CO2驱注采工艺的应用与发展

张绍辉王凯王玲张晓辉王帅

1.中国石油勘探开发研究院；2.中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院；3.中海油研究总院

CO2驱注采工艺的应用与发展

张绍辉1王凯1王玲2张晓辉1王帅3

1.中国石油勘探开发研究院；2.中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院；3.中海油研究总院

CO2驱是一项实现提高原油采收率和地质埋存双重目的、绿色环保的驱油技术，注采工程是其关键技术环节。为了进一步现场推广及应用，从注气工艺、采油工艺、防腐工艺、安全风险控制技术等方面总结了CO2驱注采工艺的技术特点，指出了注采工艺主要问题是气窜和层间矛盾突出、高气油比条件下举升效率低、复杂条件下多因素影响腐蚀控制难度大、施工安全风险高等。通过分析，认为提高注采开发效果、降低注采工艺成本、保障注采生产安全是CO2驱注采工艺的发展趋势，并提出了完善分层注气工艺、试验评价新型举升工艺、优化选缓蚀剂配方和加药工艺、建立CO2驱安全风险管理体系的建议。

CO2驱；分层注气；人工举升；防腐；风险控制

CO2驱油可以实现提高原油采收率和地质埋存的双重目的，兼具经济和社会双重效益，是一项绿色环保的驱油技术，已受到国际政治、经济、能源界的广泛关注。CO2驱油提高采收率技术在国外发展较为成熟，已实现工业化应用［1］。截至2014年，全球共开展152个CO2驱油项目，年EOR产量已达到147×105t［2］。我国通过近十年来的集中攻关与试验，取得显著进展，目前进入工业试验阶段，处于大规模推广前的关键期。在当前低国际油价的严峻形势下，降低CO2驱油开发成本、提高油田开发经济效益是该项技术发展面临的最大挑战。

注采工程是CO2驱油技术的关键组成环节，起着承上启下的重要作用，是完成油藏方案提出开发指标的保证，也是地面工程建设的依据和出发点。国内外学者针对CO2驱注气工艺、采油工艺、防腐工艺、安全风险控制技术等方面做了大量研究，并取得了许多的成果，极大地推动了该项技术的发展。本文针对CO2驱主要注采工艺的技术特点进行系统总结，并分析存在的主要问题及发展趋势，为CO2驱在国内的进一步推广应用提供指导。

1 CO2驱注采工艺应用现状

Application status of CO2flooding technology

1.1 注气工艺

CO2flooding technology

目前，CO2驱现场试验较多采用笼统注气工艺。对于吸气剖面比较均匀的储层，笼统注气能够满足多段油层有效驱替需要。传统的注入管柱采用整体式管柱设计，暴露出许多问题：封隔器密封效果不太理想、套压上升速度快、短时间油套压力平衡等。注入井需要作业时，放气作业会破坏地层压力系统，增加成本，压井作业污染油层，带压作业费用高。张瑞霞、刘建新等人根据CO2驱注气需求，研究了分体式丢手免压井注气工艺管柱，可以实现锚定、反洗、分体式丢手、免压井作业等功能，并设计了相应的管柱配套工具［3-4］。

对于层间差异较大的多段储层，由于CO2与原油的黏度差导致的气体窜逸、流度控制问题是注CO2开发过程中面临的关键问题。气窜将会导致注入的CO2形成无效循环，大大降低了CO2波及体积和CO2驱提高采收率的幅度，同时气窜后的CO2将会产生严重的腐蚀问题。利用水与CO2交替注入的开采方式能够实现注CO2提高微观驱油效率和注水提高宏观波及系数的有机结合，可以防止黏性指进及延缓气体的早期突破［5-7］。钟张起、叶恒、吕广中等人利用数值模拟方法优选了水气交替注入技术方案［8-11］。研究发现，在一定井底控制压力下，最佳气水段塞比是变化的，对渗透率的变化比较敏感，注气速度次之，井底控制压力再次。CO2泡沫封窜技术已在国外多个油藏成功应用，国内目前处于试验阶段［12-13］。王庆、杨昌华等人针对中原油田实验区气窜严重的现状，开发了耐温、抗盐CY-1型CO2泡沫封窜体系。超临界CO2泡沫具有较强的气泡和稳泡能力，最长稳泡时间达3 144.3 min，起到了很好的封窜效果［14］。

