6. 過(guò)渡帶生產(chǎn)
在以往殼牌公司進(jìn)行的C O２驅(qū)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，工程師們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐和數(shù)值模擬當(dāng)中發(fā)現(xiàn)，C O2驅(qū)可能對(duì)油藏過(guò)渡帶和剩余油帶也有效。過(guò)渡帶是位于歷史產(chǎn)油層和基礎(chǔ)層(該層以下的含油飽和度很低)之間既產(chǎn)水又產(chǎn)油的層段。有些油藏，包括二疊盆地的許多油藏，還具有殘余油帶，它們廣泛分布在區(qū)域各處并曾經(jīng)導(dǎo)致主力油層傾斜或被水稀釋。工程師假設(shè)這些過(guò)渡帶和殘余油帶的含油飽和度類似于水驅(qū)后的殘余油飽和度，并在20世紀(jì)80年代末進(jìn)行了一次C O２驅(qū)先導(dǎo)實(shí)驗(yàn)來(lái)驅(qū)替Denver單元主油層以下300f t厚的殘余油帶(圖5)。結(jié)果出人意料，垂向和橫向的擴(kuò)展C O２ 驅(qū)可以明顯地提高采收率。
在過(guò)渡帶開(kāi)發(fā)方面，由于過(guò)渡帶受上覆C O２驅(qū)影響和過(guò)渡帶驅(qū)替可能會(huì)危及正在進(jìn)行的油層，所以分別在1992年和1993年開(kāi)始了3個(gè)井網(wǎng)和6個(gè)井網(wǎng)的外圍開(kāi)發(fā)。后來(lái)又根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)資料建立了更大的數(shù)學(xué)模型來(lái)回答：
�、� 過(guò)渡帶如何被油飽和?
�、� 單獨(dú)的過(guò)渡帶項(xiàng)目和綜合項(xiàng)目哪個(gè)更有效更具有經(jīng)濟(jì)效益?
③ 過(guò)渡帶驅(qū)替的最佳深度是多少?
最終發(fā)現(xiàn)，綜合開(kāi)發(fā)是最有效的。殼牌公司在研究成果的基礎(chǔ)上進(jìn)一步擴(kuò)展了多個(gè)C O２驅(qū)項(xiàng)目。
殼牌公司不僅對(duì)C O２驅(qū)油技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的研究，還積極調(diào)整開(kāi)發(fā)模式來(lái)綜合提高采收率。例如，最初Denver單元大部分是用反九點(diǎn)井網(wǎng)開(kāi)發(fā)，但工程師們發(fā)現(xiàn)油藏具有嚴(yán)重的非均質(zhì)性。通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬顯示，雖然水驅(qū)的波及有利，但流度較高的C O２向生產(chǎn)井的錐進(jìn)使得位于角落的生產(chǎn)井與南北方向的注入井之間形成了殘余油帶。最終，工程師們?cè)谡麄�(gè)Denver單元改用行列驅(qū)井網(wǎng)，不僅增加了油產(chǎn)量而且減少了C O２的再循環(huán)量，使所有井網(wǎng)都獲得了非常有利的結(jié)果。
二疊盆地開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)
至今為止，二疊盆地仍然是世界上最大的C O２驅(qū)作業(yè)區(qū)。雖然殼牌公司在2000年出售了Denver單元，但是30年的C O２驅(qū)作業(yè)還是積累了很多經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，工程師們認(rèn)識(shí)到，一個(gè)成功的C O２驅(qū)項(xiàng)目應(yīng)該具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
(1)充分認(rèn)識(shí)油藏物性和地理要素：應(yīng)該有充足的起源供應(yīng)；注人壓力要達(dá)到最小混相壓力；原油最好是輕質(zhì)原油，以容易與C O２實(shí)現(xiàn)混相；油藏的非均質(zhì)性對(duì)驅(qū)替效果有著重要影響，垂向滲透率不均不利于提高波及效率，但是如果底部比頂部滲透率高的話還可以防止超覆原油，所以要做好油藏非均質(zhì)性的研究工作；水驅(qū)效果好的話，一般情況下C O２驅(qū)也會(huì)有好的效果，但這一規(guī)則并不總是有效的，水驅(qū)效率高可能是低殘余油或者高滲透率的原因，并不代表C O２ 驅(qū)效果一定好。
(2)綜合設(shè)計(jì)C O２驅(qū)項(xiàng)目(圖6)：C O２驅(qū)的設(shè)計(jì)不僅要考慮到施工因素，還要考慮到經(jīng)濟(jì)因素，設(shè)計(jì)選擇包括：井距和鉆完井技術(shù)、井網(wǎng)結(jié)構(gòu)、C O２注入策略和WAG比、項(xiàng)目階段、確定生產(chǎn)和注入的規(guī)模和時(shí)機(jī)。殼牌公司的C O２驅(qū)工程師開(kāi)發(fā)了很好的 模擬工具來(lái)幫助他們制定最佳計(jì)劃。
