华东泰州采油厂的二氧化碳增油路

  [中国石化新闻网2021-03-29]CO2作为一种无色气体，在大众普遍结构认知里，主要用于饮料的碳酸饱和作用、救火、治疗当中，但很少有人知道CO2是油田提高油藏采收率的利器。
  早在上个世纪80年代，华东油气分公司就在11口井相继开展12井次的单井吞吐试验，累计注气4490吨，累增油1.07万吨。进入本世纪后，华东油气分公司泰州采油厂在采出程度高、综合含水高的储家楼油田开展非混相驱试验，井组日增油8.7吨，累计增油1.76万吨，采收率提高2.9%。
  经过长达三十多年的CO2应用、管理和探索，分公司在落实碳减排，进军碳中和同时实现了绿色开发。2020年底，《苏北二氧化碳驱开发技术应用项目》获集团公司“十三五”高效开发项目奖，泰州采油厂成为中石化首个CO2驱示范区，也是应用最为成熟的基地之一。
  老油田怎么跑？
  泰州采油厂的草舍油田开发于1979年，是华东分公司发现最早的油田之一，也是分公司的主力油田之一。油田发育着多套含油层系，油藏资源丰富。油藏类型及驱动方式多样，既有高渗透垛一段、戴一段油藏，也有低渗透阜宁组、泰州组油藏。
  油气沿着阻力较小的通道运动时，最后总会再聚集为残余油。由于界面张力的存在，导致了这部分残余油像孤立的水珠附着在地下岩石的孔隙表面，加上草舍油田的油藏多样性，开采难度不断加大。2005年，油田步入开发后期时，采油厂在草舍泰州组实施CO2驱。“在实施气驱的同时，采油厂于2018年加大堵水工作，并通过合理的注气井网设置和有效注气量，提升了草舍油田的采收率。”厂长唐建信说道：“老油田逐步年轻化，并开始奔跑，拓宽了我们治理其他油田的工作思路。”截止2020年底，草舍泰州组累计注气26.86万吨，区块累计受效增油7.4万吨。
  在用CO2驱改善草舍油田的同时，2016年，采油厂又在开采了17年的台南老油田选出4口井实施水气交替试验，随后就有6口油井显著受效，增加日产能10吨，CO2驱运用走出了“采油厂”步伐；针对高含水油井，采油厂人又创新实践草中底水废弃油藏CO2顶驱、洲城“三高”油藏2C驱、兴北稠油藏2C吞吐三项增产技术，当年增油约5000吨，CO2和化学剂的加合增效有效显现；单井投资大的特低渗油藏的张家垛阜宁组也因在坚持注气开发、保持地层能力、油井产量稳中有升，2018年提前27天完成当年产量目标任务，并扔掉了“亏损”几年的帽子。
  低效油田怎么治？
  苏50井是草舍阜三段油藏早期探井，因储层的强水敏，一直未实施注水开发，后因低产而关停。2011年8月采油厂实施同步注气开发，建成6注13采井网，2013年全面见效，日产油由20吨上升至43吨，累计注气17.93万吨，累计增油4.35万吨。
  注气开发带来的好处让技术人员把目光对准了油藏条件差的，也就是低效油田上。
  金南油田阜二段为致密性油藏，裂缝发育，油井水窜造成油田低效。2014至2017年，通过实施水平井井组CO2吞吐试验，累注气0.65万吨,累增油0.82万吨，井组提高采收率5.71%；北汉庄油田开发于2005年，地质储量100万吨，开发至2016年未时油田综合含水高达92%，因此又被扣上了“低产、低效”的标签。2017年，采油厂加大油藏储层评价和剩余油的分布分析、研究工作，有效实施2C（二氧化碳+化学剂）措施后日产油由0.3吨上升至9.5吨，含水率由99%下降至3%。采油厂人趁热打铁，随后在兴北Es1水平井实施2C吞吐也见效后，及时将CO2增油工艺及时推广至边水水淹的红庄Es2、北汉庄Es1等油藏。当年实施2C措施15井次，累计增油1365吨，其中北1-P2井含水率由措施前的87%下降至10%，日产油由2.5吨上升至8.1吨。
