開展二氧化碳驅(qū)油項(xiàng)目推進(jìn)溫室氣體減排中國(guó)碳捕集課件

1、 大慶油田二氧化碳驅(qū)油技術(shù)研究與實(shí)踐二O一六年四月大慶油田主體位于黑龍江省西部，其中長(zhǎng)垣主力油田油層厚度大、物性好，采用水驅(qū)、化學(xué)驅(qū)開發(fā)；長(zhǎng)垣外圍油田油層厚度薄、物性差，采用水驅(qū)開發(fā)。此外，還包括內(nèi)蒙古自治區(qū)的海拉爾油田及外蒙的塔木察格油田 新肇油田 海拉爾油田長(zhǎng)垣外圍大慶長(zhǎng)垣開展二氧化碳驅(qū)油項(xiàng)目，推進(jìn)溫室氣體減排大慶油田外圍特低滲油藏儲(chǔ)量一直是油田難舍的“雞肋”，有著數(shù)億噸的難采儲(chǔ)量。大慶外圍屬于低滲透油藏，開發(fā)難度大，被稱為“注不進(jìn)水、采不出油”。與其它驅(qū)油技術(shù)相比，二氧化碳驅(qū)具有適用范圍大、驅(qū)油成本低、采收率提高等顯著優(yōu)點(diǎn)，并且其特殊性質(zhì)能夠形成驅(qū)替，且對(duì)地層沒有污染，非常適合低滲透油藏

2、的開發(fā)。近些年來，針對(duì)外圍特低滲油藏水驅(qū)難動(dòng)用、動(dòng)用效果差和海拉爾強(qiáng)水敏儲(chǔ)層，在外圍油田相繼開展了二氧化碳驅(qū)試驗(yàn)。據(jù)測(cè)算，對(duì)于“三低”油田來說，二氧化碳驅(qū)可在水驅(qū)基礎(chǔ)上提高采收率10個(gè)百分點(diǎn)左右，是改善開發(fā)效果、保障原油穩(wěn)產(chǎn)的現(xiàn)實(shí)途徑。也是二氧化碳捕集、埋存與提高采收率的示范工程，有利于推進(jìn)溫室氣體減排。大慶油田二氧化碳驅(qū)年注入二氧化碳量約20萬噸，并且2014年二氧化碳驅(qū)年生產(chǎn)原油2.5萬噸，2015年規(guī)劃產(chǎn)量為7.7萬噸。大慶油田專門成立了二氧化碳驅(qū)項(xiàng)目經(jīng)理部，加速二氧化碳驅(qū)工業(yè)化推廣進(jìn)程。據(jù)了解，目前，大慶油田二氧化碳驅(qū)主要分布在五處：榆樹林油田樹101區(qū)塊和海拉爾油田貝14區(qū)塊兩個(gè)工業(yè)

3、化試驗(yàn)區(qū)塊、采油八廠芳48擴(kuò)大性試驗(yàn)區(qū)塊、采油十廠源121-3先導(dǎo)性試驗(yàn)區(qū)塊，以及正在進(jìn)入方案設(shè)計(jì)階段的采油七廠的一個(gè)井組。目前已建成注氣井54口，油井95口。榆樹林油田成功實(shí)現(xiàn)超前注氣，目前已投產(chǎn)注氣井21口。其中，樹101擴(kuò)邊區(qū)采取集中注氣方式投產(chǎn)注氣井11口，正常注氣9口，平均單井注入壓力18.7兆帕、日注12噸，已累積注氣8311噸；樹151區(qū)塊采取活動(dòng)注氣方式投注新井10口。在近混相驅(qū)的榆樹林油田，實(shí)現(xiàn)難采儲(chǔ)層的有效動(dòng)用，預(yù)測(cè)采收率21%，比水驅(qū)提高9個(gè)百分點(diǎn)?；煜囹?qū)的海拉爾油田，改善強(qiáng)水敏儲(chǔ)層的開發(fā)效果，預(yù)測(cè)采收率28%，比水驅(qū)提高10個(gè)百分點(diǎn)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和測(cè)算，在二氧化碳驅(qū)累積

