我国co2提高石油采收率面临的技术挑战

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1、第2卷第7期2007年7月中国科技论文在线SCIENCEPAPERONLINE487我国CO2提高石油采收率面临的技术挑战岳湘安，赵仁保，赵凤兰(中国石油大学石油工程教育部重点实验室，北京102249)摘要：由于我国油藏物性差以及原油具有粘度高、蜡和胶质含量高、凝固点高等特点，CO2提高采收率将面临着诸如混相压力高、气窜严重、有机固相沉积严重以及复杂油藏开采等技术挑战。本文阐述关于注CO2采油过程中储层物性的变化、CO2在储层中的视渗透率、改善CO2波及效率等问题的研究新进展、技术思路和研究重点。关键词：油气田开发；二氧化碳；提高石油采收率；渗流；驱油效率；波及效率中图分类号：TE357

2、.46文献标识码：A文章编号：1673－7180(2007)07－0487－50引言据统计，目前美国注入油藏的CO2量约为2000～3000目前，普遍认为减少向大气中排放CO2的主要方万吨/年，其中约有90%来源于CO2气田。法是地质封存和深水封存。但是作为一个发展中国家，②CO2提高采收率技术以CO2混相驱为主。例如，我国既不能以牺牲经济发展为代价减少CO2的排放美国2004年CO2混相驱项目数为70个，产量为205775量，也不应耗费巨大的财力投入无经济效益回报的桶/天，而CO2非混相驱的项目数只有1个，产量只有CO2封存。显然，在CO2的高效利用过程中实现其永102桶/天。久封存，

3、是我国履行CO2减排义务最现实的选择。国③CO2提高采收率研究的重点为混相驱相关理内外大量研究和应用成果已表明，向油层中注入CO2论。目前，对于CO2提高采收率应用基础研究主要集可以大幅度地提高原油采收率。而且，油气藏是一个中于相态特性研究。有关相态的研究主要是以为技术封闭非常好的天然储气库，可以实现CO2的永久封存。的应用提供设计依据为目标，研究CO2在油藏条件下因此，利用CO2提高石油采收率不仅可以实现CO2减的相态特性、基本规律、工艺条件等；有关CO2驱机排的社会效益，而且可以产生巨大的经济效益，是CO2理的研究则主要围绕对CO2混相驱机理的基本认识。高效利用与永久封存的最佳途径。

4、2我国油藏CO2提高采收率的关键技术难点1CO2提高采收率技术发展概况在国外（尤其是美国）CO2混相驱成为提高原油[1]自从沃顿（Whorton）等人于1952年取得第一个采收率的主导技术，不仅是由于混相驱的原油采收率利用CO2采油的专利以来，CO2采油技术始终是石油开高，更重要的是由于其多数油藏条件适合混相驱。但采领域的研究重点。CO2采油技术应用较多的主要是美是，与国外多数油藏相比，我国的油藏条件非常复杂，国、前苏联、加拿大、英国等国家。近二十多年来，CO2利用CO2提高采收率将面临着许多特殊的理论与技术[2~5]驱已成为美国提高石油采收率的主导技术。2004年，难点。43美国应用C

5、O2驱技术增产的原油达到3.28×10m/d，约2.1CO2与原油的混相压力高占其国内日产油量的4％。CO2与原油的最小混相压力不仅取决于CO2的纯目前，国内外CO2提高采收率技术研究与应用的度和油藏的温度，而且取决于原油组分。原油中重质总体发展现状可以概括如下：组分（如C5以上的组分）含量越高，最小混相压力越①用于提高采收率的气源以天然CO2资源为主。高。我国油藏中原油的突出特点是粘度高、蜡和胶质例如，美国在Colorado和新墨西哥拥有巨大的天然含量高、凝固点高。这些特点决定了我国多数油藏中CO2资源，CO2驱已成为其提高采收率的主导技术。的原油与CO2的最小混合压力过高。例如，大庆

6、油田第2卷第7期488我国CO2提高石油采收率面临的技术挑战2007年7月的原油为石蜡基原油，在油藏温度条件下(45℃)原油与透率差异可达数十倍到上千倍。在许多油藏（尤其是CO2的最小混相压力在25MPa以上，而其油层破裂压低渗透油藏）中具有较发育的天然裂缝，连通的天然力为23.0～25.0MPa。在低于油层破裂压力条件下，原裂缝构成了注入水和气的窜流通道。另外，我国多数油与CO2不能达到混相。可见，由于原油性质所限，主力油藏已经历了十几年至几十年的注水开发，油藏我国多数油田不适合于CO2混相驱，只能以CO2非混经长期注水冲刷后形成了连通水井和油井、比原始孔相驱作为主导技术。道大几十倍甚

7、至数百倍的大（或特大）型窜流通道。2.2注CO2过程中的窜流严重国外注CO2提高采收率的油藏条件一般都较好，在注CO2采油过程中，CO2在油藏中的窜流将严原油粘度较低、油藏非均质性不是很强，在这类油藏[1]重地影响波及效率。导致CO2窜流的主要机理有两中，CO2的突进（窜流）主要机理是粘性指进。但是，个：我国油藏中由于强非均质性和窜流通道而导致的CO2（1）粘性指进。由于CO2的粘度比原油和水的粘的窜流将是一个十分突出且具有挑战性的