。,高89-1块CO2驱先导试验方案部署图,注入井： 区块日注：77 t 单井日注：25.5 t/d 平均注入压力：10.3 MPa,生产井： 试验区日油：33.8 t/d 单井日油：1-4.4 t/d 试验区平均日油：2.2 t/d 中心区平均日油：2.5 t/d,2、方案实施情况,3、取得的主要认识,高89-17井基本参数表,（1）CO2具有较好注入能力,3、取得的主要认识,（1）CO2具有较好注入能力,启动压力14.5MPa 吸气指数6.6t/d.MPa。,注水启动压力22.71MPa 吸水指数为3.3m3/