CO2驅(qū)油后期氣竄機(jī)理及解決方法解讀課件

二氧化碳驅(qū)油氣竄的研究小組成員（長(zhǎng)江大學(xué)）馬文黃家根李廣興高李陽(yáng)二氧化碳驅(qū)油氣竄的研究小組成員（長(zhǎng)江大學(xué)）提高石油采收率的方法很多：

熱力采油注高壓蒸汽火燒油層化學(xué)驅(qū)油聚合物驅(qū)活性劑驅(qū)堿性驅(qū)混相驅(qū)油液化氣驅(qū)富氣驅(qū)高壓干氣驅(qū)CO2驅(qū)CO2驅(qū)油是一項(xiàng)成熟的采油技術(shù)。CO2驅(qū)油機(jī)理（1）降粘作用（2）提高滲透率作用（3）改善原油與水的流度比（4）膨脹作用(儲(chǔ)存能量)（5）混相效應(yīng)（6）分子擴(kuò)散作用（7）降低界面張力（8）溶解氣驅(qū)作用提高石油采收率的方法很多：

熱力采油CO2驅(qū)油是一項(xiàng)成熟的采待解決問(wèn)題1.腐蝕作用（如何減緩腐蝕？）2.最小混相壓力較高3.竄流嚴(yán)重1.CO2在注入油層的過(guò)程中，與水反應(yīng)生成的碳酸，對(duì)設(shè)備、管線、井筒有較強(qiáng)的腐蝕性，而且腐蝕產(chǎn)物被注入流體帶入地層會(huì)堵塞儲(chǔ)層孔隙。如何加強(qiáng)對(duì)注入油層過(guò)程進(jìn)行CO2性能分析、油藏性質(zhì)的分析以及防腐材料、涂層的研究，是解決腐蝕問(wèn)題的關(guān)鍵。2.CO2與原油的最小混相壓力不僅取決于油藏的溫度和CO2的純度，而且也取決于原油組分。因此，加強(qiáng)含雜質(zhì)的CO2及可改變?cè)徒M分物質(zhì)的性能分析，是解決混相壓力的關(guān)鍵。

3.在驅(qū)油過(guò)程中，由于CO2黏度低及油層的非均質(zhì)性，易出現(xiàn)黏性指進(jìn)及竄流，造成不利的流度比，致使CO2過(guò)早突破含油帶，影響驅(qū)油效率。加強(qiáng)油藏地質(zhì)結(jié)構(gòu)、滲透率、油藏縱向非均質(zhì)性、油藏流體飽和程度和油藏流體性質(zhì)的性能分析研究，是解決CO2竄流問(wèn)題的關(guān)鍵。待解決問(wèn)題1.腐蝕作用（如何減緩腐蝕？）1.C

室內(nèi)實(shí)驗(yàn)得到的CO2混相驅(qū)油效率往往可達(dá)90%以上，但現(xiàn)場(chǎng)卻難以達(dá)到室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的驅(qū)油效果。

限制采收率提高的主要原因是黏性指進(jìn)、重力超覆和油層的非均質(zhì)性等因素對(duì)注入CO2波及效率的影響。

針對(duì)注CO2驅(qū)開發(fā)后期油藏氣竄現(xiàn)象逐漸加重、開發(fā)矛盾不斷加劇等問(wèn)題，從開發(fā)層系、注采結(jié)構(gòu)、注入方式以及注入剖面4個(gè)方面開展了改善CO2驅(qū)開發(fā)效果的研究，并提出了細(xì)分層系、高部位注氣、水氣交替注入、聚合物調(diào)剖及CO2+

泡沫驅(qū)防氣竄等技術(shù)對(duì)策。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)得到的CO2混相驅(qū)油效率往1.氣竄機(jī)理（1）氣驅(qū)粘性指進(jìn)（2）地層非均質(zhì)特性1.1氣驅(qū)粘性指進(jìn)由于指進(jìn)主要是由于驅(qū)替相的視粘度遠(yuǎn)低于被驅(qū)替相視粘度而導(dǎo)致的，所以指進(jìn)通常又被稱為粘性指進(jìn)。C02的粘度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于地層水和地層原油，不利的流度比將導(dǎo)致粘性指進(jìn)，而粘性指進(jìn)又將導(dǎo)致驅(qū)替前緣不穩(wěn)定，降低驅(qū)油在儲(chǔ)層中的波及效率。因此，c02驅(qū)過(guò)程中必然存在著嚴(yán)重的粘性指進(jìn)現(xiàn)象如果控制的不得當(dāng)，即使在均質(zhì)地層中，也會(huì)引發(fā)氣體突進(jìn)，而導(dǎo)致波及效率降低。粘性指進(jìn)使注入的C02繞過(guò)被驅(qū)替的油而竄流，現(xiàn)場(chǎng)上表現(xiàn)為某些井過(guò)早地氣竄，引起產(chǎn)液量下降，氣油比急劇上升(氣中絕大部分是C02)等現(xiàn)象，驅(qū)替流體之間的粘度差是產(chǎn)生粘性指進(jìn)現(xiàn)象的內(nèi)在因素。

