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1、张亮:CO2EOR及其在油藏中的储存9CO2EOR及其在油藏中的储存编译:张亮(中国石油大学(华东)研究生院)审校:丁岗(中国石油大学(华东)石油工程学院)摘要CO2EOR已在石油行业应用了相驱CO2EOR工程,CO2MMP是一个非常重要40多年。近几年,出于对温室效应的考虑,的参数。要求采用实验技术,例如细管技术,求得CO2注入油藏作为一种碳埋存方式引起广所要开采石油的CO2MMP(Yellig等人,1980)。泛关注。结合EOR进行CO2储存的潜力巨CO2纯度对MMP的影响是很重要的,如其中含有大,且可达到永久封存的目的。目前,CO2N2时,数值模
2、拟结果表明,当N2是唯一杂质且EOR已经不存在较大的技术问题,大部分其摩尔含量在0～10%时,CO2MMP大约增加项目利用低廉的天然CO2,经济回报较高。017bar/mol%N2(ECLReport14,2002)。但将人类排放源(如发电厂)中的CO2捕与采用向上水驱相比,垂直混相驱EOR(重集起来并用于EOR和储存,将会受到经济力稳定气注入———GSGI)可获得原始地质储量上的限制。本文阐述了CO2EOR原理、油15%～40%的产量。在水平混相驱过程中采用水气藏储存潜力、油田筛选及经济分析,并对北交替注入,由于存在重力上窜、黏性指进、注入剖海一个油
3、田进行了实例分析。面难以控制等因素,预计的EOR系数是5%～主题词温室气体CO2EOR储存15%。过去和现在陆地上CO2EOR工程经验表明,潜力碳埋存CO2捕集北美大陆采用注入CO2的方法比采用水驱的方法可提高4%～12%的采收率(ECLReport2,一、EOR原理和潜力2001)。据报道,大部分油田CO2利用率是根据注入气体和在油藏条件下储层流体的性8000ft3/STB(227m3/STB),有些利用率低于质,气驱油可分为非混相驱和混相驱(或多次接触6000ft3/STB(170m3/STB)。即,注入1tCO2能混相驱)。当压力低于最低混相压力
4、(MMP)时为产出215～313STB的原油。目前为止还没有在海非混相驱替,在注入气体和储层流体之间很少有成上实施CO2EOR工程,尽管在北海计划和实施了分交换或不存在混相区。注入气体可用来维持油藏许多注烃气(WAG)的工程(Christensen等人,压力和重力排驱。在混相条件下,注入气体和烃类2001;ECLReport2,2001)。例如,在北海油田完全混相成为单相流体。混相驱的一个主要优点是正在进行的一个水气交替注入开采项目(Gullfaks能减少阻碍油气流动的毛细管效应。混相驱还可以油田项目),预计EOR为5%OOIP,而Brage油使原油膨
5、胀,降低流体黏度,增加其流动性。不论田的EOR为9%～12%OOIP。是垂直驱动还是水平驱动,都可以用混相驱过程来二、CO2储存量实现。CO2具有比其他气体更小的MMP,所以,大油藏CO2储存量包括EOR工程结束时CO2部分油田工程都采用混相驱。混相或多次接触混相在油藏中的储存量和在工程结束后额外的CO2注的压力取决于油藏压力和原油成分。很多人提出不入量。经验表明,大约40%原始注入量在生产井同原油和注入气体组成与MMP的关系式(Orr中产出,然后再进行回注(Shaw等人,2002;Jr,2004;Yuan等人,2004)。Holm和JosendalH
6、adlow,1992)。这说明如果不考虑突破后的分离(1974)提出了一个有效的关系式来预测MMP,和回注,CO2突破时的储存效率大约只有60%。这个关系式是根据油藏温度和原油中C5以上成分Shaw等人(2002)提供了一种在EOR过程的相对分子质量得到的。像砂岩储层一样,灰岩储中计算CO2储存量的方法,是一个关于油藏参数、层中的混相驱也已探明(Mungan,1991;Lang2原始地质储量、原油收缩率的函数。ston等人,1988)。对于筛选、选择油藏和设计混在CO2突破时10国外油田工程第23卷第3期(200713)MCO=ρCOres·RFBT·
7、OOIP/Sh(1)的(Winter等人,1993;Bachu等人,2004)。储22在任何烃类占据空隙体积时存能力大的油藏还要考虑CO2捕集、运输、注入MCO=ρCOres·[RFBT+016·等基本设施的建设费用及工程期限内的操作费用。226(RF%HCPV-RFBT)]·OOIP/Sh(2)所以,只有储存能力大(>1×10t)的油藏最有式中,ρCOres是CO2在油藏条件下的密度;可能在短期和中期内被考虑。粗略估计,全球油藏288RFBT和RF%HCPV分别是CO2突破时和在假定的烃CO2储存能力为410×10～1910×10t(Lako,类占据
8、孔隙体积百分数下的采收率;OOIP是原始2002)。地质储量;Sh是原油的收缩率(=1/Bo,
