二氧化碳-采油工艺部分

1、二氧化碳二氧化碳- -采油工艺部分采油工艺部分 二氧化碳驱提高采收率技术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 第一节第一节 COCO2 2驱油藏伤害及油藏保护措施驱油藏伤害及油藏保护措施 危害危害：改变油藏基岩的润湿改变油藏基岩的润湿 性，影响注水动态，也可以引性，影响注水动态，也可以引 起地层损害和井眼堵塞，处理起地层损害和井眼堵塞，处理 过程和净化过

2、程成本较高。过程和净化过程成本较高。 影响因素影响因素：油藏现状；油藏现状； 温度变化；温度变化； 压力与压力与COCO2 2浓度；浓度； 混合物微酸；混合物微酸； 气油的混相性。气油的混相性。 在矿场实施中遇到的问题：在矿场实施中遇到的问题： 沥青、石蜡沉淀沥青、石蜡沉淀 气侵、气锥气侵、气锥 注入水和注入水和COCO2 2中杂质中杂质 腐蚀产物腐蚀产物 WeyburnWeyburn油藏沥青沉淀实验油藏沥青沉淀实验 在加拿大Saskatchewan的Weyburn油藏，他们使用了分分 光光度测定技术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

3、量方法测量方法 电导率测量 粘度测量分光光度测定法 重力测量 研究表明研究表明： 1、操作压力不敏感；、操作压力不敏感； 2、CO2的量直接决定沥青沉淀；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；、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。、少量污染物不会对絮凝方式产生影响。 第一节第一节 COCO2 2驱油藏伤害及油藏保护措施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

4、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) 产产 油油 量量 (桶桶/ 天天) 油油水水气气 10 100 1000 10 100 1000 10000 Baker石油公司化学方法处理某井效果图 产产 气气 量量 (千英千英 尺尺3/天天) 启示启示：采用化学方法抑制沉淀，操作简便，省：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

5、用。采油过程，建议我局在先导试验中进行采用。 第一节第一节 COCO2 2驱油藏伤害及油藏保护措施驱油藏伤害及油藏保护措施 在矿场实施中遇到的问题：在矿场实施中遇到的问题： 沥青、石蜡沉淀沥青、石蜡沉淀 气侵、气锥气侵、气锥 注入水和注入水和COCO2 2中杂质中杂质 腐蚀产物腐蚀产物 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、石蜡沉淀沥青、石蜡沉淀 气侵、

6、气锥气侵、气锥 注入水和注入水和COCO2 2中杂质中杂质 腐蚀产物腐蚀产物 第一节第一节 COCO2 2驱油藏伤害及油藏保护措施驱油藏伤害及油藏保护措施 伤害类型： 粘土膨胀；粘土膨胀； 速敏；速敏； 作业和操作不当；作业和操作不当； 多相流动造成；多相流动造成； 注入水水质问题；注入水水质问题； COCO2 2中杂质气体。中杂质气体。 保护措施：保护措施： 严格注水水质的预严格注水水质的预 处理；处理； 正确选用预处理的正确选用预处理的 表面活性剂；表面活性剂； 严格注气气质的预严格注气气质的预 处理。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

7、、 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（高压体积的（PVTPVT）和）和 气液平衡（气液平衡（VLEVLE）实验）实验 1、闪蒸试验闪蒸试验 2、恒定体积递减试验、恒定体积递减试验 3、差异放出试验、差异放出试验 4、分离器试验、分离器试验 5、膨胀试验、膨胀试验 油 汞 气 油 汞 气 油 汞 气 油 汞 气 油 汞 细管驱替实验细管驱替实验 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

8、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 岩心岩心 试验方法、模试验方法、模 拟方法和灵敏度拟方法和灵敏度 测试相同。测试相同。 岩心驱替更难岩心驱替更难 以解释，因为它以解释，因为它 排除重力分层、排除重力分层、 粘性指进、湿润粘性指进、湿润 性及非均质性等性及非均质性等 造成的影响，但造成的影响，但 它更接近于地层它更接近于地层 的实际情况。的实际情况