1.2非均質(zhì)(裂縫)油藏中氣竄在層狀非均質(zhì)地層中，氣驅(qū)油產(chǎn)生的舌進(jìn)和粘性指進(jìn)比水驅(qū)油嚴(yán)重得多，舌進(jìn)是油水前緣沿高滲透層凸進(jìn)的現(xiàn)象。儲(chǔ)層的垂向非均質(zhì)性是導(dǎo)致舌進(jìn)現(xiàn)象的主要原因。在非均質(zhì)儲(chǔ)層中，嚴(yán)重的舌進(jìn)將大幅度降低垂向波及效率。改善儲(chǔ)層的非均質(zhì)性可以抑制舌進(jìn)，調(diào)整驅(qū)油劑的視粘度，也可以在一定程度上控制舌進(jìn)，提高宏觀波及效率。1.氣竄機(jī)理（1）氣驅(qū)粘性指進(jìn)（2）地層非均質(zhì)特性1.1氣驅(qū)2.封竄機(jī)理2.1水氣交替技術(shù)2.2稠化泡沫和CO2增稠封竄技術(shù)2.3凝膠2.4化學(xué)反應(yīng)沉淀和鹽沉淀處理2.封竄機(jī)理2.1水氣交替技術(shù)

向油層中交替注入水氣段塞，由于氣泡在孔喉之間的賈敏效應(yīng)使注入水的滲流阻力增大，降低了水的相對(duì)滲透率和流度，從而改善水油流度比，使部分水波及到滲透率較差的區(qū)層中，擴(kuò)大水的波及效率。

水的存在會(huì)阻礙混相的形成，但是由于水的粘度較高，在驅(qū)油前期，水優(yōu)先進(jìn)入高滲層形成屏蔽，迫使氣體轉(zhuǎn)入低滲層，提高了氣體的驅(qū)掃效率以及低滲層的采收率。

2.1水氣交替技術(shù)

水氣交替注入后，由于水氣的流度差異，流體的分布增加了兩種形態(tài)：油水混合流動(dòng)帶、油氣流動(dòng)帶。水氣交替開采過(guò)程中，油氣流動(dòng)帶不斷向下移動(dòng)，從而擴(kuò)大了油氣流動(dòng)帶。同時(shí)油水流動(dòng)帶不斷向上擴(kuò)展，油氣水混合流動(dòng)帶也在不斷擴(kuò)大，只有純油帶不斷縮小。這兩種形態(tài)的出現(xiàn)，擴(kuò)大了其波及體積。向油層中交替注入水氣段塞，由于氣泡2.2稠化泡沫和CO2增稠封竄技術(shù)稠化泡沫的原理就是通過(guò)在C02中加入表活劑和聚合物，使其在注入過(guò)程中具有泡沫的流度，通過(guò)延緩成膠時(shí)間，在油藏深部裂縫介質(zhì)或者竄流通道中形成凝膠，因此這種體系具有泡沫與凝膠的雙重作用，加入的聚合物可以使泡沫具有很好的穩(wěn)定性和良好的注入能力并且稠化泡沫可以有效地抵抗地層流體的驅(qū)動(dòng)，從而有效地防止臨界狀態(tài)下C02的指進(jìn)。

增稠后的C02可以有效地控制c02氣竄。C02增稠的方法：其一是在C02氣體中加入高分子量的聚合物，但由于高分子量聚合物在C02中不能(或少量)溶解，還需要加入少量的助溶劑。其二是在C02中加入一種分子量相對(duì)較低的聚合物，這種聚合物可以通過(guò)締合、氫鍵或膠束的形式而形成一種具有增稠作用的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。由于這類聚合物含有極性基團(tuán)，二氧化碳在其中的溶解度很低，必須加入大量的助溶劑。2.2稠化泡沫和CO2增稠封竄技術(shù)2.3凝膠

低壓下向飽和有堿溶性聚合物溶液的砂巖巖芯中注入CO2，發(fā)現(xiàn)滲透率降低80％左右

乙二鄰苯二甲酸酯在堿性溶液里水解導(dǎo)致PH下降進(jìn)而生成凝膠，巖芯滲透率降低到1×10^(-3)，封堵效率達(dá)到了95—97％。2、磺甲基間笨二酚與甲醛反應(yīng)生成膠體SMRF，在鹽水和超臨界C02解除條件下就地成膠，c02氣測(cè)滲透率為1×lo’3心或者更低，這相當(dāng)于從封堵前鹽水水測(cè)滲透率降低了99％左右。1、生物聚合物KUSPl在pH大10．8時(shí)溶解，但是當(dāng)pH小于10．8的時(shí)候就會(huì)生成凝膠。2.3凝膠低壓下向飽和有堿溶性聚合物溶液的砂巖巖芯2.4化學(xué)反應(yīng)沉淀和鹽沉淀處理

化學(xué)沉淀法封竄其基本原理就是水解呈堿性的鹽溶液(如鎂鹽、鈣鹽、鋇鹽)與注入的c02氣體反應(yīng)生成碳酸鹽化學(xué)沉淀，從而達(dá)到封堵的效果?；瘜W(xué)沉淀法能夠有效地改善C02流度，可以提高波及效率20％～30％左右。但是需要指出的是：在實(shí)際油藏中，由于油藏中溶液的pH值現(xiàn)狀或者是NaOH與油藏中巖石的反應(yīng)都會(huì)使在施工過(guò)程中很難合理地控制pH值.

