二氧化碳驱油技术比较

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1、二氧化碳驱油技术及比较一、CO2-EOR在油田中的应用近几年来，CO2-EOR技术发展迅速。研究表明，将CO2注入油层，不仅能大幅提高采收率，而且可达到CO2减排的目的，满足环保和油藏高效开发的双重要求。由于技术的进步和温室效应的存在，CO2-EOR越来越受到重视，包括我国在内的很多国家都开展了现场实验。目前，CO2-EOR已成为美国提高石油采收率的主导技术，2004年美国CO2-EOR增加的原油产量占全国提高采收率项目总产量的31%。1.1CO2提高采收率机理CO2-EOR主要有以下几个方面的作用：（1）使原油体积膨胀CO2注入

2、油藏后，可在原油中充分溶解，一般可使体积增加10%~100%。其结果不但增加地层的弹性能量，还大大减少了原油流动过程中的阻力，从而提高驱油效率。（2）降低原油黏度CO2溶于原油后，一般可降低到原黏度的0.1~0.01。原油初始黏度越高，黏度降低幅度越大。黏度降低，有利于原油流动能力，提高产油量。（3）改善油水流度比CO2溶于原油和水，其黏度增加20%~30%，流度降低；原油碳酸化后，其黏度降低30%~80%，流度增加。其综合作用的结果，使油水流度比趋于接近，水驱波及体积扩大，有利于原油采出。（4）降低界面张力CO2极易溶解于原油，

3、其结果大大降低了油水界面张力，有利于原油流动，从而提高了原油采收率。CO2与原油混相后其界面张力降为0，理论上可使采收率达到100%。（5）萃取原油中轻烃CO2注入油藏后，部分CO2未溶解于油水中的CO2能萃取原油中的轻烃，使原油相对密度降低，黏度降低，从而提高原油流动性能，有利于开采。（6）溶解气驱作用资料随着油井生产井附近的地层压力下降，地层原油中溶解的CO2逸出，逸出的CO2气体驱动原油流入井筒，形成内部溶解气驱。1.2CO2-EOR驱油技术目前CO2-EOR的实施方法主要有CO2混相驱、CO2非混相驱和CO2吞吐，其中CO

4、2混相驱应用最为普遍。另外，CO2-EOR实施中也有热CO2驱、碳酸水驱、就地生成CO2技术等其他方法。1.2.1CO2混相驱CO2混相驱一般采用CO2与水交替注入储层的方法，具体注入方法取决于储层的性质，主要有连续注入、简单注入、锥形注入等（如图2）。实施过程中首先注入CO2，由于连续注CO2驱替油层时宏观波及系数很低，因此注水改变二氧化碳的驱油速度，扩大CO2的波及效率。基本机理是CO2和地层原油在油藏条件下形成稳定的混相带前缘，该前缘作为单相流体移动并有效地把原油驱替到生产井（图3），由于混相，多孔介质中的毛细管力降至为零，

5、理论上可使微观驱替效率达到100%。混相驱要求油藏压力高于或等于CO2与原油完全混相的最低压力（MMP）。由于受地层破裂压力等条件的限制，该方法通常用于原油相对密度小于0.89g/cm3，油层温度小于120℃的中、深层油藏。通过CO2混相驱，原油采收率比注水方法提高约30%~40%。图2CO2与水交替注入驱油示意图资料图3CO2混相驱技术示意图根据以往的经验，CO2混相驱对开采下面几类油藏具有更重要的意义。（1）不合适水驱开采的低渗透油藏。（2）水淹后的砂岩油藏。（3）接近开采经济极限的深层、轻质油藏。1.2.2CO2非混相驱CO

6、2非混相驱效率次于混相驱，但高于水驱或惰性气驱，一般以重力稳定CO2注入方式生产，将二氧化碳注入到圈闭构造的顶部，使原油向下及构造两边移动，在构造两边的生产井中将原油采出（图4）。主要采油机理是对原油中轻烃汽化和抽提，使原油体积膨胀，黏度降低，界面张力减小。另外，CO2还可以提高或保持地层压力，当地层压力下降时，CO2就会从饱和了CO2的原油中溢出，形成溶解气驱，达到提高原油采收率的目的。适用于非混相驱的油藏类型主要有：（1）重油或高黏油油藏；（2）压力衰竭的低渗透油藏；（3）高倾角、垂向渗透率高的油藏。图4CO2非混相驱技术示意

7、图1.2.3CO2吞吐CO2吞吐的实质是非混相驱，采油机理主要是原油体积膨胀、降低原油界面张力和黏度，以及CO2对轻烃的抽提作用。该方法的一般过程是把大量的CO2注入到生产井底，然后关井几个星期，让CO2资料渗入到油层，然后重新开井生产。这种单井开采技术不依赖于井与井间的流体流动特性，适用范围很广，一般对开采下面几类油藏具有更重要的意义：（1）井间流动性差，其他提高采收率方法不能见效的小型断块油藏。（2）裂缝性油藏、强烈水驱的块状油藏、有底水的油藏等一些特殊油藏。（3）不能承受油田范围的很大前沿投资的油藏。CO2吞吐增产措施相对来

8、说具有投资低、返本快的特点，能在CO2耗量相对较低的条件下增加采油量。1.2.4CO2近混相驱目前，已有外国研究人员在进行CO2驱细管实验时提出：采收率曲线中的转折点不一定表示由不混相状态到动态混相状态的转变，而可能表示是“近似混相的”。CO2近混