针对笼统注气时由于储层非均质性产生的气窜问题，分层注气更有助于实现储层的均匀动用。常用分层注气工艺包括单管分层注气工艺和同心双管分层注气工艺。对于单管分层注气工艺，利用封隔器完成分注层段分隔，每个注入层对应一个配注器，通过打开关闭各层配注器，实现各个注入层的轮换注气；通过调节配注器节气嘴，实现井下分层注入量控制（图1）。目前，CO2驱单管分层注气工艺存着的问题主要包括：井下分层注气工具和工艺设计需要进一步优化；由于注入井存着沥青质沉淀，分层注气气嘴尺寸较小，易发生堵塞；CO2井下超临界状态计量难，嘴流特性复杂，使分层注气测调试难度大，CO2注入压力高，测试安全风险大。对于同心双管分层注气工艺，通过外油管和中心管环空对上部油层注气，中心管对下部油层注气（图2）。CO2驱同心双管分层注气工艺受老井套管尺寸的限制，采用同心双油管进行注气时易发生油管堵塞，在后期需要起管作业时，双管工艺作业困难、费用高。目前，分层注气工艺还处在研发与试验阶段，需要进一步研究和完善。

图1 单管分层注气工艺Fig.1 CO2flooding in different layers using singular pipe string

在CO2驱注气过程中，注气参数动态计算和预测、注采方案优化设计是进行注采井工程设计和采油工程方案编制的理论基础。纯CO2在不同的温度、压力条件下会出现气、液、固及超临界状态。注气过程中CO2的相态会发生变化，其黏度、密度等物性参数也会发生较大变化。因此，注气参数的计算和优化较为复杂。吴晓东、王庆、张昭等人通过分析对比EXP-RK、SRK、PR、PT状态方程，给出了EXPRK和PR状态方程相结合的PR-EXP方法，建立了考虑相态变化的CO2注入井井筒温度压力耦合计算模型，能够对CO2在井筒中的压力、温度分布进行求解［15-19］。文星、刘月田等人针对大庆外围某低渗透油藏，应用数值模拟软件组分模拟器，结合正交实验设计方法，优化CO2驱周期注气的注采参数，确定了最优的注采参数组合方案［20］。李蒲智、黄全华等人通过建立注气井垂直管流流入和地层渗流流出动态节点分析数学模型，利用节点分析法开展了分层注气井工作制度的优化设计，确定了不同井口注气压力下的最佳分层注气量［21］。随着CO2驱技术的发展，进一步提高注气效果和保证高腐蚀、变相态条件下安全注气是CO2驱注气工艺发展面临的关键问题。

图2 同心双管分层注气工艺Fig.2 CO2flooding in different layers using two concentric pipe strings

1.2 采油工艺

Oil production technology

国内CO2驱试验区块采油工艺主要依靠常规机抽采油工艺。随着矿场试验的进行，采油井陆续出现套压升高、气油比升高、泵效低、间歇出气等现象，严重影响采油井泵效和产量。由于CO2驱试验区属于低渗透油田，具有渗透率低、产量低的特点，气液分离难度大。常规举升方式在油气比大的油井中使用，泵液充满程度差，泵效低，还往往出现“气锁”，使抽油泵无法正常工作，无法有效保持和发挥CO2驱油效果，还会发生“液面冲击”，加速抽油杆柱、阀杆、阀罩、泵阀、油管等井下设备的损坏［22-24］。

针对套压升高的现象，为充分利用套管气体能量来帮助有杆泵举升流体，将有杆泵采油和气举采油技术相结合，在井下一定深度安装气举阀，帮助有杆泵举升液体。在抽油过程中，当环空套压上升至高于气举阀打开压力时，气体通过气举阀进入油管，降低油管内流体的密度，实现携液举升；当环空套压低于气举阀打开压力时，气举阀关闭。通过安装气举阀，可使突破的CO2气能量得到有效利用，又能将套压合理自动控制在较低的范围内，使系统始终处于动态平衡过程。