鹽沉淀能夠很好的封堵高滲層位.例如在巖心中注入濃的鹽溶液作為前置液，然后再注入乙醇，由于乙醇降低鹽類在鹽水中的溶解度，從而致使無(wú)機(jī)鹽在油藏中形成沉淀，由于其良好的選擇性，可以提高后繼的二氧化碳驅(qū)的體積波及效率。一般采用的無(wú)機(jī)鹽是NaCl，這是因?yàn)榇祟慃}在酒精與鹽水的混合液中溶解度很小，而且對(duì)于地層環(huán)境沒(méi)有污染。由于其粘度很小，所以不可能發(fā)生粘性指進(jìn)，具有很好的選擇性。2.4化學(xué)反應(yīng)沉淀和鹽沉淀處理1.開發(fā)層系調(diào)整劃分開發(fā)層系的目的是為了合理開發(fā)，防止層間干擾，從而提高采油速度和采收率，同時(shí)也便于生產(chǎn)管理。開發(fā)層系的劃分通常需要油藏具備以下5個(gè)條件：一定的經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量、良好的隔層、相近的物性和構(gòu)造形態(tài)、油水分布?jí)毫ο到y(tǒng)及原油性質(zhì)。放大圖片返回1.開發(fā)層系調(diào)整劃分開發(fā)層系的目的是為了合理開CO2驅(qū)油后期氣竄機(jī)理及解決方法解讀課件CO2驅(qū)油后期氣竄機(jī)理及解決方法解讀課件根據(jù)密閉取心研究成果，結(jié)合動(dòng)態(tài)分析，綜合判斷CS油藏注氣開發(fā)后期剩余油主要富集在油層底部，即Ⅱ油組3小層底部、夾層下部和Ⅲ油組底部。因此，發(fā)生氣竄后，將Ⅱ，Ⅲ油組細(xì)分為2套開發(fā)層系，對(duì)CS油藏南部斷層附近油層厚度較大、產(chǎn)能較高且剩余油相對(duì)富集的區(qū)域進(jìn)行了分注分采，重新調(diào)整了高部位井組的注采層位，以減少儲(chǔ)層非均質(zhì)性造成的層間干擾，使CO2更多地進(jìn)入到低滲層，從而更好地動(dòng)用剩余油飽和度高的油層。根據(jù)密閉取心研究成果，結(jié)合動(dòng)態(tài)分析，綜合到注氣后期，CO2驅(qū)開發(fā)的矛盾日趨顯現(xiàn)。平面上，與水驅(qū)開發(fā)特征相類似，水竄的方向也是氣竄的方向，即主河道方向；縱向上，由于流體間的密度差引起驅(qū)替中產(chǎn)生重力舌進(jìn)現(xiàn)象，因此，在注入井和生產(chǎn)井之間的油藏頂部比底部更具有CO2驅(qū)的優(yōu)勢(shì)。CS油藏后期密閉取心結(jié)果也進(jìn)一步證明了上述現(xiàn)象，從巖心標(biāo)本可明顯觀察到，油藏頂部比底部的清洗程度高，殘余油相對(duì)較低。從CS油藏密閉取心井水淹剖面圖（圖2）可以看出：該井整體水淹均勻，但層內(nèi)與層間水淹仍有差異，層內(nèi)非均質(zhì)性較層間非均質(zhì)性強(qiáng)，相對(duì)均質(zhì)的厚層頂部氣驅(qū)油效率高，剩余油飽和度低；物性相對(duì)較好的Ⅱ油組2和3小層，由于頂部受氣驅(qū)影響，驅(qū)油效率高，達(dá)到50%左右，而底部水淹相對(duì)較輕，驅(qū)油效率約35%；緊鄰?qiáng)A層的下部，如Ⅲ油組3小層，受氣驅(qū)影響，驅(qū)油效率相對(duì)較低；受注采關(guān)系影響，層間驅(qū)油效率差異。圖2到注氣后期，CO2驅(qū)開發(fā)的矛盾日趨顯現(xiàn)。平面國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)調(diào)研認(rèn)為，傾斜油層中注氣效果比水平油層要好很多，而且美國(guó)和加拿大等國(guó)家有許多傾斜油層有效實(shí)施注氣的成功實(shí)例。因此，可以從構(gòu)造的上傾部位注氣，并保持低速生產(chǎn)，使重力足以保持密度較小的CO2與原油混相，從而有效抑制CO2的指進(jìn)，提高波及體積。利用數(shù)模手段，建立不同傾角一注一采典型模型，研究地層傾角分別為0°，5°，10°，15°，20°，25°，30°和35°時(shí)的CO2驅(qū)采出程度、剩余油分布和CO2波及情況。模擬結(jié)果表明：隨著地層傾角的增加，采出程度增加（表1）。