4、注氣量30萬噸，預(yù)測(cè)二氧化碳埋存量可達(dá)28萬噸，剩余二氧化碳反出量經(jīng)提取密閉循環(huán)后，重新注入地下油層驅(qū)油，最終可使注入的二氧化碳在地下全部埋存。項(xiàng)目實(shí)施后，預(yù)計(jì)二氧化碳驅(qū)油每年密閉注入地下二氧化碳30萬噸，年產(chǎn)油量可達(dá)6萬噸左右，可為油田原油生產(chǎn)和溫室氣體減排做出一定貢獻(xiàn)。發(fā)展二氧化碳驅(qū)的關(guān)鍵之一是氣源。大慶油田二氧化碳項(xiàng)目經(jīng)理部副經(jīng)理龐志慶介紹說，大慶油田二氧化碳驅(qū)的氣源，一部分需要外購(gòu)，通過汽車運(yùn)輸；一部分二氧化碳從徐深氣田天然氣中分離出來，通過管線輸送。針對(duì)徐深氣田多個(gè)區(qū)塊產(chǎn)氣中含碳量較高的實(shí)際，大慶油田建設(shè)了徐深九天然氣凈化廠，并于2013年10月竣工。這是大慶油田首套以醇胺法脫除天然

5、氣中二氧化碳為主工藝的天然氣凈化處理裝置，天然氣日處理能力達(dá)200萬立方米，每日可完成18萬立方米的二氧化碳尾氣回收處理量。2015年1月，大慶油田天然氣分公司對(duì)這個(gè)凈化裝置進(jìn)行了提壓、增量考核。這個(gè)裝置各項(xiàng)考核指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，原料氣處理量大幅增加。目前，大慶油田徐深九天然氣凈化廠將每天處理的約300立方米液態(tài)二氧化碳，提供給大慶榆樹林油田用于二氧化碳驅(qū)油。技術(shù)人員介紹說，深層天然氣中二氧化碳含量為16%左右，隨著大慶油田深層氣加快上產(chǎn)，今年徐深氣田氣井氣日產(chǎn)量也有所攀升，分離出來的二氧化碳產(chǎn)量也會(huì)相應(yīng)增加，這為大慶油田二氧化碳驅(qū)規(guī)模不斷擴(kuò)大奠定了氣源基礎(chǔ)。 以油田自產(chǎn)天然氣中副產(chǎn)CO2為

6、氣源，建立碳捕集、注入和回收回注全流程密閉，實(shí)現(xiàn)“驅(qū)油”經(jīng)濟(jì)效益與“減排”社會(huì)效益雙贏天然氣藏開發(fā)及CO2-EOR與埋存示意圖 自2003年以來，針對(duì)特低滲油藏的三種對(duì)象開展了4個(gè)CO2驅(qū)油現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，探索該類油藏有效開發(fā)的新途徑大慶油田注CO2試驗(yàn)情況表 水驅(qū)難以動(dòng)用的油層，注氣建立有效驅(qū)動(dòng)體系 水驅(qū)動(dòng)用效果差的油層，注氣改善開發(fā)效果 水敏性強(qiáng)的油層，改變驅(qū)替方式區(qū)塊名稱樹101芳48樹16貝14注氣時(shí)間(年)2007200320112011滲透率(mD)1.061.260.81.2注采井?dāng)?shù)（口）35/8715/3033/5029/101原始地層壓力(MPa)2220.222.617.6混相壓

7、力(MPa)32.241.231.916.6水敏程度中水敏中水敏中水敏強(qiáng)水敏混相特征近混相非混相近混相混相水驅(qū)動(dòng)用狀況水驅(qū)難以動(dòng)用水驅(qū)難以動(dòng)用水驅(qū)效果差注水困難注氣目的建立驅(qū)動(dòng)體系建立驅(qū)動(dòng)體系改善開發(fā)效果改變驅(qū)替方式一、二氧化碳驅(qū)研究背景二、二氧化碳驅(qū)礦場(chǎng)試驗(yàn)效果三、主要技術(shù)成果四、存在的主要問題及下步攻關(guān)思路匯報(bào)提綱一）長(zhǎng)垣外圍扶楊油層發(fā)育差，水驅(qū)難以有效動(dòng)用 滲透率低，流度低，屬特低滲透儲(chǔ)層水驅(qū)開發(fā)效果較差 水驅(qū)壓裂投產(chǎn)初期單井日產(chǎn)油1.5t，目前0.7t，采油速度低于0.46%（二）海拉爾油田興安嶺油層水敏性強(qiáng)，水驅(qū)開發(fā)效果差 強(qiáng)水敏的海拉爾油田注水狀況差，采油速度低、遞減率高，2013