9、。 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。 100 80 60 40 20 0 100 80 60 40 20 0 0 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：

10、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。效率要比粘性指进和面积扫油效

11、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。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。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该地区位于美国德克萨斯州Hockley县的西南部县的西南部 地区，从地区，从1994年开始，实施年开始，实施CO2驱油到现在该油田驱油到现在该油田 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，

12、得出的无因次三次采油产量预测，可的网格实例，得出的无因次三次采油产量预测，可 得到以下结论：得到以下结论： 拟合准确的拟合准确的CO2驱油响应的关键因素是选择合适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。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混相驱油数据模型研究 江苏江苏FM油田油田F14断块为一断鼻构造，构造的两翼断块为一断鼻构造，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，

13、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。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，用为了确立注气过程中的有关参数，用COMPIV全全 组分数模软件组分数模软件模拟模拟CO2驱混相和非混相驱油过程，进驱混相和非混相驱油过程，进 行了行了CO2驱预测计算，目的是确立有关参数的敏感性驱预测计算，目的是确立有关参数的敏感性 程度。程度。 注入体积 HCPV 换油率 提高采收率 低部位注入低部位注入 0.25HCPV 数模中低注入部位的敏感性 在同样的油藏压在同样的油藏压 力和变化的注入量力和变化的注入量 下，提高采收率和下，提高采收率和 CO2

14、驱换油率的乘驱换油率的乘 积由积由4.37升至升至63.34， 之之后略有下降。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 通过五个压力点通过五个压力点 组成的驱油效果可组成的驱油效果可 知，在低于知，在低于MMP 时，油藏压力极大时，油藏压力极大 地影响驱油效果，地影响驱油效果， 而在而在MMP以上时，以上时， 基本无影响。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的最有效途径，同时，也是增加项目抗风险能力的保 证。证。 通过对累计注

15、入量、注入压力、注入速度等的模拟通过对累计注入量、注入压力、注入速度等的模拟 计算表明，影响计算表明，影响F14F14断块断块COCO2 2驱油效果的最主要因素为驱油效果的最主要因素为 累计注入体积累计注入体积和和注入时的油藏压力注入时的油藏压力。 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

16、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

17、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 这种完井管柱可这种完井管柱可 分注多层。其特点分注多层。其特点 是：井下控制注入是：井下控制注入 量，调配注入量不量，调配注入量不 动管柱，能分层注动管柱，能分层注 入和分层测试。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 该完井管柱可分该完井管柱可分 注两层。其特点是：注两层。其特点是： 地面控制注入量，地面控制注入量， 调配不动管柱。但调配不动管柱。

18、但 施工工艺复杂，成施工工艺复杂，成 本较高。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 注水井转注注水井转注CO2应首先检测固井质量、套管损坏情况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 到转注到转注CO2的目的。修

19、补老注水井进行二次完井比钻一的目的。修补老注水井进行二次完井比钻一 口新井能节约口新井能节约50%的费用。的费用。 二次完井主要有三种方法：二次完井主要有三种方法： 1 1、挤水泥进行套管修理二次完井；、挤水泥进行套管修理二次完井； 2 2、侧钻工艺进行套管修理二次完井；、侧钻工艺进行套管修理二次完井； 3 3、挤水泥加衬管二次完井。、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

20、的情况二次完井前的情况 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 该管柱尾管用水该管柱尾管用水 泥固结于完钻井深泥固结于完钻井深 处，缓蚀剂沿内外处，缓蚀剂沿内外 油管环形空间注入，油管环形空间注入， 流经外油管挂上的流经外油管挂上的 槽，到达井底，随槽，到达井底，随 产出液从内油管流产出液从内油管流 出。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

