Integrated Techniques of Underground CO_2 Storage and Flooding Put into Commercial Application in the Jilin Oilfield, China

Global warming touches everybody＇s nerve, and direct reason for sharp increasing of CO2 in the atmosphere results mainly from the use of fossil fuel in power generation and other industries. How can humans return this ＂devil＂ to underground, and keep a peaceful environment for human？ Scientists from all over the world have been exploring them.

JKR Involved in Developing Old Oilfields in Jilin

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吉林油田CCUS-EOR技术攻关与实践新进展

CO_(2)捕集、埋存与提高原油采收率(CCUS-EOR)技术可大幅度提高原油采收率并实现CO_(2)有效埋存,同时兼具减碳、增油两大功能,是落实“双碳”战略和保障能源安全的重要技术手段。中国石油高度关注CO_(2)资源化利用问题,在系统研究原始油藏、中高含水、高含水及特高含水油藏CO_(2)驱油机理与埋存潜力的基础上,研发了关键技术和工艺装备,形成了集CO_(2)捕集、输送、注入、采出、驱油、埋存、防腐等为主体的CCUS-EOR全产业链一体化技术体系,并率先在中国石油吉林油田开展了CO_(2)捕集埋存与提高采收率矿场实践。研究结果表明:①矿场试验证实CO_(2)驱油可提高采收率20%以上,现已累计注入CO_(2)达320×10^(4) t;②矿场实践系统揭示了陆相低渗透油藏CO_(2)驱油与埋存规律,验证了CO_(2)捕集输送、注入采出、驱油埋存与循环利用全流程技术的适应性,实现了CCUS-EOR减排增效一体化。结论认为:①吉林油田建成了国内首个全产业链、全流程CO_(2)捕集、驱油、埋存与循环利用示范工程,实现了陆相沉积低渗透油藏CO_(2)驱油采收率的大幅提高和CO_(2)的安全埋存;②系统总结了吉林油田近年来在CCUS-EOR方面的最新研究进展和矿场实践认识,指明了油气田CCUS-EOR应用前景,并提出了以新质生产力推动相关企业产业化发展的具体建议。

吉林油田风光发电项目探索与实践

“双碳”目标下,吉林油田加快绿色低碳转型,推进油气与新能源融合发展,着力打造原油、天然气、新能源“三分天下”新格局。针对油气生产用能特点和清洁替代实际需求,充分利用域内风光资源、油田电网、电力消纳及土地资源等优势,以需求和消纳为导向,组织建设15×10^(4)kW自消纳风光发电项目。合理规划风光发电建设类型和装机规模,建成分散和集中式光伏400余处共7.1×10^(4)kW,集中和分散式风机18台共7.8×10^(4)kW,年发电能力3.6×10^(8)kW·h,绿电替代网电比例达29.3%,有效改善了用能结构,大幅降低用能成本。油气田企业发展风光发电业务,建议提高自消纳绿电项目建设规模,北方地区尽量避免冬季施工,分散式风光发电需加大在线计量管理,自消纳项目单独论证便于开发碳资产。

裂缝性低渗透砂岩油田合理注采井网

裂缝性低渗透油田的合理注采井网要能延缓方向性水窜、水淹时间和解决注不进水的问题 ,由于压力传导慢 ,注采井距不能过大 ,开发后期要能灵活调整井网。吉林油区已开发裂缝性低渗透油田采用过 4种注采井网开发 :正三角形斜反九点法注采井网 (扶余油田 ) ,井排方向与裂缝方向错开 2 2 .5°的注采井网 (新立油田 ) ,井排方向与裂缝方向错开 45°的注采井网 (新民油田 ) ,菱形反九点法面积注采井网 (民 43 8区块和大情字井油田 )。总结注采井网调整历程中的经验和教训 ,开发初期应采用小排距菱形反九点法面积注水 ,开发后期调整为线状注水 ;井排方向应与裂缝走向平行 ;若经济条件允许 ,开发后期用密井网注采 ,尽可能缩短油、水井排距。图 2表 2参

低渗透油藏二氧化碳混相驱超前注气实验研究——以吉林油田黑79区块为例

为了进一步提高低渗透油藏采收率,进行了二氧化碳混相驱超前注气可行性实验研究。以吉林油田黑79区块为例,利用细管实验确定二氧化碳驱的最小混相压力,通过长岩心物理模拟实验研究低渗透油藏超前注气室内驱油效果,并与相同地层条件下水驱和同步注气的驱油效果进行了对比分析。结果表明,二氧化碳混相驱超前注气、同步注气和水驱的最终采收率分别为77.03%,73.09%和56.47%。二氧化碳混相驱超前注气最终采收率最高,原因是超前注气能够在开采前就使地层压力升高、地层能量增加,并且提前注入的气体与原油接触混相,可降低原油粘度、增加原油流度。

