φ ×Soi 原油密度，g/cm3 渗透率，10-3μm2 原油粘度，mPa 油层厚度,m 边底水体积大小
>0.5
>0.1 <0.9 kh/μ>3 <15000 >6 不大
一、地层降粘技术调研
1、热采
蒸汽驱
蒸汽驱是稠油油藏经过蒸汽吞吐开采以后,进一步提高原油采收率的
主要热采阶段。 原理：蒸汽驱是把高温蒸汽作
化学驱
一、地层降粘技术调研
1Hale Waihona Puke 热采稠油热采是利用热力驱使稠油流动，降低粘度的一种开采方式，主要
分为蒸汽吞吐、蒸汽驱和火烧油层。 蒸汽吞吐
油藏条件及开发条件
1 2 3 主 要 油 藏 参 数 油藏埋深，m 净总厚度比 有效孔隙度，%
一般界限
<910 >0.5 >0.2
4
5 6 7 8 9 10
原始含油饱和度，%
一、地层降粘技术调研
3、化学驱
化学驱是将药剂注入地层，通过药剂与地层原油的作用进行降粘开采
的方法。现场主要使用的为催化剂和水溶性自扩散降粘药剂。
催化剂 催化剂吞吐的机理催化剂通过断裂沥青质间的C-O、C-S、S-H等极性键（其 中C-O键能360kJ/mol、C-S键能272kJ/mol、S-H键能368kJ/mol），并阻止其再次 聚集叠合，降低沥青质和胶质的含量，从而实现降粘的目的。在地层中实现药剂 在高温高压条件下直接与原油反应，优化反应效果的同时，在反应阶段降低药剂 主剂成分损耗。
HDCS
郑411
稠油油藏
稀油油藏 水驱后期 稀油油藏 注水困难 稀油油藏 水驱后期 稀油油藏
1340
68
13.40
23 17 23 原始36 /
12-24Pa.s
/ 地下2.43mPa.s 20.11-106mPa.s 地下4.9mPa.s
中原 气水交替 濮城沙一下 江苏 气水交替 华东 CO2驱 富14断块 草舍 油田 葡萄花北
2
CO2注入泵
可用700型泵车代替 需进一步查阅论证*
3
4
喂液泵
加热设备
一般为屏蔽泵
一般自制： 电加热或热交换
四、CO2注入工艺技术调研
3、井下管柱与井口选择
调研多个油田注CO2管柱设计的共性：防CO2腐蚀油管+滑套开关
或机械洗井开关+水力锚+封隔器+尾管阴极保护器，保证材质相同。
华东草舍油田管柱 中原油田管柱
三、国内外CO2-EOR现状
1、国外CO2-EOR现状
年代 20世纪50年代
20世纪70年代 20世纪80年代 20世纪90年代
进展 许多国家开始室内及现场研究
美国和前苏联进行大量工业试验 美国取得飞速发展 技术日趋成熟，美国广泛采用 100多个
美国原油价格与CO2项目进展
目前，CO2驱已成为三大EOR方法之一。（热采、聚合物驱和CO2驱）
超稠油注CO2开发技术调研
工程技术研究院
二○一二年十月
汇 报 提 纲
一、地层降粘技术概况 二、CO2吞吐技术概况
一、地层降粘技术调研
稠油地层降粘技术主要分为三类：热采、气混相驱及化 学驱。
热采
蒸汽驱、蒸汽吞吐、火烧油层
气混相驱
二氧化碳驱、二氧化碳吞吐、氮气、 天然气驱 催化剂，水溶性自扩散降粘体系
2. 原油膨胀:二氧化碳可在碳氢化合物中充分溶解，使体积增加30～50%。
原油膨胀后使孔隙压力升高，部份残余油被驱入井筒，甚至在被二氧化碳局部 饱和地带，使其相渗透率提高，使驱油效率提高6～10%。
3. 增加注入能力:二氧化碳与水的混合物略呈酸性，在砂岩中，由于PH值
降低，碳酸稳定了粘土矿物，生成的碳酸盐易溶于水，从而提高了注入能力。
测定采油井静、流压，监测地层能量恢复情况。
需要商讨的问题
单流阀与地面管线的选型； 油套环空防腐液体，CO2防腐剂的选择； 管柱需要详细设计； 注气前注不注水？
CO2装卸管线的扣型需要与气体运输车配合。
胜利郑411-平2井原油CO2溶解降粘曲线
二、 CO2吞吐技术概况
2、CO2作用机理
溶解膨胀
原油的膨胀系数与CO2物质的量分数、原油密度、原油相对分子质 量有关。郑411原油最大体积系数约为1.32，而一般轻质油可达1.83。
CO2-饱和原油的油层体积系数 （Simon和Graue 1965）
胜利郑411-平2井原油 溶解CO2膨胀系数
其他
50-126
10-23
塔河
144
65
与塔河油田YQ区块相似的区块没有，相似的地方仅有在超稠油 区块实施。在超稠油区块实施时，且一般与蒸汽相结合进行吞吐。 由于塔河油田稠油在地层中流动性比较好，无需与蒸汽相结合， 可以直接进行CO2吞吐。
四、CO2注入工艺技术调研
1、地面工艺流程
液相注入方式主要有三种方式：一是车载泵直接注入；二是罐车
井口选择：压力根据计算确定，材质EE级及以上。
四、CO2注入工艺技术调研
4、防腐工艺与其他配套
