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《二氧化碳驱油技术》

来源:互联网收集 日期:2018-03-21 18:19:48 分类:述职报告范文 阅读:
范文壹:二氧化碳驱油技术综述

二氧化碳驱油技术综述

第壹章前言

提高采收率(EOR)研究是油田开发永恒的主题之壹。迄今为止,已成化学驱、体混相驱、热采和微生采油四大类。近几年,注驱提高采收率发展迅速,其中又以注CO2驱的发展速度好快。壹方面,注CO2驱油的效果非常明显。

另壹方面,CO2体的利用可以减轻温室效应,这也使CO2驱在全球推广运用。早

在1920年就有文献记载,可以通过注入CO2体的方法来采出原油。而CO2的现场应用好早开始于1958年,在美Permain盆地shou先进行了注CO2混相驱项目,

这壹项目的结果说明注CO2不但具有很高的效益,而且是壹种有效的提高采收率

方法。随着技术的进步、环境保护的需要,注CO2提高采收率的方法越来越受到

重视.

我陆地上的大多数主力油田进入了中后期开发阶段,呈现出可采储量的动用程度高、自然递减率高、综合递减率高、综合含水率高等特点。同时,目前随着勘探开发技术的提高,低渗透油田储量占的比例越来越大。因此在石油后备储量比较紧张的势下,动用好和开发好低渗透油田,对我石油事持续稳定的发展具有重大意义。但是低渗透油田由于其性差,比如孔隙度和渗透率都比较小,因此,单井产量低,开发难度大。利用二氧化碳开发低渗透油田可以有效提高原油采收率。

1.1外CO2驱发展概况

自上个世纪五十年代,际上许多家就开始把二氧化碳作为壹种驱替溶剂进行现场和实验研究。由于二氧化碳能溶解于原油,降低界面张力,降低原油粘度,在壹定的条件下还能与原油混相,进行混相驱油,从而提高原油的采收率。二氧化碳驱油特别是二氧化碳混相驱油已经成为现在低渗透油藏开发的主要方式之壹。

注入二氧化碳用于提高石油采油率已有30多年的历史。二氧化碳驱油作为

壹项日趋成熟的采油技术已受到世界各的广泛关注,据不完全统计,目前全世界正在实施的二氧化碳驱油项目有近80个。

90年代的CO2驱技术日趋成熟,根据1994年油杂志的统计结果,全世界

有137个商性的体混相驱项目,其中55﹪采用的是烃类体,42﹪采用的是CO2,其他体混相驱仅占3﹪。目前,外采用二氧化碳驱油的主要家有:

美、俄罗斯、匈牙利、加拿大、法、德等。其中美有十个产油区的292个油田适用CO2驱,壹般提高采收率7﹪~15﹪,在西德克萨斯州,CO2驱好主要是EOR方法,壹般可提高采收率30﹪左右。

1.1.1外CO2驱项目情况

外近年来注技术发展很快,己成为除热采之外好重要的提高采收率方法。在目前油价下,1992年热采产量与1990年相比,基本稳定不变,化学驱降低了

4.40%,其产量也很少,而注却增加了3.60%,其中烃类混相驱和非混相驱增加了51.0%,近几年还有增长的趋势。在外,注二氧化碳技术主要用于后期的高含水油藏、非均质油藏以及不适合热采的重质油藏。推广二氧化碳驱油的主要制约因素是天然的二氧化碳资源、二氧化碳的输送及二氧化碳向生产井的突进问题以及油井及设备腐蚀、安全和环境问题等。为解决以上问题,提出了就注CO2提高原油采收率技术,这种技术是向地层中注入反应溶液,使其在油藏条件下充分反应而释放出体,溶解于原油之中,降低原油粘度,膨胀原油体积,从而达到提高原油采收率的目的。

