二氧化碳气藏开发.pptxVIP

二氧化碳气藏开发主讲：李士伦（教授）2004年3月 1998年统计全国发现CO2气田28个，遍布16个省市31个地区，如江苏黄桥、广东三水、吉林万金塔、大庆、天津大港、山东滨南、南海东部、西部、河北任丘、安徽天长、东海石门谭等。 CO2用途广泛、经济价值高，有40项以上应用，广泛应用于石油开采、化工、机械、食品饮料、农业和灭火等领域。 一、CO2物理化学性质和相态特征1、无色无臭气体，现场测试时为白色蒸汽，略带酸味。2、工程标准条件下，相对密度为空气的1.53倍，C1的3倍，为1.977kg/m，动力粘度0.0138mPa.s。3、化学性质不活泼、不可燃、不助燃、无毒、具有腐蚀性。4、不同压力、温度下可以三种状态存在，即气、液、固三态。压力高于0.53MPa、温度低于-56.6℃，CO2以固态存在温度高于CO2临界温度31.1℃，CO2以气态存在温度低于-17℃、压力低于2.1MPa，可以液态装入 罐车随着压力增加，CO2蒸汽变成像液体的粘稠状物质5、液态CO2密度范围 463.9－1177.9kg/m3 气态CO2密度范围 463.9－13.8kg/m3 固态CO2密度范围 1512.4－1595.2 kg/m36、CO2临界值（根据kennedy）TC 304.2K（文献中也有31.16℃；31.1℃值）PC 7.399MPa（7.16MPa；7.383MPa） 0.467g/cm3 0.03335mPa.sVC 94.24cm3/g.molZC 0.2757、CO2是提高油藏石油采收率的好驱油剂，易与原油混相。它易溶于原油，起三个作用： 使原油体积增大； 使原油粘度降低 使毛细管渗析作用改善8、易溶于水，也起三个作用： 使水粘度增加 降低油水界面张力 改善油水相渗曲线特征9、CO2能萃取抽提原油中C2-C30,尤其萃取C5-C10组分的能力强10、在油、水中扩散系数高11、同时注入水和CO2（碳酸水），能改善储层渗透率 含水带内在碳酸水前缘，能形成和保持游离CO2气带12、气体CO2密度随温度升高而减小，随压力升高而增大 液体CO2密度受压力影响小，但受温度影响十分明显 固体CO2密度受温度、压力影响都很小13、气体CO2粘度随压力增高而明显增大 液体CO2粘度受温度影响大，随温度升高而明显减小14、CO2气体偏差系数（Z）受P、T影响大（见图5-1）1）C1的Z随P、T变化幅度小，ZCO2ZC12）随T，Z 3~15MPa 低压区 随P Z 15~30MPa较高压力区 随P Z图5-1 CO2压缩度图版15、 CO2与烷烃混合物中的相态特性 CO2浓度0.65mol时，压力27.21MPa时，出现不同密度的两个液相 CO2浓度0.8mol时，压力＝8.16MPa时，出现两个液相＋CO2蒸汽相二、CO2气井开采特性1、气层中CO2密度大，近似于液体性质，处于高压超临界态，密度达500－800kg/m3。2、气井开采或测试过程中，CO2随P、T发生相态变化。 TC（临界温度）是CO2气井垂向流体密度变化的重要参数。3、关井静止状态 以某CO2气井为例 340m井深处温度为31.1℃（临界温度） 井口——340m井深处CO2为液态 实测平均为848kg/m3 340m井深处——井底CO2为高压气态 实测717－536kg/m3 计算752－621kg/m3 自上而下 呈减小趋势，Z呈增大趋势4、流动状态 仍以该井为例井深540m处，T=TC=31.1℃井深540m处——井口 CO2为饱和蒸汽相 （实测）380－450kg/m3 （计算）220－359kg/m3 井深540m处——井底 CO2为气相 （实测）394－485kg/m35、Z变化大，TTC ZCO2（液）0.274－0.014 TTC ZCO2（气）0.274－0.9186、防腐1）CO2对油套管和地面设备腐蚀，可以成为严重的事故隐患2）腐蚀机理：电化学腐蚀没有电介质存在，CO2不会对金属产生腐蚀CO2在水中生成碳酸，增加CO2腐蚀性通常是局部性坑蚀，也有沟槽和面积不等的侵蚀局部侵蚀穿透可很深，每年达0.2－0.7mm3）措施（1）选择抗腐蚀性强的管材（含Cr不锈钢）（2）管内壁用树脂、塑料等涂层衬里保护（3）加注缓蚀剂，常用有：铬酸盐、磷酸盐、有机胺类，有抑制腐蚀的效果。（4）防止地下水在井筒内分离（5）套管完井，固井质量要好7、生产和测试过程中要防止结水合物和干冰节流咀前后压降控制温度可用绝热方程初算CO2系多原子气体K＝1.3，临界压力比 CO2的 控制流量计、节流咀上流压力，以保证上流温度大于0℃ 三、CO2气藏开发数值模拟研究 胜利油田有限公司地质科学研究院和纯梁采油厂以高53