李占嶺 馬俊肖 張孝賓

CO2—EOR技術(shù)實(shí)施方法及應(yīng)用前景

李占嶺1 馬俊肖2 張孝賓2

1西安石油大學(xué) 2安東石油技術(shù)（集團(tuán)）有限公司

在開采石油的過程中，一般采用重油熱采技術(shù)，目前發(fā)展最快的是注氣提高采收率技術(shù)。CO2混相驅(qū)主要是采用CO2與水交替注入儲(chǔ)層的方法，并且由儲(chǔ)層的性質(zhì)來決定具體的注入方法。CO2非混相驅(qū)的效率略低于混相驅(qū)，但是卻比水驅(qū)或者惰性氣驅(qū)高。世界上已經(jīng)成功開展了多個(gè)二氧化碳的捕集、封存以及應(yīng)用一體化來提高采收率的項(xiàng)目。通過CO2—EOR技術(shù)不僅能夠緩解環(huán)境污染的壓力，而且能夠提高石油采收率。

CO2—EOR技術(shù)；井網(wǎng)；混相；驅(qū)油；采收率

近幾年，油田一次以及二次采油技術(shù)只能開采出1/3左右的原始地質(zhì)的儲(chǔ)量，這就使得2/3的原油停留在底下從而形成了“困油”，俗稱剩余油。在開采石油的過程中，一般采用重油熱采技術(shù)，目前發(fā)展最快的是注氣提高采收率技術(shù)。

1 應(yīng)用現(xiàn)狀

根據(jù)2006年《油氣雜志》的統(tǒng)計(jì)，全球?qū)嵤┑腃O2—EOR的項(xiàng)目一共有94個(gè)，在這94個(gè)CO2—EOR的項(xiàng)目中，美國(guó)占82個(gè)，加拿大占6個(gè)，特立尼達(dá)占5個(gè)，土耳其占1個(gè)。從這些數(shù)據(jù)中可以看出，CO2—EOR的技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在美國(guó)，并且美國(guó)的年產(chǎn)油量是11 860 000 t，占世界CO2—EOR總產(chǎn)量的94.2%。

2 實(shí)施方法

2.1CO2混相驅(qū)

CO2混相驅(qū)主要是采用CO2與水交替注入儲(chǔ)層的方法，并且由儲(chǔ)層的性質(zhì)來決定具體的注入方法，注入方法主要包括連續(xù)注入、簡(jiǎn)單注入等。混相驅(qū)的基本機(jī)理是指在油藏條件下，二氧化碳和底層原油形成穩(wěn)定的混相帶前緣。通過二氧化碳混相驅(qū)使得原油采收率比注水方法提高。

2.2CO2非混相驅(qū)

CO2非混相驅(qū)的效率略低于混相驅(qū)，但是卻比水驅(qū)或者惰性氣驅(qū)高。CO2非混相驅(qū)的主要采油機(jī)理是汽化以及抽提原油中的輕烴，從而使得原油的體積不斷膨脹起來，降低了黏度并減小了界面張力。除此之外，注入二氧化碳能夠使得地層壓力得到提高。

2.3CO2吞吐

CO2吞吐的實(shí)質(zhì)也就是非混相驅(qū)，并且CO2吞吐的采油機(jī)理主要是使原油體積不斷膨脹，使原油界面的張力以及黏度得以降低，并且能夠起到一個(gè)抽提作用。這一方法能夠?qū)⒍趸甲⑷氲缴a(chǎn)井底，然后在關(guān)井之后，使二氧化碳滲入到油層中，最終有利于開井的繼續(xù)生產(chǎn)。

2.4 熱CO2驅(qū)