2.注采結(jié)構(gòu)調(diào)整結(jié)果表明：隨著地層傾角的增加，采出程度增加2.注采結(jié)構(gòu)調(diào)整結(jié)果表明：隨著地層傾角的增加，采出程度增加油藏高部位剩余油飽和度降低，同時(shí)高部位的CO2含量增加，形成小的氣頂，更有利于氣驅(qū)油；地層傾角越大，采用高部位注氣開發(fā)的效果就越好（圖3）。油藏高部位剩余油飽和度降低，同時(shí)高部位的CO2CS油藏地層傾角為15°，利用重力改善驅(qū)替效率和原油采收率的效果比水平油藏更為顯著。氣竄發(fā)生后，在CS油藏構(gòu)造高部位南中Ⅱ斷塊和南中Ⅲ斷塊南部斷層附近各調(diào)整了一口采油井轉(zhuǎn)注氣，利用重力分異和改變液流方向來(lái)改善驅(qū)替效果，有效地抑制CO2因重力超覆帶來(lái)的危害，降低氣油比，減少CO2的損失和無(wú)效的注氣［13］。注采結(jié)構(gòu)調(diào)整CS油藏地層傾角為15°，利用重力改善驅(qū)替3.注入方式調(diào)整CO2是非黏稠、高流動(dòng)性的流體。竄流的CO2會(huì)從油的側(cè)面繞流，可能會(huì)指進(jìn)或竄入生產(chǎn)井，特別是在垂向滲透率較高的油藏中，由于受流體壓力梯度以及孔隙間的浮力和毛管力的影響，可使流體產(chǎn)生明顯垂向竄流。降低油藏水平竄流和垂向竄流程度最常用的方法是交替注入水和CO2，此方法可以降低CO2流度，并減少流體的垂向竄流，這是因?yàn)橐氲牧硪涣鲃?dòng)相改變了流體的相對(duì)滲透率國(guó)外研究表明，在傾斜油藏中，對(duì)下傾方向采用水氣交替驅(qū)比對(duì)上傾方向采用氣驅(qū)更為有效。對(duì)互相連通的層狀油藏，采用水氣交替注入更具優(yōu)越性，這也是國(guó)內(nèi)外外防止氣竄的一種有效方式。盡管與連續(xù)注氣相比，在水氣交替注入過(guò)程中發(fā)生異?，F(xiàn)象（如氣鎖等）的可能性會(huì)明顯地增加，但這仍不失為一種現(xiàn)場(chǎng)操作性強(qiáng)又比較經(jīng)濟(jì)的防氣竄方法。3.注入方式調(diào)整CO2是非黏稠、高流動(dòng)4．1．7調(diào)研認(rèn)識(shí)國(guó)內(nèi)外關(guān)于C02封竄的方法都進(jìn)行了一些研究，但是總體效果不盡如人意，水氣交替在一定程度上能夠很好的控制流度，但是波及效率并不是很理想，油層中的很大部分原油并沒(méi)有被波及到，同時(shí)在特低滲透油藏應(yīng)用后會(huì)出現(xiàn)注入能力的明顯下降。c02增稠技術(shù)是將聚合物添加到C02氣體中，這樣來(lái)增加c02氣體的粘度，但是目前為止還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)一種合適的聚合物能夠達(dá)到理想的增粘效果。c02泡沫是又一種用來(lái)控制c02氣體流度的方法，當(dāng)c02與表活劑溶液⑦浙江大學(xué)碩士論文泡沫封竄技術(shù)研究接觸時(shí)，就會(huì)生成泡沫或者形成乳狀液。研究表明泡沫確實(shí)能夠控制氣體粘性指進(jìn)并且具有很好的波及效率，并指出陰離子表面活性劑(越011io)在泡沫的靜態(tài)測(cè)試中取得了不錯(cuò)的效果，但是在泡沫的動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)乙氧基化醇(etlloxyla=tedalcoh01)比A1ipalCD．128或者M(jìn)0namid150．AD的流度降低程度高，其中后兩者為非離子表面活性劑。為了優(yōu)化泡沫的性質(zhì)，他們還加入了添加劑如：脂肪醇(觚yalcoh01)、二苯醚(diphenyloxide)、二磺酸鹽(msIllf0Ilate)、氧化胺(鋤灑eoxide)。Heller和Taber研究了C02氣體在表活劑溶液中的泡沫狀分散體并發(fā)現(xiàn)流度的控制程度與注入速率有關(guān)，而且泡沫質(zhì)量隨著表活劑濃度的增加而降低。相同的泡沫封竄體系在不同的油藏中應(yīng)用效果差異很大，因此泡沫封竄技術(shù)仍然需要進(jìn)一步去深入研究。4．1．7調(diào)研認(rèn)識(shí)二氧化碳驅(qū)油前景光明“如果將二氧化碳作為注入劑，是氣態(tài)形式注入地層效果好，還是液態(tài)形式的好？”“液態(tài)二氧化碳需要溫度達(dá)到零下20℃，對(duì)地層傷害比較大，氣態(tài)二氧化碳對(duì)地層沒(méi)有傷害，但是很難封住，一般以超臨界狀態(tài)注入地層最好”。新疆油田勘探開發(fā)研究院近日聘請(qǐng)中國(guó)石油大學(xué)（華東）泰山學(xué)者、特聘教授，英國(guó)Heriot-Watt大學(xué)榮譽(yù)研究員任邵然，專門為科研人員講解“二氧化碳驅(qū)油技術(shù)”。當(dāng)二氧化碳?jí)毫Τ^(guò)臨界壓力（7.39兆帕）、溫度大于臨界溫度（31℃時(shí)），二氧化碳將變成一種液態(tài)的黏稠狀物質(zhì)，稱為超臨界狀態(tài)。超臨界二氧化碳具有黏度低、流動(dòng)性好、擴(kuò)散性強(qiáng)、對(duì)溶質(zhì)有較強(qiáng)的溶解能力，且比重是水的0.6~0.8倍，因此，二氧化碳逐步成為一種安全、高效、節(jié)能、節(jié)水的驅(qū)油介質(zhì)。