  稠油水平井的水淹治理，一直是困扰油田开发者的技术难题。红1平2井作为红庄油田一口采出程度较高的高含水稠油水平井，长期以来依靠2C吞吐控水挖潜。“油井在经过多轮次的2C吞吐措施后，井周围优势渗流通道剩余油减少，吞吐介质扩大波及范围有限，导致效果逐轮次变差。”采油厂生产管理室主任梁珀告诉记者。
  在2018年底采油厂一次技术讨论会上，参会人员大胆决定将2C吞吐技术和堵水技术相结合，用堵剂封堵水窜渗流通道，迫使吞吐介质波及到相对低渗区域进行洗油，通过堵水洗油，发挥出两种措施的长处，有效挖潜剩余油。措施后的红1平2井日产油由0.6吨提升至3.6吨，含水由97%下降至70%。
  找“油”不怕巷子深
  原油藏在地下千米之外的地方，原油也并不像老百姓想像中一样，抽油杆一抽就到了井口。原油地下“生存”状态有的像蛋糕里的夹心，有像趣多多饼干里的巧克力豆，还有的就像饭店里南瓜芝士里那样平铺在油藏的最上面……不同的地层油藏结构里，“夹心”、“巧克力豆”、“芝士”原油们或长或短、或厚或薄，或多或少。
  草舍油田的草中阜三段为典型的低渗多油层油藏，就像一只并不松软的蛋糕，看着很多夹心但每层都很少，你用力压一压蛋糕本身，蛋糕几乎纹丝不动，更别说挤压出里面“夹心”原油了。正因如此，阜三段油藏采收率很低，为开采出这部分“夹心”，采油厂于2011年对草中断块进行同步注气开发，但随着注气开发时间的增加，阜三段局部形成气窜通道，造成CO2驱波及效率降低，2019年，草中区块日产油仅为8吨。针对这种情况，2020年初，厂地质研究所立即组织技术人员开展《低渗油藏CO2驱注采方式优化及数模》课题研究和实践工作。通过细致分析，及时制订和调整注入井增注、气水交替、井网恢复等技术措施，并根据油井生产动态实施油井开关控制生产，草中1-6井至受效以来一直保持自喷，并通过连喷带抽保持产量稳定，随后草中1-1、草中1-4井相继见效增油，区块日产油水平上升，仅2020年增油3155吨，自然递减率-18.3%。
  开发于1990年的溪南庄油田属于中高渗油藏，2020年油田日产油不足2吨，综合含水超过95%。为进一步提高采收率，采油厂优选该区块作为CO2非混相驱试验区块，并将关停井QK-38井和侧平苏204井转为注气井，同时为完善注采井网，复产特高含水井溪南平1、溪南平2，建成二采二注注采井网。
  “高含水，高采出程度的强底水油田，提高采收率的方法一直很少，像溪南庄这种黏度大、流度比差异大、底水锥进的油藏，治理难度就更大了。所以，我们考虑到CO2的超覆、绕流、降粘、降低表面张力等特性，探索性地开展提高采收率的工作。”梁珀继续说。
  针对溪南平1井井口油、套压上升的现状，采油厂制定了先焖井扩散再放喷求产的施工方案。施工结束后，日产量由0.2吨上升到4.5吨，为中高渗油藏CO2非混相驱的推广提供有效的矿场依据。
  “不管油藏结构有多复杂，不管原油藏在哪个角落，我们都会坚定不移地‘找’下去！”厂长唐建信说：“十三五期间，我们摸索编制5项CO2驱技术规范，并针对不同类型油藏不同开发阶段不同油质，先后建立16个CO2驱（吞吐）开发单元，年注入量16万吨，开展混相、非混相、吞吐、“2C”等CO2增油技术试验、攻关及推广工作，平均换油率2.75t.CO2/（t.oil）。”