针对气油比高的现象，可以通过控制井底流压，提高入泵压力，同时在泵下安装气液分离器。井下气液分离器的工作原理是：当油层产出液进入井筒，由于重力作用气体向上流动，液体则向下流动进入油管管柱实现初步分离；当经过重力分离后的液体进入气液分离器，这时的液体为油液气砂混合液，混合液从下端进液口进入，沿螺旋面下行，在离心力作用下密度较大的砂粒沿螺旋外侧下行，进入沉沙尾管；气液沿内侧下行，从下端的进液管进入内管上行，然后进入螺旋气液分离器，在螺旋气液分离器内液体沿外侧螺旋上行，经排液筛管排出，进入抽油泵筛管，气体沿内侧上行进入集气罩由放气阀排出，进入油套环空。随着采出井气液比升高，当气体影响举升时，可考虑利用气锚和防气抽油泵以达到更好的举升效果。防气抽油泵通过设置中空管为泵内气体提供了通道，增加了工作筒内液体的充满系数，降低了泵内的气油比，排除了气体的干扰，能够防止气锁、有效提高泵效［25］。

吉林油田结合现有举升工艺，集成应用防气抽油泵、气举阀和井下气液分离器工艺，形成了一种新型防气高效举升工艺（图3）。该工艺具有减少气锁和提高泵效的双重作用，可以防止停抽时卡泵现象的发生，并能够有效控制油井套压，提高采收率。进一步提高高气油比条件下油井的生产效率和实现高腐蚀条件下油井安全生产是CO2驱采油工艺发展面临的关键问题。

图3 防气高效举升工艺Fig.3 High-efficiency lifting processes

1.3 防腐工艺

Corrosion protection technology

随着CO2驱的深入开展，CO2逐步突破进入采油井。干燥的CO2气体没有腐蚀性。当CO2溶解在水中时，极易引起碳钢的严重腐蚀。CO2腐蚀的典型特征是局部点蚀、藓状腐蚀和台面状腐蚀，常常造成注采管柱穿孔、断落、气体泄漏、井口损坏等事故，影响正常生产［26］。

由于CO2驱的注气井和采油井大部分都是老井，井筒按常规油井设计实施，套管使用J55、N80、P110组合的碳钢套管，油套管严重腐蚀。根据现场防腐需求，研究学者利用室内高温高压反应釜模拟现场含CO2环境，分析和评价了管材、CO2分压、温度、流速、溶液矿化度、pH值等因素对腐蚀的影响。结果表明13Cr材质腐蚀速率低，基本上0.01 mm/a左右，普通碳钢材质腐蚀速率高达5～7 mm/a，必须采取防腐措施。结合CO2试验区注采工艺的特点，一般采取优化管柱结构、选用耐腐蚀材料、注缓蚀剂等方法来防止或延缓CO2对管材的腐蚀。

对于注入井，在封隔器以上环空加注油基环空保护液，消除应力腐蚀环境，避免对碳钢套管及油管腐蚀。当注入井实施水气交替时，为防止CO2和水接触，注气井水气交替前必须加注缓蚀剂段塞。对于采油井，以采油井工艺特点为基础、结合腐蚀与防护技术研究成果，局部选用耐腐蚀材料和注缓蚀剂组合方法来防止或延缓CO2对管材腐蚀的措施。采油井口常采用CC级防腐采油井口，油管选用涂层或内衬油管，抽油杆、抽油泵、柱塞、凡尔、球座等部件需抗CO2腐蚀。对于不使用封隔器的井从油套环空加注缓蚀剂；使用封隔器的井，在封隔器以上环空加缓蚀剂。如果井下工具使用耐腐蚀材料并且油管使用涂层或内衬油管，环空套管的保护也需要填加缓蚀剂。在代表性的部位安装腐蚀测试挂片或腐蚀测试挂环，定期监测井内油管腐蚀情况，优化调整防腐方案［27］。