2002年國(guó)家氣象局表示，未來(lái)50年，全球氣溫將上升4℃，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)將產(chǎn)生持久的嚴(yán)重影響。全球溫室效應(yīng)越來(lái)越明顯，很多國(guó)家已積極開展二氧化碳減排研究工作，為全球氣候和環(huán)境保護(hù)做出貢獻(xiàn)。很多國(guó)家已經(jīng)開始研究、實(shí)施將二氧化碳注入地下進(jìn)行儲(chǔ)存，包括煤田和油氣田，在保護(hù)環(huán)境的同時(shí)，也提高了采收率，一舉兩得。研究表明，二氧化碳驅(qū)油技術(shù)可以在水驅(qū)油提高采收率的基礎(chǔ)上，再提高10%～20%。二氧化碳驅(qū)油技術(shù)在新疆油田的應(yīng)用潛力占全國(guó)評(píng)價(jià)中的51%，前景光明。

2007年9月，國(guó)務(wù)院通過(guò)的32號(hào)文件，即《關(guān)于進(jìn)一步促進(jìn)新疆經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的若干意見(jiàn)》提出，“到2020年，把新疆建成全國(guó)大型油氣生產(chǎn)和加工基地、大型煤炭基地、可再生能源規(guī)?；檬痉痘亍钡暮陚ツ繕?biāo)，明確了國(guó)家把新疆作為我國(guó)能源接替區(qū)和基地的戰(zhàn)略地位。將二氧化碳注入到地層中儲(chǔ)存，或利用二氧化碳驅(qū)油，對(duì)新疆的可持續(xù)發(fā)展意義重大。二氧化碳驅(qū)油技術(shù)如果可以在油氣田推廣應(yīng)用，將會(huì)為保障國(guó)家能源安全、促進(jìn)新疆經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，也勢(shì)必會(huì)為新疆油氣田的開發(fā)帶來(lái)一場(chǎng)新的技術(shù)革命。目前，新疆油田已開展的提高采收率技術(shù)，主要包括聚合物驅(qū)、二元復(fù)合驅(qū)技術(shù)。山西煤礦、吉林油田、南海氣田正積極開展二氧化碳埋存工程。

本報(bào)訊（通訊員王蕾顧鴻君）2009-05-0609:53石油商報(bào)

二氧化碳驅(qū)油前景光明“如果將二氧化碳作為注二氧化碳驅(qū)油氣竄的研究小組成員（長(zhǎng)江大學(xué)）馬文黃家根李廣興高李陽(yáng)二氧化碳驅(qū)油氣竄的研究小組成員（長(zhǎng)江大學(xué)）提高石油采收率的方法很多：

熱力采油注高壓蒸汽火燒油層化學(xué)驅(qū)油聚合物驅(qū)活性劑驅(qū)堿性驅(qū)混相驅(qū)油液化氣驅(qū)富氣驅(qū)高壓干氣驅(qū)CO2驅(qū)CO2驅(qū)油是一項(xiàng)成熟的采油技術(shù)。CO2驅(qū)油機(jī)理（1）降粘作用（2）提高滲透率作用（3）改善原油與水的流度比（4）膨脹作用(儲(chǔ)存能量)（5）混相效應(yīng)（6）分子擴(kuò)散作用（7）降低界面張力（8）溶解氣驅(qū)作用提高石油采收率的方法很多：

熱力采油CO2驅(qū)油是一項(xiàng)成熟的采待解決問(wèn)題1.腐蝕作用（如何減緩腐蝕？）2.最小混相壓力較高3.竄流嚴(yán)重1.CO2在注入油層的過(guò)程中，與水反應(yīng)生成的碳酸，對(duì)設(shè)備、管線、井筒有較強(qiáng)的腐蝕性，而且腐蝕產(chǎn)物被注入流體帶入地層會(huì)堵塞儲(chǔ)層孔隙。如何加強(qiáng)對(duì)注入油層過(guò)程進(jìn)行CO2性能分析、油藏性質(zhì)的分析以及防腐材料、涂層的研究，是解決腐蝕問(wèn)題的關(guān)鍵。2.CO2與原油的最小混相壓力不僅取決于油藏的溫度和CO2的純度，而且也取決于原油組分。因此，加強(qiáng)含雜質(zhì)的CO2及可改變?cè)徒M分物質(zhì)的性能分析，是解決混相壓力的關(guān)鍵。

3.在驅(qū)油過(guò)程中，由于CO2黏度低及油層的非均質(zhì)性，易出現(xiàn)黏性指進(jìn)及竄流，造成不利的流度比，致使CO2過(guò)早突破含油帶，影響驅(qū)油效率。加強(qiáng)油藏地質(zhì)結(jié)構(gòu)、滲透率、油藏縱向非均質(zhì)性、油藏流體飽和程度和油藏流體性質(zhì)的性能分析研究，是解決CO2竄流問(wèn)題的關(guān)鍵。待解決問(wèn)題1.腐蝕作用（如何減緩腐蝕？）1.C

室內(nèi)實(shí)驗(yàn)得到的CO2混相驅(qū)油效率往往可達(dá)90%以上，但現(xiàn)場(chǎng)卻難以達(dá)到室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的驅(qū)油效果。

