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低渗透油田二氧化碳注入工艺研究及认识-谷延斌

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渗透 油田 二氧化碳 注入 工艺 研究 认识 谷延斌
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低 渗 透 油 田 二 氧 化 碳 注 入 工 艺 研 究 及 认 识谷 延 斌 (大 庆 油 田 采 油 八 厂 )摘 要   为 了 探 索 特 低 渗 透 油 田 的 有 效 开发 途 径 , 2001年 , 选 择 芳 48断 块 作 为 二 氧化 碳 驱 油 试 验 区 , 初 期 布 井 5口 , 一 注 四采 。 2004年 又 在 距 注 气 井 80 1口 采油 井 , 并 在 地 面 建 设 固 定 注 气 试 验 站 一 座 ,于 2003年 5月 正 式 投 产 , 经 过 两 年 的 运 行 ,针 对 注 气 过 程 中 遇 到 的 问 题 , 最 终 确 定 了 橇装 注 气 工 艺 。主 题 词   二 氧 化 碳 注 入   橇 装   注 采  工 艺 流 程11注 采 情 况 及 二 氧 化 碳 注 入 工 艺 流 程(1) 芳 48试 验 区 注 采 情 况 。 根 据 开 发 试 验 方案 , 注 入 井 初 期 注 入 量 为 8d, 稳 定 后 为 6d, 注 入 压 力 为 25注 入 时 间 为 2 年 。 截 止2004年 10月 底 , 累 计 注 入 液 态 二 氧 化 碳 5326采 出 原 油 2965 t, 平 均 日 注 气 1013 平 均 日 采 油518 t。 其 中 2003年 5月 8日 ~ 2004年 6月 30日 ,采 用 站 内 固 定 注 入 工 艺 注 气 , 累 计 注 入 液 态 二 氧 化碳 588 平 均 日 注 1152 2004年 8月 6日 ~2004年 10月 31日 采 用 橇 装 注 气 工 艺 注 气 , 累 计注 入 液 态 二 氧 化 碳 4738 平 均 日 注 55112) 芳 48试 验 站 注 入 工 艺 流 程 。 试 验 站 注 入 系统 主 要 建 有 30 定 液 态 二 氧 化 碳 储 罐 1 座 ,015 泵 2台 , 配 备 二 氧 化 碳 低 温 槽 车 1辆 。从 二 氧 化 碳 液 化 站 将 液 态 二 氧 化 碳 (116~ 212 25℃ ) 运 送 至 注 入 站 , 卸 到 固 定 储 罐 内 (116~212- 25~ - 20℃ ) , 由 注 入 泵 加 压 到 25 下 。 储 罐 上 设 有 安 全 阀 及 液 位 计 , 可 以 显 示 储 罐的 压 力 及 液 位 。 工 艺 流 程 见 图 1。图 1  二 氧 化 碳 注 入 工 艺 流 程 图21注 入 系 统 存 在 的 主 要 问 题芳 48试 验 站 注 入 系 统 投 产 以 后 , 一 直 未 能 平稳 运 行 , 达 不 到 设 计 参 数 , 主 要 暴 露 出 以 下 问 题 :效 厚 度 113m, 投 产 初 期 日 产 液 4t, 日 产 油 3t, 含 水2510% , 产 液 指 数 只 有 0179t/d· 试 井 资 料 反 映其 表 皮 系 数 为 91399, 为 不 完 善 井 。 该 井 投 产 以 来 受孔 密 限 制 , 产 能 未 得 到 发 挥 , 产 液 量 一 直 在 6 。2001年 3月 实 施 了 补 孔 , 孔 密 增 加 到 16孔 /m, 同 时增 补 了 原 来 因 受 限 流 段 选 择 限 制 而 未 射 孔 的 潜 力 层 萨Ⅱ 8、 萨 Ⅲ 3。 补 后 全 井 日 产 液 增 加 到 10t, 日 产 油 6t。孔 密 增 加 后 , 为 进 一 步 采 取 普 通 水 力 压 裂 提 供 了 条件 , 也 相 对 节 约 了 措 施 费 用 。