在注缓蚀剂防腐措施中，缓蚀剂配方的选择极为关键，由最初的咪唑啉类CO2缓蚀剂逐步发展为阻垢、杀菌、防腐一体化药剂体系，能够有效抑制SRB细菌腐蚀和结垢。现场应用时，还需要结合试验区储层条件开展缓蚀剂配方评价，确定最优缓蚀剂配方。同时，缓蚀剂加药浓度、加药方式、加药周期是影响腐蚀防护效果的主要因素。马锋等人通过室内研究和经济评价，制定了吉林大情字油田合理的CO2驱矿场缓蚀剂加药制度。优选出吸附弱成膜性缓蚀剂，当浓度达到100 mg/L时就能达到防腐效果，并确定矿场加药浓度为100～150 mg/L、加药周期为5 d较为合理。在保证防腐效果的同时，提高了药剂的利用率，有效降低了应用成本［28］。

目前，对于CO2腐蚀机理上的研究已经比较深入，防腐措施也取得了一定效果。存在的关键问题是如何根据现场的复杂影响因素采取最简单、最有效、最经济的防腐措施。

1.4 安全风险控制技术

Security risk control

CO2驱注采施工涵盖范围广、种类多、专业性强、施工环境复杂，存在的主要风险包括设备损坏、腐蚀风险、井控风险、低温风险、CO2窒息、高压伤害、机械伤害、环境污染等，现场安全辨识和风险控制难度大［29-30］。

在二氧化碳驱油过程中，应引入风险评估方法，系统地分析二氧化碳驱油开发过程中存在的危害因素，确定风险等级，明确重点控制部位，制定有效的控制措施，降低生产事故发生的概率，杜绝安全生产责任事故。李清、曲作明等人分析了指数法、指标法、概率风险危险性评价方法（PSA）、危险可操作性分析法（HAZOP）、安全检查表法、作业条件危险性评价法（LEC）等风险评价技术用于评价CO2驱油的可行性和优缺点，对生产过程中的风险应用HAZOP、安全检查表、LEC方法进行辨识和分析，根据风险评价结果确定了CO2驱油过程中涉及的重点危险源，并提出了相应的风险削减和控制措施［31］。

随着信息技术的发展，将安全风险管理与计算机、互联网技术相结合，开展了安全风险监测与控制信息化技术研究。张虎平、王喜东等人应用现代工程风险评价技术，研制了常规采油作业现场风险分析与风险评估软件系统，建立了一套科学的风险辨识思维方式和评估方法，能够及时、准确、全面地识别施工现场的危险因素，制定有效的监测、控制措施，达到削减和规避施工风险的目的［32］。目前尚未见研究学者开展CO2驱注采施工安全风险监测、削减和控制管理平台的研究。

随着CO2驱油技术的不断发展，越来越多的安全问题暴露出来。与此同时，人们的安全意识日益增强，风险可接受水平不断下降。CO2驱注采施工现场安全风险管理当前面临的主要挑战包括：分析和控制手段落后、缺乏及时有效的信息共享、管理理念落后、安全文化建设落后、管理体系不完整等。

1.5 其他配套工艺

Other supplementary processes

在CO2驱生产过程中，由于温度与压力的改变、原油中溶解气的损失等原因，导致沥青、石蜡溶解性显著降低而分离出来，形成沉淀或聚集的固相。当沉淀发生在地层深处时，严重降低地层渗透率，造成储层伤害，降低开发效果；当沉淀发生在井筒附近或井筒内时，将导致采油设备工作效率的下降。沥青质沉淀造成的危害是不可逆的，通过对发生沥青质沉淀的压力、温度、CO2注入量等因素进行研究，避免沥青质沉淀的发生［33］。对于发生沥青质沉淀的注采井，及时做好沥青质沉淀清除作业［34］。

在CO2驱生产中也存在着结垢问题，主要是无机化合物的二次沉淀。垢质容易附着在采出管线管道壁和地面设备上，严重影响生产的正常进行。生产中一般采用磁法和阻垢剂预防结垢［35］。

2 CO2驱注采工艺发展趋势

Trend in development of CO2flooding

2.1 提高注采开发效果

Enhance production performances

针对CO2驱注气井气窜、层间矛盾突出和采油井气油比高、套压高、泵效低等问题，应从理论计算、工具研发与试验、现场动态监测等方面开展研究。

在理论计算方面，加强变相态条件下CO2流动规律研究、CO2井下嘴流特性研究、含CO2多相流井筒流动规律研究等。通过研究，优化注气参数和举升参数，提高注气效果和举升效率。在工具研发与试验方面，研发和完善分层注气井下工具，开展分层注气工艺研究与现场试验；研发高气油比高腐蚀条件下新型防气举升工具，试验评价新型举升工艺。在现场动态监测方面，加强CO2驱气窜监测和控制技术，实现注采参数动态监测，及时调整注采参数，提高开发效果。