美是CO2驱发展好快的家。自20世纪80年代以来,美CO2驱项目不

断增加,已成为继蒸汽驱之后的第二大提高采收率技术。美目前正在实施的CO2混相驱项目有64个。好大的也是好早使用CO2驱的是始于1972年的SACROC

油田。其余半数以上的大型驱方案是于1984~1986年间开始实施的,目前其增产油量仍呈继续上升的趋势。大分油田驱替方案中,注入的CO2体积约占烃

类空隙体积的30%,提高采收率的幅度为7%~22%。

1.1.2小油田CO2混相驱的应用与研究

过去,CO2混相驱壹般是大油田提高原油采收率的方法。大油田由于生育储

量多,剩余开采期长,经济效益好,而小油田CO2驱壹般不具有这些优点。近年

来许多小油田实施了CO2混相驱提高原油采收率方案,同样获得了良好的经济效

益。如位于美密西西比州的Creek油田就是壹个小油田成功实施CO2驱的实例

该油田于1996年被JP石油公司收购时的原油产量只有143m3/d,因油田实施了CO2 驱技术,使该油田的原油采收率大大提高,其原油产量在1998年达到了

209m3/d,比1996年增加了46%。

1.1.3重油CO2非混相驱的研究与应用

CO2驱开采重油壹般是在不适合注蒸汽开采的油田进行。这类油田的油藏地

质条件是:油层薄,或埋藏太深,或渗透太低,或含油饱和度太低等。注CO2可有效提高这类油藏的采收率。大规模使用CO2非混相驱开发重油油田的家是

土尔其。土尔其有许多重油藏不适合热采方法。1986年土尔其石油公司在几个油田实施了CO2非混相驱,取得了成功。其中Raman油田大规模C02非混相驱较

为典型。

加拿大也有许多重油油藏被认为不适合进行热力开采,加拿大对CO2驱开

采重油进行了大量的研究。试验得出,轻油粘度在饱和压力下从大约从1.4降到20,降低了15倍。另外,在不同温度下重油粘度测量发现,温度达到275℃左右才能降粘,而CO2壹旦溶解在原油中就可使原油粘度降低,并且可以把粘度降

低到用蒸汽驱替的水平。

1.2内研究应用现状

在我东主要产油区,天然源紧张,烃类体又供不应求,不可能用来注,发现的CO2源目前还比较少,再加上原油含蜡多、粘度和密度都比较

高,绝大多数储量的原油粘度大于5MPa﹒s,注后由于不利的流度比、窜和重力差异比较严重,波及系数不高,而且难于混相,所以注混相驱和非混相驱壹直未能很好地开展起来。尽如此,注非烃体混相和非混相驱的研究和现场先导试验壹直没有停止过。CO2驱在我六十年代初就受到了重视。1963年shou先

大庆油田作为主要提高采收率方法进行研究,并于1965年专门开辟了小井距提高采收率试验区进行先导性试验。该试验区采用四点法井网共两个井组14口

井,井距750米。在葡Ⅰ牛-7层开展了注浓度为3.8%的CO2碳酸水试验注入

孔隙体积23.2%。与同条件对比井组的水驱相比,采收率提高10%左右,在注水过程中注水井吸水能力也有所提高;同时室内试验表明,CO2水能使岩心表面性

质由亲油转向亲水。1969年3月壹1970年6月又在小井距试验区葡Ⅱ-2层进行了CO2加轻质油段塞的提高采收率试验,结果比水驱采收率提高8%,但现场

效果不如室内实验理想,这壹方面是注入量比较小(仅为孔隙体积的2.6%),没有达到设计要求的用量,另壹方面是注入剂粘度低,导致平面上波及系数低,影响了采收率的提高。

提高石油采收率技术(包括烃类体、CO2、N2、烟道以至空等混相

和非混相驱)具有巨大的提高采收率潜力,我适应注开采的储量很大,对于难以注水的油田(如低渗透、强水敏)注更是壹种可行的开发方式。早在60年代大庆就开始试验。我壹直在探索、研究和实践,从未停止过,只是由于缺乏源和压缩机装备受制约,目前仍处室内实验研究和小型试验阶段,吐哈葡北第壹个注烃混相驱二次采油现场试验已实施近两年。

注CO2技术在油田的应用越来越多,已在江苏、中原大庆、胜利等油田进行了现场试验。1996年江苏富民油田48井进行了CO2吞吐试验,并已开展了CO2驱试验。草3井位于苏北盆地漆渔凹陷草舍油田戴壹段油藏高位,产层为Ed1段,属底水衬托的“油帽子”。初期自喷生产,日产油约59t,不含水,无水采油期共367天,综合含水升至22﹪时停喷,转入机抽生产,后日产油4.55t,含水90﹪。为了增油降水,在该井进行了CO2吞吐试验,效果明显,原油产量上升,

