二氧化碳驱油技术和比较.doc

.WORD完美.格式编辑. .技术资料.专业整理. 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%。 1.1 CO2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，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 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。 1.2 CO2-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CO2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。 1.2.1 CO2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，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2 CO2与水交替注入驱油示意图 图3 CO2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。 1.2.2 CO2非混相驱 CO2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4 CO2非混相驱技术示意图 1.2.3 CO2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