2.2 降低注采工艺成本

Minimize operational cost

在低国际油价的严峻形势下，应进一步降低CO2驱注采工程技术成本。在保障注采安全的前提下，优化和简化注采井口、注采管柱、井下工具等；加强注采工具设计与研发，争取早日实现工具国产化。CO2驱过程中套管腐蚀现象严重，导致开发成本增加。应开展复杂环境下多因素影响的腐蚀规律分析，研发针对性的缓蚀剂与防垢配方体系，优化加药工艺和制度，创新防腐工艺，降低防腐成本。加强注采井的腐蚀监测，便于根据腐蚀状况调整现有措施，减少腐蚀带来的损失。

2.3 保障注采施工安全

Ensure operational safety

在新“两法”实施后，国家不断加大对环境的保护力度，人们的安全环保意识日益增强，CO2驱注采施工现场安全风险管理面临着越来越多的挑战。应加强注采施工现场安全风险管理，以注采井筒为核心，保持注采井筒的完整性和安全可控，建立注采施工安全风险评价方法，研发注采施工安全风险监测和控制工具，完善注采施工安全风险管理体系，保障注采安全施工与生产。

3 结论及建议

Conclusions and proposals

（1）受储层非均质性影响，CO2驱气窜严重，层间矛盾突出。应进一步完善气窜监测和控制技术，优化注气管柱和注气参数；研发分层注气工具，加快开展分层注气工艺现场试验。

（2）当CO2突破后，采油井气油比升高、套压升高、泵效降低，低产油井气液分离难度大。应优化采油管柱和举升参数；研发高气油比高腐蚀条件下新型防气举升工具，试验评价新型举升工艺。

（3）CO2驱注采井筒和工具存在着严重的腐蚀现象。应加强注采井的腐蚀监测，研发复杂环境多因素影响条件下经济、有效的缓蚀剂与防垢配方体系，优化加药工艺和制度，创新防腐工艺。

（4）CO2驱注采施工环境复杂，存在着较大的安全风险，安全风险辨识和控制难度大。应加强CO2驱安全风险评价、监测、控制技术研究，建立完善的安全风险管理体系。

References:

［1］秦积舜，韩海水，刘晓蕾.美国CO2驱油技术应用及启示［J］.石油勘探与开发，2015，42（2）：209-216.QIN Jishun,HAN Haishui,LIU Xiaolei.Application and enlightenment of CO2flooding in the United States of America［J］.Petroleum Exploration and Development,2015,42（2）:209-216.

［2］KOOTTUNGAL L.2014 worldwide EOR survey［J］.Oil &Gas Journal,2014,112（4）:79-91.

［3］张瑞霞，刘建新，田启忠，王继飞，杨洁，王卫明.CO2驱注气管柱技术研究［J］.石油机械，2013，41（12）：88-91.ZHANG Ruixia,LIU Jianxin,TIAN Qizhong,WANG Jifei,YANG Jie,WANG Weiming.Research on CO2flooding gas injection string technology［J］.China Petroleum Machinery,2013,41（12）:88-91.

［4］张瑞霞，刘建新，王继飞，王卫明，杨洁.CO2驱免压井作业注气管柱研究及应用［J］.钻采工艺，2014，37（1）：78-80.ZHANG Ruixia,LIU Jianxin,WANG Jifei,WANG Weiming,YANG Jie.Research and application of CO2flooding gas injection string without well killing［J］.Drilling ＆ Production Technology,2014,37（1）:78-80.

［5］潘延东.CO2驱影响气窜的因素及其治理方法［J］.化工管理，2015（2）：144.PAN Yandong.Influencing factors of channeling and its solutions in CO2flooding［J］.Chemical Enterprise Management,2015（2）:144.

［6］ROGERS J D,GRIGG R B.A literature analysis of the WAG injectivity abnormalities in the CO2process［R］.SPE 59329,2000.