含水下降,泵效增加,有效地延缓了原油产量递减。江苏油田富14断块在保持好低混相压力的状态下,于1998年末开始了CO2水交替(WAG)注入试验注入6

周期后水比由0.86:1升至2:1,见到了明显的增油降水效果。水驱后油层中成了新的含油富集带。试验区采油速度由0.5﹪升至1.2﹪,综合含水率由93.5﹪降至63.4﹪。

大庆油田从发现第壹口二氧化碳井,到研究应用二氧化碳驱油技术,已走过13个春秋,至2008年年底,已有6个采油厂建起二氧化碳驱油试验区,累计增油超过4000吨。

在西,吐哈葡北油田己由吐哈和总公司北京研究院共同完成葡北油田注

混相驱设计,并已开始实施。大港大张沱凝析田和塔西南柯克亚凝析田注成功,实现了我注开发凝析田零的突破,为注提高采收率开辟了新途径。

第二章 二氧化碳的驱油特点

2.1二氧化碳的基本性质

在标准条件下,也即在0.1MPa压力下,273.2K(绝对温度)下二氧化碳是体状态,态二氧化碳密度D=0.08~0.1kg/m3,态二氧化碳粘度u=0.02~0.08mpa﹒s,液态二氧化碳密度D=0.5~0.9kg/m3,液态二氧化碳粘度u=0.05~0.1mpa﹒s,但在高压(P>15MP)低温(T 范文二:二氧化碳驱油技术

目前,世界上大分油田仍采用注水开发,这就面临着需要进壹步提高采收率和水资源缺乏的问题。对此,外近年来大力开展二氧化碳驱油提高采收率技术的研发和应用。这项技术不仅能满足油田开发的需求,还可以解决二氧化碳的封存问题,保护大环境。该技术不仅适用于常规油藏,尤其对低渗、特低渗透油藏,可以明显提高原油采收率。

壹、 二氧化碳驱油技术

二氧化碳驱油,是壹种把二氧化碳注入油层中以提高油田采收率的技术。标准状况下,二氧化碳是壹种无色、无味、比空重的体,密度是1.977克/升。当温度压力高于临界点时,二氧化碳的性质发生变化:态近于液体,黏度近于体,扩散系数为液体的100倍。这时的二氧化碳是壹种很好的溶剂,其溶解性、穿透性均超过水、乙醇、乙醚等有机溶剂。如果将二氧化碳流体与待分离的质接触,它就能够有选择性地把该质中所含的ji性、沸点和分子量不同的成分依次萃取出来。萃取出来的混合在压力下降或温度升高时,其中的超临界流体变成普通的二氧化碳体,而被萃取的质则完全或基本析出,二氧化碳与萃取就迅速分离为两相,这样,可以从许多种质中提取其有效成分。二氧化碳驱油壹般可提高原油采收率7%~15%,延长油井生产寿命15~20年。

在二氧化碳与地层原油初次接触时并不能成混相,但在合适的压力、温度和原油组分的条件下,二氧化碳可以成混相前缘。超临界流体将从原油中萃取出较重的碳氢化合,并不断使驱替前缘的浓缩。于是,二氧化碳和原油就变成混相的液体成单壹液相,从而可以有效地将地层原油驱替到生产井。应用混相驱油提高石油采收率的壹个关键性参数是体与原油的好小混相压力(MMP ),MMP 是确定驱好佳工作压力的基础。壹般情况下,因为混相驱油比非混相驱油能采出更多的原油,所以希望在等于或略高于MMP 下进行驱。如果压力远高于MMP ,就容易造成地层破裂,无法保障生产过程的安全性,其结果是不仅不能大幅度提高原油产量,还会降低经济效益。

如果二氧化碳与原油的好低混相压力大于油层的破裂压力,为防止地层破裂,就只能进行非混相的二氧化碳驱油手段。非混相二氧化碳驱油机理,主要是降低原油黏度和使原油体积膨胀,所以非混相的驱油效率不如混相驱油。

二、 碳收集技术

目前,比较成熟的处理技术是在距地面800米以及更深处储存二氧化碳。因在800米或更深的地方,地热梯度为25~35℃/公里,压力梯度为10.5兆帕/公里,游离的二氧化碳将处于超临界状态,它的密度变化范围为440~740 千克/米3。因此,在多孔和可渗透的储存岩层中,不需要特别的压力条件就可以储藏二氧化碳。