限制采收率提高的主要原因是黏性指進(jìn)、重力超覆和油層的非均質(zhì)性等因素對(duì)注入CO2波及效率的影響。

針對(duì)注CO2驅(qū)開發(fā)后期油藏氣竄現(xiàn)象逐漸加重、開發(fā)矛盾不斷加劇等問(wèn)題，從開發(fā)層系、注采結(jié)構(gòu)、注入方式以及注入剖面4個(gè)方面開展了改善CO2驅(qū)開發(fā)效果的研究，并提出了細(xì)分層系、高部位注氣、水氣交替注入、聚合物調(diào)剖及CO2+

泡沫驅(qū)防氣竄等技術(shù)對(duì)策。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)得到的CO2混相驅(qū)油效率往1.氣竄機(jī)理（1）氣驅(qū)粘性指進(jìn)（2）地層非均質(zhì)特性1.1氣驅(qū)粘性指進(jìn)由于指進(jìn)主要是由于驅(qū)替相的視粘度遠(yuǎn)低于被驅(qū)替相視粘度而導(dǎo)致的，所以指進(jìn)通常又被稱為粘性指進(jìn)。C02的粘度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于地層水和地層原油，不利的流度比將導(dǎo)致粘性指進(jìn)，而粘性指進(jìn)又將導(dǎo)致驅(qū)替前緣不穩(wěn)定，降低驅(qū)油在儲(chǔ)層中的波及效率。因此，c02驅(qū)過(guò)程中必然存在著嚴(yán)重的粘性指進(jìn)現(xiàn)象如果控制的不得當(dāng)，即使在均質(zhì)地層中，也會(huì)引發(fā)氣體突進(jìn)，而導(dǎo)致波及效率降低。粘性指進(jìn)使注入的C02繞過(guò)被驅(qū)替的油而竄流，現(xiàn)場(chǎng)上表現(xiàn)為某些井過(guò)早地氣竄，引起產(chǎn)液量下降，氣油比急劇上升(氣中絕大部分是C02)等現(xiàn)象，驅(qū)替流體之間的粘度差是產(chǎn)生粘性指進(jìn)現(xiàn)象的內(nèi)在因素。

1.2非均質(zhì)(裂縫)油藏中氣竄在層狀非均質(zhì)地層中，氣驅(qū)油產(chǎn)生的舌進(jìn)和粘性指進(jìn)比水驅(qū)油嚴(yán)重得多，舌進(jìn)是油水前緣沿高滲透層凸進(jìn)的現(xiàn)象。儲(chǔ)層的垂向非均質(zhì)性是導(dǎo)致舌進(jìn)現(xiàn)象的主要原因。在非均質(zhì)儲(chǔ)層中，嚴(yán)重的舌進(jìn)將大幅度降低垂向波及效率。改善儲(chǔ)層的非均質(zhì)性可以抑制舌進(jìn)，調(diào)整驅(qū)油劑的視粘度，也可以在一定程度上控制舌進(jìn)，提高宏觀波及效率。1.氣竄機(jī)理（1）氣驅(qū)粘性指進(jìn)（2）地層非均質(zhì)特性1.1氣驅(qū)2.封竄機(jī)理2.1水氣交替技術(shù)2.2稠化泡沫和CO2增稠封竄技術(shù)2.3凝膠2.4化學(xué)反應(yīng)沉淀和鹽沉淀處理2.封竄機(jī)理2.1水氣交替技術(shù)

向油層中交替注入水氣段塞，由于氣泡在孔喉之間的賈敏效應(yīng)使注入水的滲流阻力增大，降低了水的相對(duì)滲透率和流度，從而改善水油流度比，使部分水波及到滲透率較差的區(qū)層中，擴(kuò)大水的波及效率。

水的存在會(huì)阻礙混相的形成，但是由于水的粘度較高，在驅(qū)油前期，水優(yōu)先進(jìn)入高滲層形成屏蔽，迫使氣體轉(zhuǎn)入低滲層，提高了氣體的驅(qū)掃效率以及低滲層的采收率。

2.1水氣交替技術(shù)

水氣交替注入后，由于水氣的流度差異，流體的分布增加了兩種形態(tài)：油水混合流動(dòng)帶、油氣流動(dòng)帶。水氣交替開采過(guò)程中，油氣流動(dòng)帶不斷向下移動(dòng)，從而擴(kuò)大了油氣流動(dòng)帶。同時(shí)油水流動(dòng)帶不斷向上擴(kuò)展，油氣水混合流動(dòng)帶也在不斷擴(kuò)大，只有純油帶不斷縮小。這兩種形態(tài)的出現(xiàn)，擴(kuò)大了其波及體積。向油層中交替注入水氣段塞，由于氣泡2.2稠化泡沫和CO2增稠封竄技術(shù)稠化泡沫的原理就是通過(guò)在C02中加入表活劑和聚合物，使其在注入過(guò)程中具有泡沫的流度，通過(guò)延緩成膠時(shí)間，在油藏深部裂縫介質(zhì)或者竄流通道中形成凝膠，因此這種體系具有泡沫與凝膠的雙重作用，加入的聚合物可以使泡沫具有很好的穩(wěn)定性和良好的注入能力并且稠化泡沫可以有效地抵抗地層流體的驅(qū)動(dòng)，從而有效地防止臨界狀態(tài)下C02的指進(jìn)。