［7］ZHOU Dengen,YAN Meisong,CALVIN W M.Optimization of a mature CO2flood-from continuous injection to WAG［R］.SPE 154181 MS,2012.

［8］钟张起，薛宗安，刘鹏程，吴桂晶，史运芳.低渗油藏CO2驱气水段塞比优化［J］.石油天然气学报，2012，34（1）：128-131.ZHONG Zhangqi,XUE Zongan,LIU Pengcheng,WU Guijing,SHI Yunfang.Optimization of CO2-water slug ratio in low permeability reservoirs［J］.Journal of Oil and Gas Technology,2012,34（1）:128-131.

［9］吕广中，伍增贵，栾志安，陈江，林万臣.吉林油田CO2试验区数值模拟和方案设计［J］.石油钻采工艺，2002，24（4）：39-41.LIU Guangzhong,WU Zenggui,LUAN Zhian,CHEN Jiang,LIN Wanchen.Numerical simulation and technical scheme design of CO2flooding test area in Jilin Oilfield［J］.Oil Drilling &Production Technology,2002,24（4）:39-41.

［10］王维波，师庆三，余华贵，黄春霞，陈龙龙.二氧化碳驱油注入方式优选实验［J］.断块油气田，2015，22（4）：497-500，504.WANG Weibo,SHI Qingsan,YU Huagui,HUANG Chunxia,CHEN Longlong.Optimization experiment for carbon dioxide flooding injection mode［J］.Fault-Block Oil ＆ Gas Field,2015,22（4）:497-500,504.

［11］李保振，李相方，Kamy Sepehrnoon，姚约东.低渗油藏CO2驱中注采方式优化设计［J］.西南石油大学学报（自然科学版），2010，32（2）：101-107.LI Baozhen,LI Xiangfang,Kamy Sepehrnoon,YAO Yuedong.Injection-production method optimization of CO2flooding in low permeability reservoir［J］.Journal of Southwest Petroleum Institute (Science &Techology Edition),2010,32（2）:101-107.

［12］HELLER J P,BOONE D A,WATTS R J.Field test of CO2mobility control at rock creek［R］.SPE 14395,1985.

［13］GRIGG R B,TSAU J S,MARTIN F D.Cost reduction and injectivity improvements for CO2foams for mobility control［R］.SPE 75178,2002.

［14］王庆，杨昌华，林伟民，周迅，董俊艳，杨卫东.中原油田耐温抗盐二氧化碳泡沫控制气窜研究［J］.油气地质与采收率，2013，20（4）：75-78.WANG Qing,YANG Changhua,LIN Weimin,ZHOU Xun,DONG Junyan,YANG Weidong.Study on channeling controlling technology using CO2foam with salt tolerance in Zhongyuan Oilfield ［J］.Petroleum Geology and Recovery Efficiency,2013,20（4）:75-78.

［15］张昭，池明，赵海燕，王明凤.同心管分层注气井筒温度场计算方法［J］.长江大学学报（自然科学版），2015，12（9）：59-63.ZHANG Zhao,CHI Ming,ZHAO Haiyan,WANG Mingfeng.Calculating method of temperature distribution in concentric tube stratified CO2injection［J］.Journal of Yangtze University (Natural Science Edition),2015,12（9）:59-63.

［16］王庆，吴晓东.井口注入参数对CO2注入井井底温度、压力影响研究［J］.江汉石油职工大学学报，2012，25（4）：22-24.WANG Qing,WU Xiaodong.The Impact of well injection parameters on the temperature and pressure of the bottom of the CO2injection well［J］.Journal of Jianghan Petroleum University of Staff and Workers,2012,25（4）:22-24.

［17］王庆，吴晓东，刘长宇，王峰.高含CO2原油井筒流动压力和温度分布综合计算［J］.石油钻采工艺，2010，32（1）：65-69.WANG Qing,WU Xiaodong,LIU Changyu,WANG Feng.Calculation of pressure and temperature distribution in high CO2well bores［J］.Oil Drilling &Production Technology,2010,32（1）:65-69.