21、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 COCO2 2驱常用的封隔器有张力封隔器、水力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、

22、皮碗封隔器封隔器、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，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。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

23、超覆工艺技术 美国美国30多个油田的多个油田的CO2的矿场试验表明：工艺上的矿场试验表明：工艺上 最大的困难是最大的困难是CO2对井下管柱及工具的腐蚀对井下管柱及工具的腐蚀。 在相同浓度下，在相同浓度下，CO2溶液比完全解离的强酸更具腐溶液比完全解离的强酸更具腐 蚀性。蚀性。CO2腐蚀产物在金属表面形成保护膜，但常有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、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。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、的腐蚀程度取决于多种参数：温度、压力

24、、 CO2含量、湿度、水的含量、湿度、水的pH值、水的组份、沉淀物和值、水的组份、沉淀物和 流动条件等。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 =3.0MPa 2、PCO2 =0.1MPa 50 100 150 200 腐蚀速率腐蚀速率mm/a (g/m2.h) 11.0(10) 5.5 (5) 温度温度 ( ) PCO2（MPa）腐蚀程度 0.21严重腐蚀 0.020.21可能腐蚀 0.021不产生腐蚀 CO2腐蚀程度 防腐工艺技术 1、注缓蚀剂(两种) 一种是水溶性有机物，要给出缓蚀剂的最低一种是水溶性有机物，要给出缓蚀剂的最低 浓度，并

25、不断地向溶液中添加缓蚀剂。浓度，并不断地向溶液中添加缓蚀剂。 另一种是含有分散剂晶粒的非水溶性有机物，另一种是含有分散剂晶粒的非水溶性有机物， 须充分搅动使其到达金属表面形成防腐膜。须充分搅动使其到达金属表面形成防腐膜。 缓蚀剂缓蚀剂 名称名称 剂量剂量 （g/l） 腐蚀速率腐蚀速率 （g/m2.h） 缓蚀率缓蚀率 （%） 使用使用 条件条件 SC- 201F 0.050.7110 严重局严重局 部腐蚀部腐蚀 SC- 203F 0.050.399231空白斑空白斑 点腐蚀点腐蚀 SC- 204F 0.050.416328局部局部 腐蚀腐蚀 WS1- 02 0.050.260454.76均匀轻均

26、匀轻 微腐蚀微腐蚀 注缓蚀剂防腐 常用的几种COCO2 2缓蚀剂效果 缓蚀剂的添加有连续注入、周期性注入和挤注处理缓蚀剂的添加有连续注入、周期性注入和挤注处理 （即把一定量的缓蚀剂泵入井中，然后挤入油层使之（即把一定量的缓蚀剂泵入井中，然后挤入油层使之 慢慢返出）等三种。慢慢返出）等三种。 在在Little Creek油田油田CO2驱试验中，采用了连续注入驱试验中，采用了连续注入 方式：缓蚀剂由环形空间加入，通过单向阀进入井中，方式：缓蚀剂由环形空间加入，通过单向阀进入井中， 并随产出流体经油管向上循环返出。并随产出流体经油管向上循环返出。 1、410ss采油树 2、改装连接器 3、缓蚀剂 4

27、、短节9Cr-1Mo 5、特形接头 6、封隔器 7、钢丝滤网油管 密西西比密西西比CO2驱油油田驱油油田 装有防砂装置的采油井装有防砂装置的采油井 注缓蚀剂防腐 2 2、涂防腐层、涂防腐层 以保护膜的形式，较长时间地隔离腐蚀环境与完井以保护膜的形式，较长时间地隔离腐蚀环境与完井 管柱和井下工具钢材的直接接触，防止和减轻腐蚀。管柱和井下工具钢材的直接接触，防止和减轻腐蚀。 3 3、选用防腐材料、选用防腐材料 一种是管柱及其工具完全采用不锈钢和耐腐蚀合金一种是管柱及其工具完全采用不锈钢和耐腐蚀合金 材料来取代碳钢，如材料来取代碳钢，如13%Cr1%Mo钢等；钢等； 另一种是通过在关键部件使用不锈钢