增稠后的C02可以有效地控制c02氣竄。C02增稠的方法：其一是在C02氣體中加入高分子量的聚合物，但由于高分子量聚合物在C02中不能(或少量)溶解，還需要加入少量的助溶劑。其二是在C02中加入一種分子量相對(duì)較低的聚合物，這種聚合物可以通過(guò)締合、氫鍵或膠束的形式而形成一種具有增稠作用的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。由于這類聚合物含有極性基團(tuán)，二氧化碳在其中的溶解度很低，必須加入大量的助溶劑。2.2稠化泡沫和CO2增稠封竄技術(shù)2.3凝膠

低壓下向飽和有堿溶性聚合物溶液的砂巖巖芯中注入CO2，發(fā)現(xiàn)滲透率降低80％左右

乙二鄰苯二甲酸酯在堿性溶液里水解導(dǎo)致PH下降進(jìn)而生成凝膠，巖芯滲透率降低到1×10^(-3)，封堵效率達(dá)到了95—97％。2、磺甲基間笨二酚與甲醛反應(yīng)生成膠體SMRF，在鹽水和超臨界C02解除條件下就地成膠，c02氣測(cè)滲透率為1×lo’3心或者更低，這相當(dāng)于從封堵前鹽水水測(cè)滲透率降低了99％左右。1、生物聚合物KUSPl在pH大10．8時(shí)溶解，但是當(dāng)pH小于10．8的時(shí)候就會(huì)生成凝膠。2.3凝膠低壓下向飽和有堿溶性聚合物溶液的砂巖巖芯2.4化學(xué)反應(yīng)沉淀和鹽沉淀處理

化學(xué)沉淀法封竄其基本原理就是水解呈堿性的鹽溶液(如鎂鹽、鈣鹽、鋇鹽)與注入的c02氣體反應(yīng)生成碳酸鹽化學(xué)沉淀，從而達(dá)到封堵的效果?；瘜W(xué)沉淀法能夠有效地改善C02流度，可以提高波及效率20％～30％左右。但是需要指出的是：在實(shí)際油藏中，由于油藏中溶液的pH值現(xiàn)狀或者是NaOH與油藏中巖石的反應(yīng)都會(huì)使在施工過(guò)程中很難合理地控制pH值.

鹽沉淀能夠很好的封堵高滲層位.例如在巖心中注入濃的鹽溶液作為前置液，然后再注入乙醇，由于乙醇降低鹽類在鹽水中的溶解度，從而致使無(wú)機(jī)鹽在油藏中形成沉淀，由于其良好的選擇性，可以提高后繼的二氧化碳驅(qū)的體積波及效率。一般采用的無(wú)機(jī)鹽是NaCl，這是因?yàn)榇祟慃}在酒精與鹽水的混合液中溶解度很小，而且對(duì)于地層環(huán)境沒(méi)有污染。由于其粘度很小，所以不可能發(fā)生粘性指進(jìn)，具有很好的選擇性。2.4化學(xué)反應(yīng)沉淀和鹽沉淀處理1.開發(fā)層系調(diào)整劃分開發(fā)層系的目的是為了合理開發(fā)，防止層間干擾，從而提高采油速度和采收率，同時(shí)也便于生產(chǎn)管理。開發(fā)層系的劃分通常需要油藏具備以下5個(gè)條件：一定的經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量、良好的隔層、相近的物性和構(gòu)造形態(tài)、油水分布?jí)毫ο到y(tǒng)及原油性質(zhì)。放大圖片返回1.開發(fā)層系調(diào)整劃分開發(fā)層系的目的是為了合理開CO2驅(qū)油后期氣竄機(jī)理及解決方法解讀課件CO2驅(qū)油后期氣竄機(jī)理及解決方法解讀課件根據(jù)密閉取心研究成果，結(jié)合動(dòng)態(tài)分析，綜合判斷CS油藏注氣開發(fā)后期剩余油主要富集在油層底部，即Ⅱ油組3小層底部、夾層下部和Ⅲ油組底部。因此，發(fā)生氣竄后，將Ⅱ，Ⅲ油組細(xì)分為2套開發(fā)層系，對(duì)CS油藏南部斷層附近油層厚度較大、產(chǎn)能較高且剩余油相對(duì)富集的區(qū)域進(jìn)行了分注分采，重新調(diào)整了高部位井組的注采層位，以減少儲(chǔ)層非均質(zhì)性造成的層間干擾，使CO2更多地進(jìn)入到低滲層，從而更好地動(dòng)用剩余油飽和度高的油層。根據(jù)密閉取心研究成果，結(jié)合動(dòng)態(tài)分析，綜合到注氣后期，CO2驅(qū)開發(fā)的矛盾日趨顯現(xiàn)。平面上，與水驅(qū)開發(fā)特征相類似，水竄的方向也是氣竄的方向，即主河道方向；縱向上，由于流體間的密度差引起驅(qū)替中產(chǎn)生重力舌進(jìn)現(xiàn)象，因此，在注入井和生產(chǎn)井之間的油藏頂部比底部更具有CO2驅(qū)的優(yōu)勢(shì)。CS油藏后期密閉取心結(jié)果也進(jìn)一步證明了上述現(xiàn)象，從巖心標(biāo)本可明顯觀察到，油藏頂部比底部的清洗程度高，殘余油相對(duì)較低。從CS油藏密閉取心井水淹剖面圖（圖2）可以看出：該井整體水淹均勻，但層內(nèi)與層間水淹仍有差異，層內(nèi)非均質(zhì)性較層間非均質(zhì)性強(qiáng)，相對(duì)均質(zhì)的厚層頂部氣驅(qū)油效率高，剩余油飽和度低；物性相對(duì)較好的Ⅱ油組2和3小層，由于頂部受氣驅(qū)影響，驅(qū)油效率高，達(dá)到50%左右，而底部水淹相對(duì)較輕，驅(qū)油效率約35%；緊鄰?qiáng)A層的下部，如Ⅲ油組3小層，受氣驅(qū)影響，驅(qū)油效率相對(duì)較低；受注采關(guān)系影響，層間驅(qū)油效率差異。圖2到注氣后期，CO2驅(qū)開發(fā)的矛盾日趨顯現(xiàn)。平面國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)調(diào)研認(rèn)為，傾斜油層中注氣效果比水平油層要好很多，而且美國(guó)和加拿大等國(guó)家有許多傾斜油層有效實(shí)施注氣的成功實(shí)例。因此，可以從構(gòu)造的上傾部位注氣，并保持低速生產(chǎn)，使重力足以保持密度較小的CO2與原油混相，從而有效抑制CO2的指進(jìn)，提高波及體積。利用數(shù)模手段，建立不同傾角一注一采典型模型，研究地層傾角分別為0°，5°，10°，15°，20°，25°，30°和35°時(shí)的CO2驅(qū)采出程度、剩余油分布和CO2波及情況。模擬結(jié)果表明：隨著地層傾角的增加，采出程度增加（表1）。