［18］吴晓东，王庆，何岩峰.考虑相态变化的注CO2井井筒温度压力场耦合计算模型［J］.中国石油大学学报（自然科学版），2009，33（1）：73-77.WU Xiaodong,WANG Qing,HE Yanfeng.Temperaturepressure field coupling calculation model considering phase behavior change in CO2injection well borehole［J］.Journal of China University of Petroleum (Natural Science Edition),2009,33（1）:73-77.

［19］王庆，吴晓东.气、液、超临界CO2相态及物性计算模型研究［J］.中国石油大学胜利学院学报，2012，26（2）：11-14.WANG Qing,WU Xiaodong.Research on gas,liquid,supercritical phase of CO2and its property calculation model ［J］.Journal of Shengli College China University of Petroleum,2012,26（2）:11-14.

［20］文星，刘月田，田树宝，刘彦锋，刘波.特低渗透油藏CO2驱注采参数优化设计［J］.陕西科技大学学报（自然科学版），2015，35（3）：116-120，134.WEN Xing,LIU Yuetian,TIAN Shubao,LIU Yanfeng,LIU Bo.Injection-production parameters optimization ofCO2flooding in extra-low permeability reservoir［J］.Journal of Shaanxi University of Science &Technology (Natural Science Edition),2015,35（3）:116-120,134.

［21］李蒲智，黄全华，孙雷，钱思虹，谢明.节点分析法在分层注气技术中的应用研究［J］.断块油气田，2014，21（1）：121-124.LI Puzhi,HUANG Quanhua,SUN Lei,QIAN Sihong,XIE Ming.Application of node analysis method in stratified gas injection［J］.Fault-Block Oil &Gas Field,2014,21（1）:121-124.

［22］卫秀芬，金东明.大庆低渗透油田CO2驱采油工程面临的问题及对策［J］.采油工程，2007（3）：37-39.WEI Xiufen,JIN Dongming.Problems and solutions of CO2flooding production engineering in Daqing low permeability reservoir［J］.Oil Production Engineering,2007（3）:37-39.

［23］关宏业.CO2驱配套采油工艺设计及问题的解决思路［J］.内蒙古石油化工，2013（22）：48-50.GUAN Hongye.Production technology design problems and solutions in CO2flooding［J］.Inner Mongulia Petrochemical Industry,2013（22）:48-50.

［24］熊涛.榆树林油田CO2驱采油配套工艺 ［J］.油气田地面工程，2013，32（5）：49.XIONG Tao.Production matching technologies of CO2flooding in Yushulin Oilfield［J］.Oil-Gasfield Surface Engineering,2013,32（5）:49.

［25］马冬梅，张德平，辛涛云，李清，潘若生，张雪婷.一种新型防气举升工艺在CO2驱油井中的应用［J］.石油天然气学报，2012，34（5）：252-253.MA Dongmei,ZHANG Deping,XIN Taoyun,LI Qing,PAN Ruosheng,ZHANG Xueting.Application of a new anti-gas lifting technology in CO2flooding production well ［J］.Journal of Oil and Gas Technology,2012,34（5）:252-253.

［26］刘建新，田启忠，张瑞霞，董社霞.耐CO2腐蚀油井管材的选用［J］.腐蚀科学与防护技术，2012，24（1）：77-78.LIU Jianxin,TAIN Qizhong,ZHANG Ruixia,DONG Shexia.Select of anti-corrosion material by CO2for production well［J］.Corrosion Science and Protection Technology,2012,24（1）:77-78.

［27］WAN Fuzou,GAO Chunliang,LIU He.Anti-corrosion technique of injection well in CO2flooding［R］.SPE 129589,2010.

［28］马锋.CO2驱采油井缓蚀剂加药制度优化［J］.化工管理，2015（5）：61.MA Feng.Optimization of using inhibitor for production well in CO2flooding［J］.Chemical Enterprise Management,2015（5）:61.

［29］MATTEO L,AKPEKI ONAJOMO A,LAURENT J,JEAN D,ALDO A,SALVATORE L.Quantifying the risk of CO2leakage through wellbores［R］.SPE 139635,2010.

［30］JOHN H.Platform re-design for CO2re-injection:process and safety engineering challenges［R］.SPE 125054,2009.