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(3)不斷地改進(jìn)技術(shù)：C O２驅(qū)技術(shù)是一項(xiàng)新技術(shù)，根據(jù)地質(zhì)狀況和油藏物性的不同，開(kāi)發(fā)技術(shù)也不盡相同，需要工程師根據(jù)不同條件及時(shí)改進(jìn)技術(shù)，并及時(shí)把現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)與理論相結(jié)合來(lái)推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新。
(4)卓越的運(yùn)營(yíng)：在Denver單元和殼牌公司承擔(dān)的其他C O２驅(qū)項(xiàng)目當(dāng)中，C O２驅(qū)項(xiàng)目需要靈活的運(yùn)營(yíng)機(jī)制和交叉式的運(yùn)營(yíng)管理。在此過(guò)程當(dāng)中，我們發(fā)現(xiàn)有3個(gè)操作因素對(duì)C O2驅(qū)的成功起著至關(guān)重要的作用：
①優(yōu)秀的動(dòng)態(tài)測(cè)量，用于追蹤成本和生產(chǎn)指標(biāo)，為及時(shí)作出分析和指定策略提供準(zhǔn)確可靠的依據(jù)；②廣泛的團(tuán)隊(duì)協(xié)作，需要地質(zhì)學(xué)、油藏工程、生產(chǎn)工程以及服務(wù)配套工程、HSE和商業(yè)化油田運(yùn)營(yíng)管理等學(xué)科的專業(yè)人才一起密切合作，并獲得當(dāng)?shù)胤⻊?wù)商的支持，積極與商業(yè)伙伴合作有效降低風(fēng)險(xiǎn)，殼牌公司很多的C O２驅(qū)就是聯(lián)合了很多金融項(xiàng)目；③對(duì)合作社區(qū)的承諾，大型項(xiàng)目都需要居民、市政當(dāng)局和政府部門的支持，事實(shí)上政府可能是C O２驅(qū)項(xiàng)目的財(cái)政伙伴，例如得克薩斯州就減少了三次采油項(xiàng)目的稅收，創(chuàng)立了一個(gè)政府與企業(yè)雙贏的環(huán)境。
Co2驅(qū)的未來(lái)
從現(xiàn)在開(kāi)始到2050年，全球人口可能增長(zhǎng)到90億，能源需求預(yù)計(jì)也會(huì)翻倍。在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，油氣仍將是能源的重要組成部分，因此能源供應(yīng)問(wèn)題成了巫需解決的問(wèn)題。但不幸得是，剩余的油氣資源都集中在難于開(kāi)采的油氣儲(chǔ)量，這些資源包括新區(qū)儲(chǔ)量、非常規(guī)油氣、氣轉(zhuǎn)液、一次和二次采油的剩余油。據(jù)國(guó)際能源機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，今天大約只有35%的已知儲(chǔ)量可以通過(guò)常規(guī)的開(kāi)采技術(shù)采出。這就推動(dòng)了提高采收率技術(shù)，包括C O２驅(qū)技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)。
C O２驅(qū)的作用不僅僅在提高采收率方面，在全球溫室氣體減排的巨大壓力下，C O２驅(qū)實(shí)現(xiàn)提高原油采收率與溫室氣體減排相結(jié)合。同時(shí)，增加的原油的收人還有助于補(bǔ)償C O２捕集和地下埋存的成本，提高C O２埋存項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性。
目前，C O２驅(qū)項(xiàng)目的實(shí)施已經(jīng)為我們積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，這就為我們把C O２驅(qū)技術(shù)推廣到更多更困難的油田提供了可靠的依據(jù)和技術(shù)支持，擴(kuò)大實(shí)施C O２驅(qū)油田的范圍。同時(shí)技術(shù)的進(jìn)步，有助于放寬實(shí)施C O２驅(qū)的條件限制。例如，新型注入井的開(kāi)發(fā)、氣體分離和管線技術(shù)的進(jìn)步都降低了作業(yè)成本并提高了C O２的再循環(huán)效率。
C O２驅(qū)項(xiàng)目的增多意味著需要更多的C O２源，比如從工業(yè)煙道氣中捕集燃燒后的C O２，從煉油廠和氣化裝置捕集燃燒前的C O２等等。這就需要管理復(fù)雜的價(jià)值鏈，不僅要整合C 0,驅(qū)技術(shù)，還要整合C O２分離、捕集和運(yùn)輸技術(shù)。
未來(lái)的C O2驅(qū)預(yù)示著管理空前規(guī)模和復(fù)雜的新一代項(xiàng)目，因而只有具有像殼牌公司一樣強(qiáng)大管理能力和復(fù)雜運(yùn)營(yíng)能力的企業(yè)才可以獲得成功。C O２驅(qū)很可能對(duì)世界能源的未來(lái)產(chǎn)生重大貢獻(xiàn)，殼牌公司將繼續(xù)每年在EOR方面投人數(shù)百萬(wàn)美元，其中大部分將用在C O２驅(qū)方面，希望能有更大的技術(shù)發(fā)現(xiàn)，促使C O２驅(qū)油技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展。
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