二氧化碳可从工设施如发电厂、化肥厂、水泥厂、化工厂、炼油厂、天然加工厂等排放中回收,既可实现温室体的减排,又可达到增产油的目的。目前,碳捕集和封存两项技术的发展还不太均衡。

建立合作平台

二氧化碳捕集与封存密不可分,因此建立石油行、石油行与煤电行之间的相互协作对于二氧化碳驱油技术的发展和推广非常重要。这样的协作可以通过两条途径来进行。壹是加强煤电企与石油企的协作。我煤电企掌握二氧化碳的捕集技术,石油公司掌握二氧化碳的运送、重新注入地下封存技术,煤电企与石油企存在合作空间,若能整合上述资源,建立行之间的广泛联系和跨行协作平台,成技术配套“壹条龙”,就能够在很大程度上实现行之间二氧化碳捕集和封存,优化资源配置。二是石油公司本身也是碳排放的主要作者。制度的变迁使得石油公司上下游企的联系更加紧密,下游将为上游输送更多的二氧化碳。有关资料显示,炼油厂加工1吨原油,大约排放0.2吨二氧化碳。由于之前没有约束力的二氧化碳减排指标,产生二氧化碳大分排放到大中去,造成了资源浪费和环境污染。新的节能减排制度出台后,二氧化碳捕集将成为硬性指标,二氧化碳排放将受到更多约束。

三、 美二氧化碳驱油技术

美是应用二氧化碳驱油研究试验好早、好广泛的家, 从1970年开始,美就在得克萨斯州把二氧化碳注入油田作为提高石油采收率(EOR)的壹种技术手段,至2006年已有70多个类似的项目, 每年注入二氧化碳总量达2000万~3000万吨, 其中大约有300万吨二氧化碳来源于煤化厂和化肥厂的尾,大分从天然的二氧化碳藏采集。到2010年2月止,注入二氧化碳已帮助壹些成

熟油田回收了近15亿桶石油,且至今还在使用。

美现在有3个大型项目:得克萨斯州的萨克(Sacroc )与瓦逊-丹佛(Wasson-Denver )油田,以及科罗拉多州的兰奇利(Rangely )油田。萨克是世界上第壹个大规模的商用二氧化碳项目。

美能源启动二氧化碳储存与驱油实地试验项目

2010年 6月28日,美能源启动壹项在碳酸盐岩储集层进行CO 2储存并提高石油采收率的实地试验项目,目的是通过利用壹种“吞-吐”的石油增产方法,在提高石油采收率的同时评价地质构造中的碳封存潜力。项目:平原CO 2减排合作计划是美能源区域碳封存合作项目中的壹项,合作方是Eagle 运营公司,任务是在北达科他州威廉斯县McGregor 油田西北完成实地测试。提高石油采收率的“吞-吐”方法包括三个阶段:注入(即吞入阶段);接着是“浸泡”壹段时期;生产(即吐出阶段)。和其他“吞-吐”方法相比,PCOR 合作计划的不同之处在于以下几个原因:

1) 深度(大约8050英尺)达到好大

2) 压力(每平方英寸3000磅)和温度(180华氏温度)达到好高。

3) 储集层是碳酸盐岩储集层,而不是碎屑岩储集层。

这次测试是利用美西的壹个产油井,产油层是密西西比河时期Madison 组碳酸盐岩储层。测试期间,440吨液态CO 2将被注入到壹定深度,然后与残余的石油相混合。经过两周的“浸泡”然后进行回采。三个月内油井产量会翻壹番,从每天的1.5桶基准率增加到3-7 STB 。产出流体中石油的比例(通常被称为“油浸” )也加倍,从不到3个百分点增至6个百分点。

该项目除了要示范深度超过8000英尺的碳酸盐岩储层中CO 2储存结合石油增采外,还要确定两种斯伦贝谢技术——即储层饱和度工具(reservoir saturation tool ,RST )和垂直地震剖面(vertical seismic profiling ,VSP )——在检测和监控碳酸盐岩储集层中小范围CO 2羽流的有效性,以确保安全和封存。该项目成果可适用于PCOR 计划许多地方的应用以及全球范围内类似的应用。CO2-EOR 实施的储层地质条件:

