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大庆榆树林油田解锁CCUS驱油密码
  新闻来源:石油商报 2023-03-30 11:01  

  大庆榆树林油田二氧化碳驱油区块是大庆油田首个CCUS示范工程,由二氧化碳捕集、驱油与埋存三部分组成。目前,大庆油田已建成国内最大的二氧化碳非混相驱现场试验区。榆树林油田二氧化碳驱油区块投产至今,累计注气121.4万吨,累计产油40.4万吨,累计埋存二氧化碳115.9万吨。

  地下:“驯服”二氧化碳入地驱油

  大庆长垣外围“三低”油田是大庆油田原油3000万吨高质量稳产的有力补充,但由于其低产、低渗透、低丰度的特点,已动用储量的挖潜难度越来越大。以榆树林油田为例,这个油田77.9%的扶杨三类油层渗透率小于2毫达西,其储量占比2/3,属于“磨刀石”般的“三低”油田。

  “磨刀石”油田,物性差、开发难,含油的岩石坚硬致密,水、化学助剂都不易进入孔隙中。“如果采用二氧化碳驱油的方法,就可以将很多低渗透油气藏的难动用储量变为优质储量。”大庆榆树林油田副总地质师杨铁军说。面对有潜力缺办法,有储量缺能量的情况,榆树林油田以气驱油,“驯服”二氧化碳入地驱油。此举不仅可以降低二氧化碳排放,还能提高原油采收率,经济效益和社会效益显著。

  2004年,榆树林油田开始研究二氧化碳驱油可行性,获得一定认识。2007年进入先导试验,2014年开始工业化扩大试验,经过18年的探索攻关,大庆油田对特低渗透油藏的认识逐步清晰,方向更加明确。同时,随着天然气开发与生产规模的扩大,以及与各相关行业的合作加强,使二氧化碳气源得到保障,推广二氧化碳驱油的时机日渐成熟。“我们创新非混相驱提效开发设计技术,不断扩大局部混相区域,驱油效果显著。现场试验证明,可比水驱提高采收率10个百分点。”杨铁军说。

  据了解,榆树林油田二氧化碳驱油试验区主要分为两种类型,一种是新区直接注气开发的树101区块,另一种是水驱转气驱的树16区块。

  在树101先导试验区,榆树林油田采用超前注入二氧化碳的方法提高地层压力,油井可以不压裂直接投产,产量达到水驱压裂井的水平,并且有一定的稳产期,阶段换油率达3:1,颠覆了特低渗透区块“不压裂不出油”的观念。树16区块水驱转气驱后,注入井开井率提高了55%,解决了注入难的问题。单井日产油由0.46吨上升至1吨以上,实现了产量翻番,自然递减率也得到有效控制。在油井开井初期,区块日产油从注气前的30多吨升至80吨,近几年一直稳定在60吨左右,开发形势持续向好。

  地上:“量身打造”驱油配套技术

注采班员工正在录取二氧化碳驱现场生产资料。李东亮 摄

  经过18年的开发实践,榆树林油田对驱油机理有了更深刻的认识,发展了整套开发方案设计、气驱开发动态监测及开发调整技术,形成了一套相对完善的采油及地面配套技术,并制订相关技术标准、管理制度及操作规范。

  杨铁军介绍说:“整个大庆外围油田有丰富的低渗透储量,都能尝试应用二氧化碳驱油技术优选开发。榆树林油田的技术成果及管理经验,为中国石油气驱规划的顺利实施奠定了坚实基础,气驱的万里长征路,我们已经迈出了一大步。”

  榆树林油田二氧化碳驱油试验起步之时,国内相关研究尚属研究探索阶段,针对大庆外围储层非混相、油层薄、分布零散等特点,榆树林油田提出了提效果、降投资、控成本的开发思路,在系统分析全产业链关键节点的基础上,开展特色技术攻关并取得重大突破。

  创新非混相驱提效开发设计技术。通俗地讲,二氧化碳驱油是通过实现二氧化碳和原油互相融合、降低流体黏度,达到提高采收率的目的。实现混相理想状态的关键,就是压力指标。井无压力不出油。油田开发要充分比对各种压力数据,达到“既能最大限度驱油、又不破坏油层”的平衡。榆树林油田混相压力高于地层压力,属于非混相油藏,破裂压力又高于混相压力,利用压力空间、提升油层压力,实现混相区域最大化,是改善非混相驱开发效果的核心。

  创建非混相驱全过程开发调整技术。榆树林油田以扩大混相区域为核心,提出“保流压、防气窜”调整理念,形成了“参数优化+分层调整+气窜防控+措施引效”调整技术组合。这项技术应用以来,实现连续9年产量无递减,气油比控制在100立方米/吨以内。

  首创井下超临界流体单管多段分注技术。随着驱油开发的推进,为了做到精准开发,技术人员加大攻关力度,提出像分层注水那样实现分层注气的目标。经过多次技术攻关和现场试验,他们发明了机械可调配注器,实现了对超临界流体井下分段流量的精准调控。此举可实现2至5段分注,单层的日流量控制范围5至100立方米,分注后差油层吸气比例提高41个百分点。

  此外,技术人员还配套发明了高密度无固相压井作业、不同类型的长效封窜工艺以及低成本地面工艺简化技术,较好适应了二氧化碳驱工业化的开发需求。

  全流程:建设300万吨级CCUS示范工程

  按照中国石油清洁替代、战略接替、绿色转型“三步走”战略部署,大庆油田找准潜力,科学谋划,靠实规划,力争“十四五”末建成二氧化碳注入能力300万吨、100万吨产油能力非混相驱全流程示范工程,形成百万吨级高低浓度捕集示范、百公里百万吨级二氧化碳管输示范、百万吨级非混相驱油与埋存示范。

  扛起央企责任,确立建设“333”原则。在履行责任方面,大庆油田坚持“三个结合”,即碳减排与提高采收率结合、经济效益与社会效益结合、上产规模与产量规划结合;在油田未来发展方面,坚持“三个兼顾”,即常规与非常规储量兼顾、动用与未动用储量兼顾、外围东部与西部储量兼顾;在CCUS示范工程建设推进方面,坚持“三个优先”,即效果已落实的区块优先、水驱低产低效区块优先、已建气源的区块优先。

  大庆油田根据潜力和气源分布特点的调查研究,明确“常非并举,两个中心辐射周边,区域连片”的整体规划布局。常非并举,即南部常规油和西部致密油同步动用;两个中心辐射周边,即南部以A油田为中心,辐射周边常规油藏,西部以L油田为中心,滚动开发周边致密油和页岩油;区域连片,即逐步滚动外扩,区域连片,确保碳源与管道长期稳定运行。

  在建成CCUS示范工程的同时,大庆油田将建立二氧化碳捕集、管输、实验评价、油藏工程、注采工程、地面工程、腐蚀防护、安全评价与控制八大工程技术,建立CCUS全流程配套技术,形成可复制、可推广的非混相工业化应用体系。

  大庆油田积极融入现代能源体系建设,加快推动能源绿色低碳转型步伐,大力推进CCUS全产业链发展,强化CCUS核心技术突破和迭代升级,努力打造中国石油CCUS原创技术策源地,为推动中国石油建设基业长青的世界一流综合性国际能源公司,为助力中国实现“双碳”目标和世界能源低碳发展贡献大庆力量。

 
  【作者: 刘波 王燕妮】 关闭窗口
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