吉林油田注采系统腐蚀、结垢防治技术

针对吉林油田注采系统普遍存在的严重的腐蚀、结垢现象,对腐蚀、结垢因素进行了分析。研究、开发了投资少、见效快、工艺简单的水质化学处理工艺及油井腐蚀、结垢防治技术。实践表明,该技术可有效地控制注采系统的腐蚀、结垢问题,并极大地减少作业工作量和腐蚀、结垢造成的损失,具有显著的社会效益和经济效益。

长深5井抗高温钻井液技术

长深5井所在松辽盆地的地温梯度较高,据已完钻的长深1井的地温梯度推算,长深5井完钻井底温度可能超过200℃,普通钻井液难以满足如此高温条件下的钻进及长时间空井的要求,因此该井需要采用抗高温钻井液。首先在室内评价了所选抗高温钻井液的性能,结果表明,该钻井液具有长时间抗温稳定性,悬浮岩屑、携带岩屑能力强,能抑制泥页岩水化膨胀,具有较强的封堵能力,滤失量低,对储层伤害小,能满足长深5井三开钻进的需要;接着进行了室内转化试验,结果表明,采用向井浆中逐步加入新配制抗高温钻井液转化成抗高温钻井液的方法可行。现场采用该方法将井浆转化成抗高温钻井液,通过采取维护措施顺利钻至完钻井深5 321 m,并且也顺利完成测井。抗高温钻井液在该井的成功应用,为松辽盆地深井钻井液的优选积累了经验。

纤维压裂液及其在吉林油田的应用

针对油气生产过程中容易出砂和压后测试快速排液时出现的支撑剂回流等问题,采用纤维稳定支撑剂技术配制出了性能优良的纤维压裂液,对该压裂的性能进行了系统评价,并介绍了纤维压裂液在吉林油田的应用情况。通过考察纤维加量(0.1%～0.4%)对压裂液黏度及交联时间的影响,得到了纤维压裂液配方:0.3%瓜尔胶+0.04%SD2-2有机硼交联剂+0.035%过硫酸铵+0.2%T-3纤维+其他添加剂,该纤维压裂液pH值9～10,稳定性良好,并具有良好的延迟交联性能和耐剪切性能,适合于60～65℃的中低温地层。当闭合压力小于20 MPa时,加入纤维的支撑剂导流能力不受影响;常温、170 1/s下连续剪切90 min后黏度保留率为52.86%;破胶水化液的表面张力为23.8 mN/m并且黏度小于5 mPa.s。该项技术在吉林扶余油田东+5-33、东34-201、松原采气厂老4-24井共3口井进行现场施工中取得了良好应用效果。

浅层定向井螺杆泵举升工艺研究

螺杆泵举升技术近年来已日趋成熟,并在国内外油田开发中得到较大规模的推广应用。但目前的举升工艺应用仍集中在直井及直斜井,对于定向井,特别是浅层定向井的设计理论及现场应用仍处于摸索试验中。针对吉林油田部分地区所面临的浅层定向井螺杆泵有效举升的实际需求,探讨了浅层定向井螺杆泵举升过程中杆管的防磨设计问题,对杆管偏磨产生的机理、磨损程度的影响因素进行了分析,提出了改善杆管间受力及降低偏磨程度的基本技术对策,采取以优化扶正器设计及应用玻璃衬里油管为主的防磨措施。现场应用表明,浅层定向井的螺杆泵举升工艺是可行的。

吉林油田浅层定向井、浅层水平井举升工艺

浅层定向井、浅层水平井是近两年来吉林油田为解决受地面条件限制无法正常钻井问题而采取的一项技术措施。井眼条件的限制给正常举升工作带来极大的挑战。目前各种举升技术的应用仍集中于直井及直斜井,对于定向井、水平井特别是浅层定向井、浅层水平井无论是设计理论还是现场应用,仍处于摸索试验中。为此,针对吉林油田部分地区所面临的浅层定向井、浅层水平井有效举升实际需求,通过对浅层定向井、浅层水平井举升核心防磨设计思路的探讨,从偏磨产生的机理、磨损程度影响因素分析入手,提出了改善杆管间受力及降低偏磨程度的基本技术对策,采取以优化扶正器设计、应用玻璃衬里油管为主的防磨措施。现场应用表明,浅层定向井、浅层水平井的举升是可行的。

吉林油田微生物采油的矿场实践与认识

为探讨微生物采油技术在吉林油田应用的可行性,掌握微生物采油技术的基本方法、原理、特点及矿场实施工艺,较为系统地开展了矿场应用先导性试验。通过扶余油田单井微生物吞吐、水井微生物调驱,前大油田微生物清防蜡,新立油田解堵增注矿场试验的基因跟踪检测和动态分析,说明了影响矿场试验增产效果的主要因素。微生物吞吐250井次,增油18703t;微生物清防蜡591井次,增油22178t;水井微生物调驱13井次,增油6095t;激活本源菌7井次,增油709t;投入产出比大于1∶2。微生物采油技术见效慢、增产幅度小,但经济效益好。

