热力学抑制剂与CO_2同注开采天然气水合物的实验研究

为解决CO_2置换法开采天然气水合物(以下简称水合物)过程中出现的置换速率慢、置换程度不高等问题,提出了将CO_2置换法与热力学抑制剂法组合使用的技术思路,即"抑制剂—置换法"。在实验室利用填砂管模型在岩心驱替装置上测定了CO_2与不同浓度的甲醇溶液在同注的情况下CH_4水合物的分解效果。结果表明:(1)甲醇的浓度对水合物开采效果起着决定性作用,甲醇溶液浓度越小,CH_4水合物的分解越弱,其变化趋势表现为以CH_4水合物的分解为主导转变为以CO_2水合物的生成为主导;(2)当CO_2与浓度为20.8%的甲醇溶液同注时,主要发生CH_4水合物的分解,CO_2水合物几乎不生成;(3)当CO_2与浓度为15%的甲醇溶液同注时,既发生CH_4水合物的分解,也发生CO_2水合物的生成;(4)当CO_2与浓度为10%的甲醇溶液同注时,CH_4水合物几乎不分解,主要发生CO_2水合物的生成。结论认为,"抑制剂—置换法"可促进CH_4水合物的分解,提高其开采效率。     

中原油田首创二氧化碳驱产出气回注技术

正日前,经过多年攻关,中原油田二氧化碳驱产出气回注设备和工艺技术研究应用获得突破性成功,填补了国内空白。随着中原油田深入应用气驱技术,产出井口产生大量富含二氧化碳的伴生气。井口气回注技术是一种切实可行的井口伴生气处理方法,其过程主要包括脱水、压缩、输送及注入地层。中原油田自2016年5月至今对濮1-309、濮1-1、濮1-59等3口井实施气体回注,到目前累计回注油井产出气超55万立方米,按二氧化碳平均含量85%计算,累计回注二氧化碳47万立方米。     

多法联用CO_2捕集提纯工艺模拟

将CO_2驱油气产出气中的CO_2捕集提纯后再循环回注,不仅能提高油气采收率,而且还可实现CO_2的地质封存,具有良好的社会经济效益。随着CO_2驱油气开发模式的投运推进,单一的捕集提纯工艺难以应对产出气中CO_2含量逐年增加并呈现大范围变化的状况。为了给油气田CO_2-EOR技术的推广提供支持,提出了4种多法联用的CO_2捕集提纯工艺方案,包括两级醇胺法、一级膜分离+一级醇胺法、二级膜分离+一级醇胺法、一级膜分离+两级醇胺法,并结合某油田CO_2驱工况数据开展了HYSYS软件模拟,重点分析了不同方案捕集提纯CO_2的富集程度及其能耗与经济性。研究结果表明:(1)产出气中CO_2浓度低时,可先投产两级醇胺循环工艺实现天然气脱酸工艺,同时须外购纯CO_2气按一定比例掺混后才能满足回注气CO_2纯度要求;(2)产出气中所含CO_2浓度增加时,宜在两级醇胺循环工艺前投用膜分离技术,可满足富集提纯气直接回注CO_2纯度的要求。结论认为,该研究成果可以为CO_2驱油产出气中CO_2富集提纯气工艺方案的确定提供工程实践指导。     

一种新型CO_2置换CH_4水合物的开采方法

天然气水合物储量巨大,是未来极具开发潜力的清洁能源。CO_2置换法兼具能源开采与温室气体封存的双重功效,但通常CO_2对CH_4的置换速率非常低。为此,结合抑制剂存在条件下CH_4水合物和CO_2水合物具有不同的热力学稳定性这一特点,提出并通过实验证实了一种可用于开采天然气水合物的新方法,它将CO_2置换法与注热力学抑制剂的工艺相结合,实现了CH_4水合物分解过程的加速。通过岩心驱替实验,对比考察了两类3种常见CH_4水合物热力学抑制剂(甲醇、氯化钠和氯化镁)的作用效果。实验结果表明:在甲醇溶液作用下,CH_4水合物分解速率高达0.011 94 mol/h,远高于电解质盐溶液的作用效果(分别为0.000 86 mol/h和0.001 41 mol/h)。选择甲醇溶液作为水合物分解加速剂,通过前期注入甲醇溶液段塞、后期连续注入CO_2的方式,使得CH_4水合物分解率超过92%,且实现了CO_2气体以水合物形式的封存固定,最终CO_2水合物的生成量占到初始甲烷水合物总量的16%~27%。     