28、或耐腐蚀合金另一种是通过在关键部件使用不锈钢或耐腐蚀合金 材料，在管柱内涂层使用非金属材料和添加缓蚀剂等材料，在管柱内涂层使用非金属材料和添加缓蚀剂等 综合治理的方法。综合治理的方法。 防腐工艺技术 材料名称材料名称 性性 能能 压力压力 (MPa)(MPa) 温度温度 （） 硬度硬度氯化物环境氯化物环境H H2 2S S环境环境 低碳低碳 合金钢合金钢 0.20.2 1 1 148.148. 9 9 HRC2HRC2 2 2 抗蚀性能抗蚀性能 不好不好 要求低于要求低于 HRC22HRC22 9Cr-9Cr- 1MoAISI1MoAISI 41013Cr41013Cr 148.148. 9

29、9 HRC2HRC2 2 2 抗蚀性能抗蚀性能 不好不好 抗蚀性能抗蚀性能 不好不好 二联二联 不锈钢不锈钢 176.176. 7 7 HRC2HRC2 8 8 抗蚀性能好抗蚀性能好抗蚀性能好抗蚀性能好 奥氏体奥氏体 不锈钢不锈钢 65.665.6HRC2HRC2 2 2 抗蚀性能抗蚀性能 不好不好 抗蚀性能好抗蚀性能好 镍镍- -钴合钴合 金金 不受不受 限制限制 HRC35HRC35 抗蚀性能好抗蚀性能好抗蚀性能好抗蚀性能好 金属材料抗金属材料抗CO2腐蚀性能腐蚀性能 油井油井 类型类型 气源井气源井注入井注入井采油井采油井 防腐防腐 工艺工艺 聚合物或塑聚合物或塑 料涂层；料涂层； 连续

30、或间歇连续或间歇 注入缓蚀剂。注入缓蚀剂。 注前对注前对CO2进进 行脱水处理；行脱水处理； (含水含水50ppm)。 装密封圈；装密封圈； 向环形空间向环形空间 注入柴油注入柴油。 除采用不锈钢除采用不锈钢 和耐蚀合金材料和耐蚀合金材料 进行防腐外，应进行防腐外，应 用缓蚀剂结合内用缓蚀剂结合内 涂层油管也可有涂层油管也可有 效防腐。效防腐。 在科罗拉多州西南部的迈克在科罗拉多州西南部的迈克 伊尔摩气田的气源井，伊尔摩气田的气源井， CO2含含 量高达量高达98%，并含有少量，并含有少量H2S 和和H2O，采用聚合物和塑料涂，采用聚合物和塑料涂 层的管柱，效果很好。层的管柱，效果很好。 美国

31、凯利斯奈德油田萨克罗克区注美国凯利斯奈德油田萨克罗克区注 入井采用塑料涂层的入井采用塑料涂层的J-55油管，封隔油管，封隔 器内涂有塑料、轴心镀镍，套管也采器内涂有塑料、轴心镀镍，套管也采 用玻璃钢衬里。此外还经常注入缓蚀用玻璃钢衬里。此外还经常注入缓蚀 剂和除氧剂，较好地控制了腐蚀。剂和除氧剂，较好地控制了腐蚀。 萨克罗克萨克罗克CO2驱工程中采驱工程中采 用了改性环氧酚醛树脂薄膜用了改性环氧酚醛树脂薄膜 涂层，有效减少涂层的气孔涂层，有效减少涂层的气孔 和疵点，确保涂层的完整性。和疵点，确保涂层的完整性。 不同类型井的防腐工艺及应用不同类型井的防腐工艺及应用 矿场实施前，应对采出过程进行系

