摘要：随着注汽开发逐渐深入，孤东主力稠油区块已进入开发中后期，单井蒸汽吞吐增油量越来越小，经济效益越来越差，逐渐失去吞吐潜力，需采取一定的措施延长其吞吐周期。此外部分稠油井受完井方式、井筒情况和注汽能力限制，无法实现注汽吞吐增效，针对上述原因，试验了CO2冷采吞吐工艺，该工艺具有投入少，不受井深限制和完井方式影响，降粘效果明显，但该工艺存在着增油机理认识不清，注入方式、注入参数无理论指导的情况，本文开展了孤东油田二氧化碳冷采吞吐工艺优化研究，重点开展了该工艺室内的增油、界面张力等机理研究，同时进行了CO2吞吐室内模拟实验研究，明确了现场选井条件，工艺优化后现场共实施试验井61井次，均取得了良好的冷采增油效果。
关键词：稠油区块；CO2冷采；增油机理；室内模拟；选井原则
0 前 言
针对二氧化碳冷采规模逐渐扩大，增油机理认识不清，注入方式、注入参数无理论指导的情况，本文开展了孤东油田二氧化碳冷采吞吐工艺优化研究，以指导现场实施。
1 CO2冷采吞吐机理研究
1.1 CO2在孤东稠油中的增油机理研究
（1）稠油粘温特性
利用MCR302型流变仪（奥地利AntonPaar公司）测定了三种脱气脱水稠油的粘温曲线，根据实验数据做出粘温半对数曲线如图1-1所示。可以看出，当温度为20℃时，油样1-3的粘度分别为9490mPa?s、3420mPa?s和910mPa?s，当温度为80℃时，原油粘度分别为399mPa?s、191mPa?s和44mPa?s。随着温度升高，三个油样的原油粘度急剧降低，原油粘度受温度影响极大，与温度接近线性的半对数关系，说明在稠油开采中使用热力降粘开采的必然性、必要性，通过提高稠油油藏温度是提高该类油藏采收率的主要途径。溶解降粘作用是CO2吞吐过程中最主要的增油机理。
图1-1实验不同脱水脱气原油的粘温半对数曲线
（2）稠油降粘机理
通过PVT配样器测定气体不同温度、压力对实验稠油油样溶解度及饱和压力下的体积系数，实验结果表明：一定温度下，CO2溶解度随压力增加而增大，一定饱和压力下，温度越高，CO2溶解度越小；原油越稠，CO2溶解度越小。油藏温度压力（65℃、13MPa）下CO2在油样1、2和3中的溶解度分别为80、84和86sm3/m3。
（3）稠油膨胀增能机理
温度对溶解相同量CO2在饱和压力下的稠油体积系数影响不大，温度升高油气混和物体积系数略有上升。在油藏温压条件下油样1、油样2和油样3溶解CO2后的体积系数分别为1.218、1.23和1.25。
实验证实：溶解CO2后的孤东稠油样品体积膨胀，增加了地层的弹性能量，起到膨胀增能效果，且有利于膨胀后的剩余油脱离地层水及岩石表面的束缚，变成可动油，增加产油量。膨胀增能作用是CO2吞吐过程中仅次于溶解降粘作用的重要增油机理之一。
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1.2 CO2-水-孤东稠油体系界面张力研究
（1）CO2-原油体系
低压下油滴呈较为圆滑纺锤状，压力升高达8.05MPa时，油滴形状开始变得不规则，压力达14.8MPa时，油滴与CO2之间的界面开始变模糊，这是由轻质组分被超临界CO2强烈抽提引起
通过实验证实，压力7-8MPa之前，平衡界面张力随压力升高而迅速降低，压力超过CO2临界压力后，降低幅度明显减小。孤东地层温压条件下CO2-原油界面张力可降至6mN/m，界面张力降低效果明显。
图1-2 不同温压条件下CO2-原油体系平衡界面张力
（2）CO2-原油-水体系
不同温度下CO2-原油-水体系平衡界面张力随压力变化曲线见图。为对比无CO2的原油-纯水体系和饱和CO2后原油-碳酸水体系的平衡界面张力，实验还测定了N2-原油-水体系的油水界面张力。
图1-3 不同温压下的CO2-原油-水体系平衡界面张力
结果表明：孤东油藏条件下原油-饱和碳酸水体系界面张力约为13mN/m，只有溶解N2后的原油-水体系界面张力值的一半，说明CO2能降低油水界面张力，增加油水界面活性。因此，在油藏水驱过后进行CO2驱或者CO2气水交替驱能够有效增加油藏洗油效率，提高原油采收率。
2现场应用
2.1 选井条件的确定
通过室内实验并结合油田CO2吞吐成功实例，根据CO2使原油膨胀、降粘、萃取原油中轻质组分、改善油水流度比、地层渗透率等增油机理，结合油藏、地层流体和储层岩石特性，建立CO2单井吞吐评价体系。同时结合现场实施井效果，从实施井油层厚度、粘度、静压、措施前日液、日油、含水等几方面对措施效果进行分析，最终确定了具体指导标准（详见表3-1）。
2.2 现场应用效果
（1）实施情况
工艺优化后，孤东油田现场应用二氧化碳冷采工艺实验井61口，措施前平均日液5.7吨，日油1.1吨，含水76.9%，措施后平均日液12.4吨，日油2.1吨，含水83%，累计增油5549吨。
（2）经济效益
二氧化碳价格980元/吨，原油价格按4000元/吨，共投入360万元，产出2219.6万元，投入产出比1：6.1。
参考文献：
[1]王守岭，孙宝财，王亮．CO2吞吐增产机理室内研究与应用[J]．钻采工艺，2004，27（1）：91-94
[2]袁广均，王进安，周志龙，等．二氧化碳驱室内试验研究[J]．内蒙古石油化工，2005，8：94-96．
[3]关振良，谢丛姣，齐冉，等．二氧化碳驱提高石油采收率数值模拟研究[J]．天然气工业，2007，27（4）：142—144．
论文作者:程显光
论文发表刊物:《文化时代》2020年1期
论文发表时间:2020/3/24
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