天然气水合物CO_2/CH_4交换开采技术简介

水合物的开采方法可大体分为以下4类:(1)热力法,提高地层温度至水合物平衡温度以上;(2)降压法,将地层压力降至水合物平衡压力以下;(3)注化学抑制剂,向地层注入水合物热力学抑制剂,打破水合物原有平衡;(4)CO_2置换法。CO_2置换法不是以分解水合物的方式获得CH_4,CO_2水合物的二次生成维持了地层的稳定性。避免了其他三种方法带来的海底滑坡等环境隐患。阿拉斯加北坡的Ignik Sikumi现场试验成功的证明二氧化碳可以注入一个充满水合物的含水储层,CO_2/CH_4交换技术的应用在未来可能具有商业可行性。     

海上高含CO_2高含凝析油气顶油藏提高采收率研究

基于高含CO_2高含凝析油气体样品的室内PVT实验结果,利用Eclipse数值模拟软件进行模拟注CO_2和CH_4膨胀对凝析气相态的影响,同时对该油田进行合理开发方式和开发井型井位优选,研究发现CO_2和CH_4均能使凝析气体系的弹性膨胀能力增强、最大反凝析压力降低及最大反凝析油量减少;循环回注采出气开发比衰竭开发提高油环油采收率约11.0%、提高凝析油采收率约45.0%;水平井开发效果好于直井,形成了一套此类气顶油藏高效开发的模式。结果表明,循环回注采出气对于高含CO_2高含凝析油的凝析气顶,一方面可以保持凝析气顶的压力;另一方面CO_2和CH_4可以降低凝析气体系的露点压力、抑制凝析油的反凝析,从而提高凝析油采收率,同时CO_2和CH_4较强的弹性膨胀有利于气顶对油环油的驱替,提高油环油采收率,是最为合理的开发方式;水平井平行气油界面布井对于小跨度、低油柱高度的油环可以有效延缓气水锥进,提高油环油采收率,是最为合理的开发井型和井位。     

辽河油田次生气无害化处理技术

为解决次生气排放问题,开发了辽河油田次生气无害化处理技术。主要应用低压变压吸附等组合技术来实现次生气的分离。其中分离出的CH_4用作油田燃料,CO_2用于回注驱油。这样既解决了次生气排放问题,又实现节能、环保的要求。     

基于ICP技术的天然气水合物开采方案

天然气水合物(NGH)矿产储量巨大,燃烧后几乎不产生任何残渣,是一种高效利用的清洁能源。为了提出天然气水合物切实可行的开采方案,对天然气水合物成藏特点进行分析,通过当前室内研究的天然气水合物开采方法比较,并考虑到真实开采过程中可能出现的地层破坏问题,在CO_2乳状液置换天然气水合物中CH_4实验和页岩油ICP开采技术的启发下,最终制订出一套具有井工厂特点的天然气水合物开采方案。研究得出:ICP技术核心工艺冷冻墙、加热井井网布置能有效克服热散失,并持续提供热量促进天然气水合物分解。CO_2乳状液置换技术能在高效产出CH_4情况下形成CO_2水合物,防止地层因为天然气水合物分解而产生的地层破坏。注采监测系统的部署能实时监控生产反应过程,可操作性强,控制精度高。     

酸气回注工艺技术

酸气回注的整体流程包括增压、脱水、管道输送和井口注入。回注过程按4或5级增压并设级间冷却,选用变频电驱往复式压缩机。多数项目没设独立脱水系统,采用压缩级间分离脱水。采用碳钢保温管道,部分长度较短的采用未保温不锈钢管道。密相或液相酸气直接注入井下。高含H2S酸性气田小规模硫磺回收,或生产的硫磺找不到销路时,最好的解决方法是酸气回注。对油田来说,酸气回注可实现气驱采油,有利于提高原油采收率。对富含H2S的酸气进行回注,能解决硫磺回收过程造成的污染,直接避免CO2和SO2等废气排放,有利于环境保护。     

CO_2驱生产系统腐蚀与防护技术研究

为有效解决CO_2驱生产系统腐蚀问题,更好地开展CO_2驱三次采油技术应用,通过分析中原油田沙一下油藏CO_2驱腐蚀现状,根据油井产出气CO_2含量、腐蚀监测情况和采油措施调整情况制定相应的防腐方案。从室内配套缓蚀剂及管材试验研究、防腐方案制定、现场实施应用与效果评价等三方面综合考虑,优选出了适合沙一下油藏CO_2驱生产系统的防腐技术。试验结果表明,研发的CO_2驱防腐技术能够满足沙一下油藏CO_2驱的应用要求,达到有效控制腐蚀的目的。