防腐工艺 各工具材质相同，避免电偶腐蚀； 保证注入CO2的质量，保证气体水含量小于200ppm； 定期或者连续注入防腐剂，尤其是油套环空； 注CO2完毕后，注柴油把CO2顶替进地层，不让CO2与水在管柱内接触； 尾管加阴极保护器； 采油井，选择防止CO2腐蚀的机抽设备，安装气锚，阻止CO2进入油管。 其他配套工艺
解的能力，因此，有较大量的轻烃组分被抽提进入气相，直到临界点，气液达到 平衡而混相。但是，当氮气在生产井底突破时，其强烈的抽提作用使原油不断失 去轻质组分变为重质原油而逐渐失去流动性，直至产生固态沉积，使油井的产能 急剧下降。
一、地层降粘技术调研
2、气混相驱
天然气驱 天然气驱主要解决的是波及体积的问题,从而将水驱时难以波及到的厚 油层顶部的剩余油驱替出来。
2、国内CO2-EOR现状
塔河油田与国内其他实施CO2-EOR油藏特征对比
油田 形式 CO2吞吐 CO2驱 CO2吞吐 油藏类型 水驱后期 注水困难 与蒸汽结合 开发稠油油藏 稠油油藏 深度，m 1000-3000 最大3000 6000 温度 压力，MPa 地面 粘度，50℃ 2.4-6万 毫帕秒 几十万 甚至上百万
序号 1 设备名称 低温储罐 要求性能参数 容量：25-120m3； 承压：2.4MPa； 温度：-25℃； 材质：16MnDR。 排量：≥8m3/h 出口压力：≥35MPa 吸入压力：2-4MPa 排量:12.5m3/h 出口压力:1.4-3.0MPa 将注入的CO2 升温至10-40℃以上 备注 可以用低温槽车代替
二、 CO2吞吐技术概况
2、CO2作用机理
机理：溶解降粘；膨胀作用；萃取轻组分；降低界面张力；溶解 气驱；酸化解堵。
CO2驱段塞图
CO2驱三相组成变化（多次混相）
二、 CO2吞吐技术概况
2、CO2作用机理
溶解降粘
轻质油溶解度为三、四百方（标准方），前人研究稠油一般一百 多。超稠油溶解降粘效果显著，能降至1/100，而一般原油仅能1/10。
成碳酸。固态俗称干冰。二氧化碳认为是造成温室效应的主要来源。
主要生产来源为化肥厂、造酒行业和炼厂。
二、 CO2吞吐技术概况
1、CO2的基本性质
31.1℃ 7.38MPa
临界点：31.1℃，7.38MPa。 超过31.3℃，为超临界状态，兼有
液体、气体的性质，流动性好、扩散性强，比重是水的0.6至0.8倍。
为载热流体和驱动介质，从注
气井持续注气，从相邻生产井 持续产油，利用注入的热量和
质量提高驱油效率的过程。从
驱油方式看，蒸汽驱全过程由 三种不同驱油方式组成。油层
蒸汽驱通常应用在经过吞吐后的油
井，对油藏无特殊要求。
先经过冷水驱，然后经过热水
驱，最后经过蒸汽驱。
一、地层降粘技术调研
1、热采
火烧油层
火烧油层是一种用电的、化学的等方法使油层温度达到原油燃点，
并向油层注入空气或氧气使油层原油持续燃烧的采油方法。
火烧油藏处于研究阶段，现场应用较少，根据国外油藏筛选条件油
藏最深为3505m。
一、地层降粘技术调研
2、气混相驱
气混相驱可利用烃类和非烃类气体。现场常用的气体为烃类气体，天
然气；非烃气体：二氧化碳和氮气。
二氧化碳驱
二氧化碳驱油藏条件
注：NC为非重要因素
一、地层降粘技术调研
2、气混相驱
氮气驱 氮气驱要求的纯度比二氧化碳和烃类气体高，一般要达到99%以上，如
有少量氧气混入，会引起压缩机内润滑油起火爆炸，实施的难度大，但同
时具有资源丰富，价格低廉的优点。氮气驱在油田现场仅有先导试验，而 且安全性难以保障，因此塔河油田不适合开展氮气驱油技术。
原理：氮气会抽提原油中的轻烃组分. 又会溶解入原油中，但抽提的能力大于溶
该体系应用较少，仅在胜利油田有过现场试验，单井效果差异较大。
汇 报 提 纲
一、地层降粘技术概况
二、CO2吞吐技术概况
二、 CO2吞吐技术概况
1、CO2的基本性质
气态
液态
固态
充装系数：60%15MPa 4L的能装2.2公斤
液态槽车一般20t，25t
常温下是一种无色无味气体，密度比空气略大，能溶于水，并生
注催化剂对油藏无特殊要求，考虑与蒸汽驱结合使用，从而提高温
度，强化药剂利用率。
一、地层降粘技术调研
3、化学驱
水溶性自扩散降粘剂
药剂具有快速渗透、增溶、分散、润湿的性能，与原油接触后，体系
水溶液与原油互溶，增加油水界面粘滞力。达到降低原油粘度，改善稠油
流动性的目的。
该井通过工艺优化，共注入 自扩散降粘剂300方，开井 14天后见油，最高日液 62.9t/d，日油最高8.9t/d， 含水最低81.2%。至12月22 日，已累计产油1912.1吨， 目前日油仍然保持在7t/d， 生产效果显著。