熱CO2驅(qū)主要是將熱力采油以及混相驅(qū)油進(jìn)行綜合應(yīng)用。在實(shí)際操作的過程中，要對(duì)二氧化碳進(jìn)行加熱，并且根據(jù)油藏的溫度以及原油的性質(zhì)來決定二氧化碳的加熱溫度。目前，熱CO2驅(qū)能夠廣泛應(yīng)用于各種原油以及油藏類型，從而使得驅(qū)油的效率得到提高。熱CO2驅(qū)注入的方法主要包括二氧化碳的連續(xù)注入，熱二氧化碳、水交替注入，熱二氧化碳注入后注蒸汽。

3 發(fā)展趨勢(shì)

3.1 集成創(chuàng)新的CO2—EOR技術(shù)

在CO2—EOR技術(shù)發(fā)展的過程中，由于受到注入量、井網(wǎng)完善程度、重力超覆、黏性指進(jìn)、竄流以及混相程度低等因素的影響，使得CO2—EOR技術(shù)在應(yīng)用的過程中存在一些問題。從美國(guó)的發(fā)展情況來看，美國(guó)的整體原油采收率在不斷提高，美國(guó)能源部開始開發(fā)并研究新一代的CO2—EOR技術(shù)，新一代的CO2—EOR技術(shù)能夠大大提高原油采收率。在一些地質(zhì)條件比較合適的油藏中，新一代的CO2—EOR技術(shù)的采收率能夠達(dá)到80%以上。然而新一代CO2—EOR技術(shù)也存在一定的缺陷，需要不斷改進(jìn)CO2—EOR技術(shù)的方案。第一，不斷提高二氧化碳的注入量，從而使得CO2—EOR技術(shù)能夠達(dá)到1.5倍的含油孔隙體積。第二，要改進(jìn)并不斷完善井網(wǎng)方案，改進(jìn)驅(qū)替方式，從而使得剩余油波及程度和驅(qū)油效率得到提高。第三，不斷完善流速比，對(duì)二氧化碳的黏性指進(jìn)進(jìn)行合理的控制。第四，要添加一定量的混相劑，從而使得混相度得到提高。第五，要綜合運(yùn)用各項(xiàng)集成技術(shù)。目前，由于新一代CO2—EOR技術(shù)仍然處于方案設(shè)計(jì)、數(shù)值模擬以及資源綜合評(píng)價(jià)的階段，這就要加大研發(fā)以及投入的力度，從而使得新一代CO2—EOR技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果得到提高。

3.2 向循環(huán)經(jīng)濟(jì)的模式發(fā)展

過去的天然二氧化碳?xì)怏w資源嚴(yán)重制約了新一代CO2—EOR技術(shù)的發(fā)展，造成CO2—EOR技術(shù)在油田不能夠得到廣泛的使用。近幾年，隨著全球變暖問題的不斷涌現(xiàn)，使得二氧化碳?xì)怏w受到重視。通過捕集、封存、應(yīng)用一體化的方式可以提高原油采收率，在創(chuàng)造能源以及環(huán)境保護(hù)的過程中，CO2—EOR技術(shù)起著一個(gè)至關(guān)重要的作用。

目前，世界上已經(jīng)成功開展了多個(gè)二氧化碳的捕集、封存以及應(yīng)用一體化來提高采收率的項(xiàng)目，其中加拿大的油田開展二氧化碳的捕集、封存以及應(yīng)用一體化來提高采收率的項(xiàng)目取得的成就最為突出。

4 結(jié)語

近幾年，隨著人們的環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)，使得CO2—EOR技術(shù)逐漸發(fā)展起來。通過應(yīng)用CO2—EOR技術(shù)不僅能夠緩解環(huán)境污染的壓力，而且能夠提高石油采收率。除此之外，我國(guó)的低滲透油藏以及稠油的資源比較豐富，在這些油藏中，CO2—EOR技術(shù)具有較大的潛力。與此同時(shí)，由于CO2—EOR技術(shù)的成本比較低，因此CO2—EOR技術(shù)具有較好的發(fā)展前景。

（欄目主持 楊 軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.3.006