由 以 上 例 子 可 知 , 采 取 限 流 法 完 井 后 , 对 产 液能 力 受 限 制 的 层 段 , 可 采 取 增 加 孔 密 , 改 善 孔 眼 处的 渗 流 条 件 , 均 能 取 得 较 好 的 效 果 , 同 时 还 可 以 进一 步 采 取 其 它 水 力 压 裂 措 施 。(3) 注 水 井 增 加 孔 密 。 对 于 限 流 法 完 井 的 注水 井 , 也 可 以 采 取 补 孔 措 施 , 增 加 孔 密 , 从 而 有 效地 解 除 污 染 , 改 善 孔 眼 的 渗 流 条 件 。在 编 制 萨 南 过 渡 带 350 注 采 系 统 调 整 方案 时 , 将 5口 限 流 法 完 井 的 转 注 井 全 部 改 为 普 通 孔密 , 补 孔 转 注 后 , 其 平 均 启 动 压 力 为 8153 前 平 均 单 井 注 水 压 力 9185日 配 注 50日 注 水 491结 语限 流 法 压 裂 技 术 较 好 地 解 决 了 表 内 薄 差 油 层 及表 外 低 渗 透 油 层 的 改 造 、 挖 潜 难 题 , 有 效 地 提 高 了单 井 初 期 产 能 。采 油 井 限 流 法 完 井 后 , 如 何 进 一 步 挖 潜 是 一 个 非常 值 得 探 讨 的 问 题 , 根 据 限 流 后 不 同 的 渗 流 及 动 态 变化 , 有 针 对 性 地 采 取 重 复 限 流 、 增 加 孔 密 及 增 加 孔 密后 进 一 步 压 裂 措 施 , 可 取 得 较 好 的 挖 潜 效 果 。限 流 法 完 井 的 注 水 井 通 过 增 加 孔 密 , 对 解 除 污染 , 改 善 孔 眼 处 的 渗 流 条 件 等 也 能 起 到 较 好 的 作 用 。(栏 目 主 持   杨   军 )12    油 气 田 地 面 工 程 第 24卷 第 6期 (200516)    (1) 注 入 泵 汽 化 严 重 , 泵 效 率 低 , 完 不 成 配注 量 。 在 注 入 泵 运 行 过 程 中 , 进 入 泵 缸 内 的 液 态 二氧 化 碳 不 断 汽 化 , 需 要 连 续 排 气 , 而 泵 效 只 能 达 到20% ~ 40% , 无 法 完 成 配 注 , 二 氧 化 碳 损 失 量 较大 。 另 外 , 在 排 气 过 程 中 , 泵 的 排 气 孔 经 常 被 干 冰冻 堵 , 无 法 继 续 排 气 时 , 只 能 停 泵 处 理 , 严 重 影 响泵 的 工 作 时 率 。初 步 分 析 认 为 , 从 固 定 储 罐 到 注 入 泵 的 输 送 过程 中 , 处 于 气 液 临 界 状 态 的 低 温 液 态 二 氧 化 碳 受 环境 温 度 影 响 , 不 断 有 气 相 析 出 , 进 入 泵 缸 内 只 能 依靠 排 气 维 持 泵 的 工 作 。(2) 投 产 初 期 随 着 二 氧 化 碳 储 罐 压 力 的 下 降 ,注 入 泵 吸 入 压 力 无 法 保 证 , 影 响 注 入 泵 正 常 工 作 。在 系 统 运 行 时 发 现 二 氧 化 碳 储 罐 压 力 下 降 快 , 恢 复慢 , 当 储 罐 压 力 降 到 116 时 , 泵 无 法 运行 。 只 有 待 储 罐 压 力 恢 复 后 , 才 能 启 泵 运 行 , 无 法实 现 连 续 注 入 。 针 对 这 个 问 题 , 提 出 增 加 储 罐 增 压器 方 案 , 通 过 增 加 储 罐 压 力 , 保 证 注 入 泵 吸 入 压力 。 该 措 施 实 施 后 , 问 题 得 以 解 决 。(3) 受 二 氧 化 碳 含 水 影 响 , 储 罐 卸 压 后 安 全阀 未 能 回 位 , 造 成 储 罐 冻 堵 。 二 氧 化 碳 储 罐 设 计 压力 等 级 为 215安 全 阀 设 定 压 力 为 213003年 10月 , 储 罐 达 到 安 全 阀 设 定 压 力 后 , 安 全阀 开 启 卸 压 , 因 没 有 回 位 , 储 罐 压 力 降 低 至017导 致 储 罐 冻 堵 , 也 因 此 影 响 正 常 注 入 一个 月 , 在 储 罐 冻 堵 后 , 利 用 罐 车 对 泵 临 时 维 持注 入 。