8、年底（加密前）單井日產(chǎn)油1.5t一、二氧化碳驅(qū)研究背景二、二氧化碳驅(qū)礦場(chǎng)試驗(yàn)效果三、主要技術(shù)成果四、存在的主要問題及下步攻關(guān)思路匯報(bào)提綱 在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，2007年開始優(yōu)選長(zhǎng)垣外圍樹101區(qū)塊、海拉爾貝14區(qū)塊開展CO2驅(qū)先導(dǎo)性礦場(chǎng)試驗(yàn)，2014年進(jìn)入工業(yè)化礦場(chǎng)試驗(yàn)階段 新肇油田 海拉爾油田大慶長(zhǎng)垣長(zhǎng)垣外圍貝14樹101（一）非混相驅(qū)的樹101試驗(yàn)區(qū)見到較好效果室內(nèi)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)：細(xì)管實(shí)驗(yàn)表明，樹101區(qū)塊扶楊油層為非混相驅(qū)；CO2注入能力明顯強(qiáng)于水驅(qū)，CO2驅(qū)啟動(dòng)壓力梯度是水驅(qū)的37%；注CO2后地層原油膨脹能力較強(qiáng)，膨脹系數(shù)可達(dá)1.7以上油井不壓裂投產(chǎn)，初期單井日產(chǎn)油2.9噸，與壓裂投產(chǎn)

9、樹16水驅(qū)區(qū)塊相當(dāng)。通過分類精細(xì)管理，采油速度連續(xù)三年保持在1%以上采取超前注氣6個(gè)月，油層吸氣能力較強(qiáng)，地層壓力保持水平達(dá)130%，有效厚度吸氣比例在84.6%以上，明顯高于同類注水區(qū)塊 預(yù)測(cè)采收率比水驅(qū)提高9個(gè)百分點(diǎn)（二）混相驅(qū)的貝14試驗(yàn)區(qū)產(chǎn)量保持上升勢(shì)頭 室內(nèi)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)：細(xì)管實(shí)驗(yàn)表明，貝14區(qū)塊興安嶺油層為混相驅(qū)；注CO2后地層原油膨脹能力較強(qiáng)，膨脹系數(shù)可達(dá)1.7，原油粘度可降低40% 注采能力大幅提升 吸氣能力保持在吸水能力的3倍以上 受效后日產(chǎn)油由1.2t上升到2t以上，并表現(xiàn)出穩(wěn)中有升的趨勢(shì) 儲(chǔ)層動(dòng)用狀況變好 地層壓力逐步回升（三）工業(yè)化試驗(yàn)效果初顯 為加快CO2驅(qū)技術(shù)攻關(guān)，201

10、4年開展兩個(gè)工業(yè)化礦場(chǎng)試驗(yàn)。設(shè)計(jì)注采井342口，最高年注氣39.7萬噸，最高年產(chǎn)油15.1萬噸樹16試驗(yàn)區(qū)注入能力明顯提高，產(chǎn)量大幅上升一、二氧化碳驅(qū)研究背景二、二氧化碳驅(qū)礦場(chǎng)試驗(yàn)效果三、主要技術(shù)成果四、存在的主要問題及下步攻關(guān)思路匯報(bào)提綱 在中國(guó)石油重大開發(fā)試驗(yàn)支持下，經(jīng)過10多年的研究與試驗(yàn)，基本形成了特低滲透油藏CO2驅(qū)油藏、注采及地面工程三大技術(shù)系列，基本實(shí)踐了CCS-EOR全過程CO2驅(qū)油藏工程技術(shù)系列CO2驅(qū)注采工程技術(shù)系列CO2驅(qū)地面工程技術(shù)系列CO2驅(qū)開發(fā)設(shè)計(jì)技術(shù)CO2驅(qū)開發(fā)調(diào)整技術(shù)CO2驅(qū)注采工藝技術(shù)CO2驅(qū)封竄技術(shù)CO2驅(qū)注采井腐蝕防護(hù)技術(shù)CO2管道輸送及注入工藝技術(shù)CO2

11、驅(qū)采出流體集輸及處理技術(shù) 建成了室內(nèi)實(shí)驗(yàn)設(shè)備30余臺(tái)/套，具備較強(qiáng)測(cè)試與研發(fā)能力，初步形成了CO2驅(qū)油配套標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)范（一）形成了CO2驅(qū)開發(fā)設(shè)計(jì)技術(shù) 綜合儲(chǔ)層地震預(yù)測(cè)、室內(nèi)物模實(shí)驗(yàn)、三維地質(zhì)建模和數(shù)值模擬成果，以提高單井產(chǎn)量和采收率、有效控制氣竄為目標(biāo)，優(yōu)化設(shè)計(jì)了CO2驅(qū)井網(wǎng)和注采參數(shù) 在不同注氣階段，針對(duì)不同類型井組進(jìn)行精細(xì)調(diào)整，確保試驗(yàn)效果。油井見氣后，根據(jù)井組氣油比、注采比等指標(biāo)，對(duì)注氣井實(shí)施周期注氣；對(duì)采油井實(shí)施分類管理，提高流壓。隨著氣油比的進(jìn)一步升高，研究了水氣交替、周期注采、化學(xué)調(diào)剖等控竄封竄技術(shù)（二） 初步形成了CO2驅(qū)開發(fā)調(diào)整技術(shù)（三）初步形成了CO2驅(qū)注采工藝技術(shù) 研發(fā)