32、统优矿场实施前，应对采出过程进行系统优 化，加强产出液气体分压析出、酸性液体化，加强产出液气体分压析出、酸性液体 腐蚀、油井采油压差等的研究。着重探讨腐蚀、油井采油压差等的研究。着重探讨 油藏不同压力、不同含水期的腐蚀速率。油藏不同压力、不同含水期的腐蚀速率。 采取综合防腐措施，必要时，采油树及井采取综合防腐措施，必要时，采油树及井 下工具可采用不锈钢加工。下工具可采用不锈钢加工。 防腐工艺调研的启示： 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

33、技术 7、 防止粘性指进和防重力超覆工艺技术 第六节 CO2驱结垢机理及预防结垢的工艺技术 在采油生产中不同程度地存在着结垢问题，在采在采油生产中不同程度地存在着结垢问题，在采 出管线、油水分离泵、输油泵等处容易结垢。出管线、油水分离泵、输油泵等处容易结垢。 世界范围内CO2驱采出井驱采出井结垢普遍存在 大庆油田早期注大庆油田早期注CO2在整个在整个15个月的试验期内，从个月的试验期内，从 生产井采出的碳酸盐垢总量达生产井采出的碳酸盐垢总量达11.6t之多。结垢之后再之多。结垢之后再 进行处理是十分消极和被动的。进行处理是十分消极和被动的。 大庆小井距试验的结垢大庆小井距试验的结垢 油层中有大

34、量可结垢离子；油层中有大量可结垢离子； 在油层条件下，二氧化碳在水中溶解度很高， 这样就抑制了沉淀的发生。 采出管线中温度的升高和压力的降低。采出管线中温度的升高和压力的降低。 水套加热炉沉淀量最多。 碳碳 酸酸 钙钙 溶溶 解解 度度 mg/ L 0 10 20 29 39 49 56 CO2分压，分压， MPa COCO2 2分压对碳酸钙溶解度的影响分压对碳酸钙溶解度的影响（曲线 1）和不同和不同COCO2 2分压下温度对碳酸钙溶分压下温度对碳酸钙溶 解度的影响解度的影响（曲线2，1MPa；曲线3， 4MPa；曲线4，12MPa） 600 500 400 300 200 100 10 38

35、 66 93 121 149 温度温度 1 4 3 2 结垢成因： 结垢的预防与处理结垢的预防与处理 参考国内外注参考国内外注CO2井口结垢经验，为减少设备损耗井口结垢经验，为减少设备损耗 和产能损失，建议和产能损失，建议以预防为主以预防为主。 磁法防垢: 在加热器水管上安装一个永磁软水器。优点是操作简在加热器水管上安装一个永磁软水器。优点是操作简 单，不消耗其它材料和能源，安装后可一劳永逸，缺点单，不消耗其它材料和能源，安装后可一劳永逸，缺点 是效果不够稳定。是效果不够稳定。 阻垢剂防垢: 应根据油田具体情况，通过室内沉淀试验和模拟试验，应根据油田具体情况，通过室内沉淀试验和模拟试验， 选择

36、阻垢剂。选择阻垢剂。 印度安那地区采出水印度安那地区采出水 得克萨斯地区注入水得克萨斯地区注入水 怀俄明地区采出水怀俄明地区采出水 HCOHCO3 3- - CL CL- - SO SO4 42- 2- Ca Ca2+ 2+ Mg Mg2+ 2+ CO CO2 2 21560 80 1080 320 1510 36750 4000 2120 1290 360 1804 4770 5 40 20 9 阻垢剂氨基三甲叉膦（阻垢剂氨基三甲叉膦（ATMP）的应用）的应用 在印第安那地区的油井垢质堵塞采出管线，常常使生产 中断。在一些注水井中注入10mg/L的ATMP，连续处理两年， 解决了硫酸钡沉淀问