生物聚合物深部调剖技术室内及矿场应用研究

为了探讨老油田高含水后期生物聚合物深部调剖的可行性,将代谢产出生物聚合物的菌种及其营养液连续注入地层,封堵裂缝及大孔道,扩大注水波及体积.对菌种及其代谢产出生物聚合物特性进行了研究,分析了岩心注入能力、聚合物产出能力及封堵调剖机理.通过油井堵水、水井深部调剖矿场试验的跟踪监测和动态分析,确定了生物聚合物深部调剖效果的主要影响因素.室内物理模拟驱油试验结果表明,这种方法能提高原油采收率9%,矿场油井堵水增油647t.对注水井深部调剖后,周围油井含水率下降7.7%～64.5%,有效期达12～20个月.生物聚合物深部调剖设备简单,施工简便,有效期长,成本低,具有良好应用前景.

聚铝胺盐防塌钻井液研究与应用

为解决吉林油田伊通、大安等区块软泥岩和硬脆性泥岩地层坍塌的问题,从聚胺盐与聚铝盐的抑制防塌机理出发,将两者复配,以发挥两者的协同效应提高钻井液的抑制防塌性能,结合吉林油田软泥岩和硬脆性泥岩地层钻井工程实际情况,通过试验优选其他添加剂及加量,优选出了具有强抑制性的聚铝胺盐防塌钻井液配方,其配方为2.0%钠基膨润土+2.0%封堵剂聚铝盐PAC-1+3.0%抑制剂聚胺盐HPA+1.0%降滤失剂SMP-1+1.5%降滤失剂APC-026+2.0%抑制剂磺化沥青+pH值调节剂NaOH。性能评价结果表明:强水敏泥岩在聚铝胺盐防塌钻井液中的一次回收率为75%、膨胀率为17.4%;聚铝胺盐防塌钻井液能抗15%NaCl和1%CaCl2污染,耐150℃高温。14口井的现场应用表明:聚铝胺盐防塌钻井液的抑制性和封堵能力强,能有效防止泥岩坍塌,解决了吉林油田伊通、大安等区块泥岩地层钻井过程中因井壁坍塌和缩径造成的掉块、起下钻遇阻等问题。

热化学采油技术应用研究

针对吉林油田近井地带有机物堵塞比较严重的特点，通过大量的室内实验，研究开发出以亚硝酸盐和铵盐为主，以活性剂、添加剂为辅的热化学体系，并研究了配套的施工工艺，形成热化学采油技术。１９９２ 年至１９９７ 年应用该技术在吉林油田新民、英台等八个采油厂进行现场施工１０９井次，累增油９６３５ｔ，平均有效期５ 个月（截止当年年末），投入产出比达１∶４。在此基础上又改进了配方和施工工艺，发展成热－酸强化处理技术，进一步提高了施工成功率和增油效果。

新型实时智能间抽控制仪研究与应用

吉林油田部分油井渗透能力低,造成油井处于供液不足状态。为稳定产量、降低能耗、提高系统效率,结合吉林油田实际油藏地质情况,设计研制了一套实时智能间抽控制仪,即当探测到油井处于供液不足状态时,抽油机自动停止运行,待油井液面恢复后,再开机运行。该仪器经现场应用,达到了预期的节能和智能化控制功能。

低渗低孔低产能油田钻井技术

在分析了制约和影响吉林油田低渗透低孔隙低产能油藏开发效果的主要因素的基础上，结合吉林油田最新现场试验成果，提出了相应的钻井技术措施，并从井身结构、钻具组合、钻井参数。

吉林油田废钻井液固化实验研究

针对吉林油田废钻井液,确定了有效的固化配方,探讨了单一药剂对固化效果的影响,在此基础上采用正交试验方法,研究了各药剂对固化体强度和固化体浸出液的具体影响,并确定了最佳固化配方1.5%A+1.0%B+15.0%C+8.0%D。研究表明,该固化方法能有效处理吉林油田废钻井液固化强度好,浸出液毒性小,能满足国家综合污水排放标准GB8978-1996。同时,该固化方法也能很好地处理江汉和四川废钻井液,说明它具有很好的应用前景。

小井眼丛式井井眼轨迹控制技术

吉林油田为开发低产低渗透油田，在 １个平台上钻了 ４ 口１５２．４ｍｍ的小井眼丛式升，井深 １７２９． ４７～１８５５． ５３ｍ，最大井斜角 ４２°，最大水平位移 ５１４ｍ，比常规井眼降低成本 １９．１％。井眼轨迹控制是小井眼丛式钻井技术的重点和难点，文中探讨了钻具组合、上部井眼曲率、钻井参数以及钻头选型对小井眼轨迹控制的影响，并建立了相应的井眼轨迹控制模式。