该 事 故 发 生 后 , 分 析 了 事 故 原 因 。 经 检 查 , 安全 阀 在 有 效 使 用 期 内 , 出 厂 前 进 行 了 校 验 , 没 有 质量 问 题 。 后 来 分 析 可 能 是 受 二 氧 化 碳 含 水 影 响 , 当卸 压 排 空 时 , 冰 冻 结 了 安 全 阀 出 口 。 为 此 , 对 二 氧化 碳 的 组 分 进 行 了 化 验 分 析 , 分 析 结 果 含 水 高 达48819同 时 , 在 化 验 中 发 现 二 氧 化 碳 纯 度 不稳 定 , 在 9712% ~ 9916%范 围 内 波 动 , 这 也 是 导致 汽 化 量 大 的 一 个 主 要 因 素 。31芳 48注 气 工 艺 改 造 方 案 及 实 施 情 况从 2003年 5月 8日 注 入 系 统 投 产 , 到 2004年6月 30日 共 需 注 入 二 氧 化 碳 3352 实 际 注 气588 共 欠 注 2764 严 重 影 响 了 注 气 试 验 效果 。 从 2004年 8月 6日 ~ 10月 31日 芳 48试 验 站采 用 吉 林 新 星 公 司 橇 装 注 气 设 备 注 气 , 累 计 注 入 液态 二 氧 化 碳 4738 平 均 日 注 5511 满 足 了 芳48注 气 试 验 要 求 。 在 橇 装 注 气 设 备 成 功 应 用 的 同时 , 油 田 公 司 决 定 委 托 华 东 石 油 局 设 计 加 工 一 套 橇装 注 入 设 备 。 目 前 , 设 备 已 加 工 制 造 完 成 。橇 装 注 入 设 备 主 要 包 括 二 氧 化 碳 注 入 泵 、 喂 液泵 、 变 频 控 制 柜 、 仪 表 显 示 操 作 柜 、 高 低 压 管 汇 系统 , 采 用 可 搬 迁 彩 板 房 作 为 工 作 基 地 , 二 氧 化 碳 橇装 工 艺 流 程 图 如 图 2所 示 。图 2  橇 装 注 入 工 艺 流 程(1) 注 入 泵 为 液 体 二 氧 化 碳 专 用 泵 , 理 论 排量 为 415h, 工 作 压 力 252) 喂 液 泵 采 用 屏 蔽 泵 , 理 论 排 量 喂 12h,理 论 扬 程 ≥ 27m, 工 作 压 力 210~ 2153) 变 频 控 制 柜 采 用 恒 转 矩 变 频 器 与 电 器 控制 柜 组 合 , 可 控 制 二 氧 化 碳 注 入 量 。(4) 高 低 压 管 汇 系 统 主 要 包 括 安 全 阀 、 蓄 能器 、 止 回 阀 、 流 量 调 节 阀 和 金 属 软 管 等 。41几 点 认 识芳 48注 气 试 验 站 经 过 2年 的 运 行 , 地 面 注 入工 艺 出 现 一 些 问 题 , 在 处 理 问 题 的 过 程 中 有 以 下 几点 认 识 : 一 是 橇 装 注 气 设 备 操 作 灵 活 , 能 适 应 注 气试 验 需 要 。 二 是 地 面 注 入 工 艺 的 关 键 是 保 证 二 氧 化碳 在 泵 前 处 于 过 冷 状 态 。 三 是 低 温 二 氧 化 碳 在 增 压后 应 进 行 加 热 , 提 高 进 井 温 度 , 防 止 套 管 断 裂 。 四是 二 氧 化 碳 含 水 率 是 影 响 注 入 的 重 要 指 标 , 指 标 超高 会 造 成 注 入 管 线 冻 堵 、 泵 效 降 低 、 安 全 阀 不 能 正常 工 作 , 造 成 安 全 质 量 事 故 , 因 此 , 二 氧 化 碳 液 化站 需 要 对 含 水 率 进 行 在 线 监 测 。 五 是 二 氧 化 碳 比 重比 空 气 高 , 在 发 生 泄 漏 事 故 时 会 产 生 隔 绝 空 气 的 现象 , 可 能 造 成 操 作 人 员 缺 氧 窒 息 的 事 故 , 所 以 在 生产 中 要 制 定 相 应 的 安 全 操 作 规 程 。(栏 目 主 持   杨   军 )22     油 气 田 地 面 工 程 第 24卷 第 6期 (200516)    
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