2.注采結(jié)構(gòu)調(diào)整結(jié)果表明：隨著地層傾角的增加，采出程度增加2.注采結(jié)構(gòu)調(diào)整結(jié)果表明：隨著地層傾角的增加，采出程度增加油藏高部位剩余油飽和度降低，同時(shí)高部位的CO2含量增加，形成小的氣頂，更有利于氣驅(qū)油；地層傾角越大，采用高部位注氣開發(fā)的效果就越好（圖3）。油藏高部位剩余油飽和度降低，同時(shí)高部位的CO2CS油藏地層傾角為15°，利用重力改善驅(qū)替效率和原油采收率的效果比水平油藏更為顯著。氣竄發(fā)生后，在CS油藏構(gòu)造高部位南中Ⅱ斷塊和南中Ⅲ斷塊南部斷層附近各調(diào)整了一口采油井轉(zhuǎn)注氣，利用重力分異和改變液流方向來(lái)改善驅(qū)替效果，有效地抑制CO2因重力超覆帶來(lái)的危害，降低氣油比，減少CO2的損失和無(wú)效的注氣［13］。注采結(jié)構(gòu)調(diào)整CS油藏地層傾角為15°，利用重力改善驅(qū)替3.注入方式調(diào)整CO2是非黏稠、高流動(dòng)性的流體。竄流的CO2會(huì)從油的側(cè)面繞流，可能會(huì)指進(jìn)或竄入生產(chǎn)井，特別是在垂向滲透率較高的油藏中，由于受流體壓力梯度以及孔隙間的浮力和毛管力的影響，可使流體產(chǎn)生明顯垂向竄流。降低油藏水平竄流和垂向竄流程度最常用的方法是交替注入水和CO2，此方法可以降低CO2流度，并減少流體的垂向竄流，這是因?yàn)橐氲牧硪涣鲃?dòng)相改變了流體的相對(duì)滲透率國(guó)外研究表明，在傾斜油藏中，對(duì)下傾方向采用水氣交替驅(qū)比對(duì)上傾方向采用氣驅(qū)更為有效。對(duì)互相連通的層狀油藏，采用水氣交替注入更具優(yōu)越性，這也是國(guó)內(nèi)外外防止氣竄的一種有效方式。盡管與連續(xù)注氣相比，在水氣交替注入過(guò)程中發(fā)生異常現(xiàn)象（如氣鎖等）的可能性會(huì)明顯地增加，但這仍不失為一種現(xiàn)場(chǎng)操作性強(qiáng)又比較經(jīng)濟(jì)的防氣竄方法。3.注入方式調(diào)整CO2是非黏稠、高流動(dòng)4．1．7調(diào)研認(rèn)識(shí)國(guó)內(nèi)外關(guān)于C02封竄的方法都進(jìn)行了一些研究，但是總體效果不盡如人意，水氣交替在一定程度上能夠很好的控制流度，但是波及效率并不是很理想，油層中的很大部分原油并沒(méi)有被波及到，同時(shí)在特低滲透油藏應(yīng)用后會(huì)出現(xiàn)注入能力的明顯下降。c02增稠技術(shù)是將聚合物添加到C02氣體中，這樣來(lái)增加c02氣體的粘度，但是目前為止還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)一種合適的聚合物能夠達(dá)到理想的增粘效果。c02泡沫是又一種用來(lái)控制c02氣體流度的方法，當(dāng)c02與表活劑溶液⑦浙江大學(xué)碩士論文泡沫封竄技術(shù)研究接觸時(shí)，就會(huì)生成泡沫或者形成乳狀液。研究表明泡沫確實(shí)能夠控制氣體粘性指進(jìn)并且具有很好的波及效率，并指出陰離子表面活性劑(越011i