低渗透油田注二氧化碳地面工艺技术研究
长庆油田某区块,低渗渗透率0.3毫达西,透油田注碳地注水压力打到25兆帕,氧化艺技水还是面工注不进去。井口憋得嗡嗡响,术研地层就是低渗不吃水。这种井,透油田注碳地光长庆就有几千口。氧化艺技注二氧化碳成了为数不多能走通的面工路——CO₂黏度低、扩散快,术研能钻进那些水根本进不去的低渗微裂缝。但问题来了:地面怎么把CO₂送到井口?透油田注碳地
先说说气源。油田搞CO₂驱,氧化艺技最怕的面工就是“断粮”。长庆那边早期试过拉运液态CO₂,术研罐车一车拉20吨,一天跑三趟才够一口井用。成本高得吓人,每吨到井口价超过800块。后来找到附近煤化工厂的捕集装置,管道直供,成本直接砍到300以内。这个账算得过来,项目才活得下去。所以地面工艺第一条:气源必须稳定,最好有管道,靠罐车拉运只适合先导试验。
CO₂从气源出来,第一关是脱水。含水率不控住,后面管道、压缩机全得遭殃。煤化工捕集的CO₂通常含水饱和,得用三甘醇脱水或者分子筛。现场见过一套分子筛装置,两个塔切换,再生温度拉到260℃,露点能压到-40℃以下。但分子筛有个毛病——CO₂吸附热高,塔里温度容易飞,切换周期得卡准。三甘醇便宜,但CO₂会溶进去一部分,损耗大。选哪个,看气量和含水量。
脱水之后是增压。注CO₂和注水不一样,井口压力波动大。开始注的时候地层压力低,5兆帕就够;注到后期,地层压力起来了,得15兆帕甚至更高。压缩机选型不能只看一个点,得看整个注气周期的压力曲线。现场用过往复式和离心式,往复式适合小气量高压比,离心式适合大气量。有个区块上了两台离心机,结果低排量时喘振,天天报警。后来加了回流阀才稳住。这事说明:压缩机选型要留调节余量,别光看额定工况。
管道材质也是坑。CO₂遇水变碳酸,腐蚀碳钢。早期用普通20号钢,半年就穿孔。后来换不锈钢,成本翻三倍。再后来搞缓蚀剂加涂层,勉强能用。现在新项目直接上玻璃钢或者内衬管,贵是贵,但省心。还有个细节:CO₂管道停输时,压力降得快,温度能掉到-70℃,普通钢会脆裂。所以停输方案得专门做,不能拍脑袋。
井口工艺反而简单。CO₂是干气,不像水那样结垢。但有个特殊问题——节流降温。井口从15兆帕节流到5兆帕,温度能降40℃。冬天井口会结霜,甚至冻堵。现场加电伴热或者换热器,把温度提上来。另外CO₂密度随压力变化大,流量计得选质量流量计,差压式的误差能到20%。
计量是个麻烦事。CO₂注入量要精确到每天每口井,但CO₂在超临界状态下密度变化剧烈。现场用过科氏力质量流量计,精度可以,但贵,一台十几万。后来改用孔板加温压补偿,精度差些,但便宜。关键是要定期标定,CO₂里带杂质会堵取压孔。
安全方面,CO₂泄漏比天然气危险。无色无味,比空气重,泄漏后往低处聚集,人吸了直接窒息。有个站发生过法兰泄漏,CO₂漫到电缆沟,幸亏巡检发现早。现在站里装CO₂浓度报警,联动风机。还有,CO₂管道不能和蒸汽管道挨着,高温会让CO₂压力飙升。
这套工艺跑下来,吨气成本能控制在400块以内,比注水贵,但比拉运便宜一半。关键是选对气源、控住水、压缩机留余量、管道防腐蚀。这四件事做到位,地面系统就稳了。剩下的,交给地层。