37、题。 美国得克萨斯地区，井筒和油层内有碳酸盐沉积物生成， 引起注水压力升高。注入3.5-4.0mg/L的ATMP，在一年多时 间里，注水压力未再增加。 怀俄明地区油井加热器内每隔13个月就产生严重碳酸 盐结垢，用34mg/L的ATMP处理，有效地控制了结垢。 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 第七节 CO2驱油过程中防止粘性指进和 防重力超覆工艺技术 粘性指进粘性指进、重力超覆重力超覆以及以及

38、油层的非均质性油层的非均质性等因素的等因素的 存在，严重制约了注入气的波及效率，这是限制采收率存在，严重制约了注入气的波及效率，这是限制采收率 提高的主要原因。提高的主要原因。 气气 油油 因粘滞力出现粘性指进 因重力差出现简单舌进 气气 油油 传统做法-水气交替注入 连续注连续注CO2气体；气体； 注碳酸水（注碳酸水（ORCO法）；法）； CO2气体或液体段塞后面紧跟注水；气体或液体段塞后面紧跟注水； 同时注同时注CO2气体和水；气体和水； CO2段塞后交替注水和段塞后交替注水和CO2气体。气体。 因因CO2和水的密度差异迅速分离，使水防和水的密度差异迅速分离，使水防 止止CO2指进与窜流的

39、能力大大降低；指进与窜流的能力大大降低； 降低降低CO2与原油的接触效率，难以形成混与原油的接触效率，难以形成混 相带。相带。 泡沫的应用 在水气交替注入过程中用表面活性剂溶液代替注在水气交替注入过程中用表面活性剂溶液代替注 水，形成泡沫，降低流度。一般可使水，形成泡沫，降低流度。一般可使COCO2 2流度降低流度降低 50%50%以上。以上。 由于高达由于高达85%85%95%95%的部分都是气体，这意味着的部分都是气体，这意味着 可以用少量的水就能达到较好的降低流度的目的。可以用少量的水就能达到较好的降低流度的目的。 近来国外的现场实践证明： 活性剂类别活性剂类别阴离子阴离子非离子非离子

40、在盐水中在盐水中 溶解性溶解性 较好较差 发泡能力发泡能力在高温、高含盐油 层内形成泡沫的能 力强 在高温、高含盐的油层内易 与油水形成乳化凝胶相，使 发泡能力降低。 泡沫稳定性泡沫稳定性泡沫界面膜牢固， 比较稳定 泡沫界面膜很脆，不稳定 岩石吸附量岩石吸附量砂岩表面吸附少， 碳酸盐岩石表面吸 附多 砂岩表面吸附多，碳酸盐 岩石表面吸附少 泡沫质量泡沫质量较低高 价格价格便宜贵 以泡沫控制流度-活性剂性质 浓度浓度 (wt) CD1045 CMC 木质素磺酸盐木质素磺酸盐 IFT （ （dye/cm) 25 20 15 10 5 0 0.001 0.01 0.1 1 10 木质素磺酸盐是一种木

41、质素磺酸盐是一种 低廉的造纸和制浆工业低廉的造纸和制浆工业 的副产品，价格低廉且的副产品，价格低廉且 易于得到，已经作为有易于得到，已经作为有 效的牺牲剂而应用到注效的牺牲剂而应用到注 CO2驱中。可将基础处驱中。可将基础处 理剂减少理剂减少80%。 SPE56609Jyun-Syung介绍的介绍的 牺牲剂的降低表面张力的效果。牺牲剂的降低表面张力的效果。 木质素磺酸盐的应用木质素磺酸盐的应用 混合活性剂影响表面性质；当两种活性剂体系拥混合活性剂影响表面性质；当两种活性剂体系拥 有相同的键长时，驱替效果最优。有相同的键长时，驱替效果最优。 表面活性剂的混和使用 Sharma etal发现：发现： 减少活性剂的费用；减少活性剂的费用； 降低与由