12、了CO2籠統(tǒng)、分層注入工藝，可實(shí)現(xiàn)籠統(tǒng)注入和2-3層分層注入；研發(fā)了CO2驅(qū)高效舉升工藝，井下氣液高效分離，可滿足高氣油比舉升 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)9口井，前期完成的7口試驗(yàn)井已見到了明顯的增油降氣效果。平均氣油比由471m3/t下降到99m3/t，連通油井平均增油716t，平均有效期大于14個(gè)月措施取得較好控氣竄效果，措施后產(chǎn)量上升，氣油比明顯下降（四）探索了CO2驅(qū)封針對(duì)不同的氣竄類型研發(fā)了四套封竄配方體系竄技術(shù)（五）探索了CO2驅(qū)注采井腐蝕防護(hù)技術(shù) 研制了新型緩蝕劑配方，優(yōu)化了使用濃度，緩蝕率在98%以上，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用65口井取得了較好的防護(hù)效果（六）形成了CO2驅(qū)配套地面工藝技術(shù) 以全流程密閉生產(chǎn)為目

13、標(biāo)，攻關(guān)形成了CO2管道輸送、CO2液相注入、采出流體及處理技術(shù)注氣井注氣井注氣閥組喂液泵注氣泵油井油井CO2液生產(chǎn)分離器計(jì)量分離器摻水分配閥集油閥組集油摻水閥組氣液相熱水原油外輸油氣集輸系統(tǒng)接轉(zhuǎn)站油井注氣閥組油井油井注入站計(jì)量分離器天然氣凈化廠站外管網(wǎng)摻水閥組集油閥組集油摻水閥組氣液相熱水含水油外輸轉(zhuǎn)油站脫水氣井氣集氣站天然氣集氣系統(tǒng)CO2液液化儲(chǔ)存液化系統(tǒng)CO2液液化提純液化站分子篩脫水預(yù)處理不凝氣回收氣液預(yù)分離加熱、分離、沉降、緩沖副產(chǎn)CO2氣管輸液相已建系統(tǒng)計(jì)量間氣相液相油井天然氣外輸注氣井注氣井注氣井注氣井注水泵注水閥組外站來低壓水液相回收回注系統(tǒng)氣相液相氣相擬建系統(tǒng)CO2儲(chǔ)罐CO2

14、儲(chǔ)罐壓縮機(jī)一、二氧化碳驅(qū)研究背景二、二氧化碳驅(qū)礦場(chǎng)試驗(yàn)效果三、主要技術(shù)成果四、存在的主要問題及下步攻關(guān)思路匯報(bào)提綱（一）存在的主要問題 一是大慶外圍油田最小混相壓力普遍較高，需研究提高混相程度的方法。目前已開展外圍扶楊油層細(xì)管實(shí)驗(yàn)13口井，平均MMP為35.7MPa 二是氣源是制約規(guī)模化應(yīng)用的主要瓶頸，需要探索規(guī)模化開發(fā)的氣源保障方式CO2氣源捕集方式研究CO2輸送方式研究一體化開采模式研究CCUS政策研究完善油田內(nèi)部化工企業(yè)CO2捕集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)化工廠CO2零排放；開展熱電廠CO2捕集研究，探索建立電廠CO2捕集示范工程開展超臨界CO2管道輸送基礎(chǔ)研究、大慶油田超臨界CO2輸送管道整體布局研究建立氣源捕集地至現(xiàn)場(chǎng)調(diào)壓注入全過程的區(qū)塊開發(fā)模式；利用管輸氣源為驅(qū)動(dòng)載體，逐步完善推廣氣舉采油與國(guó)際溫室氣體減排檢測(cè)評(píng)價(jià)咨詢機(jī)構(gòu)進(jìn)行對(duì)標(biāo)，逐步建立大慶油田的CCUS規(guī)范體系 三是常規(guī)采油、地面工藝成本高，需要探索經(jīng)濟(jì)高效的工藝技術(shù) 大慶油田CO2驅(qū)應(yīng)用對(duì)象為特低滲透油藏，油層發(fā)育差，單井產(chǎn)量低，應(yīng)用現(xiàn)有工藝技術(shù)，地面工藝投資高，作業(yè)維護(hù)、措施及防腐成本高，需要研究適應(yīng)特低滲、低產(chǎn)油田的低成本CO2驅(qū)技術(shù)圍繞“保混相、控氣竄、