［31］李清，曲作明，王刚.二氧化碳驱油风险评价技术的筛选与应用［C］.延吉：安全责任，重在落实——第四届吉林安全生产论坛，2011.LI Qing,QU Zuoming,WANG Gang.Screening and application of risk assessment in CO2flooding ［C］.Yanji:Safety Responsibility Lies in the Implementation—The Fourth Safety Production Forum of Jilin,2011.

［32］王喜东，张虎平.作业现场风险评估及控制系统研究与应用［C］.银川：第六届宁夏青年科学家论坛论文集，2010.WANG Xidong,ZHANG Huping.Research and application of risk assessment and control system in working spot［C］.Yinchuan:Proceedings of the Sixth Young Scientist Forum in Ningxia,2010.

［33］刘伟，李实，王思然，孙雷.草舍油田CO2驱中沥青质沉淀分析及防治措施［J］.西南石油大学学报（自然科学版），2010，32（6）：93-97.LIU Wei,LI Shi,WANG Siran,SUN Lei.Asphaltene precipitation analysis and prevention measures of CO2flooding in Caoshe Oilfield［J］.Journal of Southwest Petroleum Institute (Science &Technology Edition),2010,32（6）:93-97.

［34］董涛，王海涛，高巧娟.轻质油油井沥青质沉淀清除作业［J］.石油钻采工艺，2015，37（5）：113-115.DONG Tao,WANG Haitao,GAO Qiaojuan.Cleanup operation of asphaltene precipitation in light oil wells［J］ .Oil Drilling &Production Technology,2015,37（5）:113-115.

［35］乔方，李清，马锋，薛梅.油井腐蚀结垢分析方法的研究与应用［J］.石油天然气学报，2011，33（10）：352-354.QIAO Fang,LI Qing,MA Feng,XUE Mei.Research and application of analysis on corrosion and scaling in production well［J］.Journal of Oil and Gas Technology,2011,33（10）:352-354.

（修改稿收到日期 2016-09-10）

〔编辑 李春燕〕

Development and application of CO2flooding

ZHANG Shaohui1,WANG Kai1,WANG Ling2,ZHANG Xiaohui1,WANG Shuai3
1.CNPC Research Institute of Petroleum Exploration and Deνelopment,Beijing 100083,China;
2.Exploration and Deνelopment Research Institute of PetroChina Liaohe Oilfield Company,Panjin 124010,Liaoning,China;
3.CNOOC Research Center,Beijing 100028,China

As an environment-friendly EOR technology,CO2flooding can effectively enhance oil recovery and recoverable geologic reserve,during which injection and production are key processes.To further promote on-site application of CO2flooding,technical features of CO2flooding have been summarized with regard to gas injection,oil production,corrosion protection,risk control and other aspects.Gas channeling,severe inter-layer interferences,low lifting efficiencies under high GOR,difficulties in corrosion protection under complicated conditions and high risks in operation safety have been identified as major challenges in CO2flooding operations.Research results show improvement of production performances,reduction of operation costs and control of operation risks are key points and developing trends in the process of CO2flooding.In addition,advices have been proposed related to enhancement of separate-layer gas flooding,innovative lifting technologies,optimization of additive systems and processes and construction of risk control system for CO2flooding operations.

CO2flooding;separate-layer gas flooding;artificial lift;corrosion protection;risk control

张绍辉，王凯，王玲，张晓辉，王帅.CO2驱注采工艺的应用与发展［J］.石油钻采工艺，2016，38（6）：869-875.

TE357.4

A

1000-7393（ 2016 ） 06-0869-07

10.13639/j.odpt.2016.06.030

:ZHANG Shaohui,WANG Kai,WANG Ling,ZHANG Xiaohui,WANG Shuai.Development and application of CO2flooding［J］.Oil Drilling &Production Technology,2016,38(6):869-875.

国家科技重大专项“CO2捕集、驱油与埋存关键技术及规模应用”（编号：2016ZX05016）。

张绍辉（1984-），2010年毕业于东北石油大学油气田开发工程专业，硕士研究生，现从事注采工程技术及安全风险监督管理研究，工程师。通讯地址：（100083）北京市海淀区学院路20号中国石油勘探开发研究院。电话：010-83598664。 E-mail:shaohuizhang@petrochina.com.cn