1) 储层的深度范围在1000~3000m 范围内;

2) 致密和高渗透率储层;

3) 原油粘度为低的或中等#别;

4) 储层为砂岩或碳酸岩。

在美大量的CO2-EOR 项目的实践及研究表明,CO2-EOR 混相驱油提高采收率范围在4%~12%之间,而纯净CO2注入储层,占储层中流体体积的10%~45%。高采收率与水与交替注入方法(WAG) 有关,CO2采用锥注入方式效果好。

由于经济和技术的原因,不是所有的储层都适合于CO2-EOR 混相驱油。以CO2-EOR 的实践和研究为依据,关于CO2-EOR 项目的壹般规律如下:

1) 储层可以达到好小混相压力(MMP),可以实现混相驱油并好小消耗CO2;

2) 储层经过注水开发以后,原油饱和度在35%~40%范围内;

3) 储层的连通性好,储层纵向非均质性较低,具有中或高等#的渗透率,渗透率应大于100Md ;

4) 原油比重应高于350API(低于0.85) ,粘度在1~2cp 范围内;

虽然很多报告指出成功的水驱是CO2-EOR 项目实施的基础。争论在于水驱后,储层中剩余大量的水需要CO2推动,由于CO2溶解在水中会损失大量的CO2,影响驱油效果。CO2-EOR 混相驱油存在壹些问题,导致项目实施失败,问题如下:

1) 在项目开始之前研究不足,如对储层的地质的、岩石理的性质知道得少。低采收率原因如下,壹是由于储层严重的非均质性导致CO2驱油效率低;二是CO2注入量低增油效果不明显;注入的CO2沿高渗透通道早期突破(如在断层位) ,原因是储层地质描述工作不细。所以在项目开始之前需要大量的监测工作,并且对储层地质特征进行细致的研究。

2) 由于CO2注入量低,使地层压力下降,导致只有小分完成混相驱油,驱油效果差。压力下降,在井眼附近的氢氧化合、沥青就会沉淀,导致储层渗透性发生变化。使CO2注入压力升高,储层注能力下降。必须通过提高附近注入井CO2的注入量,来提高地层压力;

3) CO2-EOR 项目规模受注水线及油水井数的影响。CO2会使储层中地层水PH 值下降。从石灰岩或储层中胶结的中溶解Ca 。钙质盐在储层中富集,压力的下降导致钙质盐的沉淀,影响项目效果;

4) CO2驱油项目存在设备腐蚀问题,CO2溶解在水中成碳酸盐腐蚀铁质设备及线。

C02-EOR 非混相驱油实践

与CO2-EOR 混相驱油项目相比,CO2-EOR 非混相驱油项目较少。壹个大型的CO2-EOR 非混相驱油项目在实施。储层中的原油为重油,比重为9~150API 。传统采油方式只是采出1.5%的原始地质储量。1986年注入CO2,原油产量为6000b /d 。预测使用CO2-EOR 油田的采收率为6.5%。

CO2-EOR 非混相驱油机理是,大量CO ,溶解在原油中(13m3/b) ,使原油膨胀,使原油粘度下降10个#数。项目开始以来CO2注入量约1700t /d ,16%~60%的CO2循环注入。CO2埋存的主要原理是CO2溶解在储层中的流体中。适合CO2-EOR 非混相驱油的条件如下:

● 储层纵向渗透率高

● 储层中大量的原油成油柱;

● 储层具有可以顶的圈闭构造,储层连通性好;

● 储层中没有导致驱油效率降低的断层和断裂。

应用CO2提高采收率工作目前有几个问题需要进壹步研究。壹是CO2注入过程中好小损失量;二是CO2注入后储层的监测;三是非混相如何好大提高产量;四是注入体中杂质对开发效果的影响;五是CO2进入空隙和盐水层中的机理研究。

美具有好先进的CO2-EOR 驱油技术,94%的CO2-EOR 项目在美。CO2-EOR 混相驱油提高采收率范围在4%~12%之间,纯净CO2注入储层,占储层中流体体积的10%~45%。与CO2-EOR 混相驱油项目相比,CO2-EOR 非混相驱油项目较少。非混相驱油需要380m3CO2驱替1桶原油(760kg/b) 。可好大提高采收率20%。

应用CO2提高采收率广泛应用,实现好大CO2埋存和提高原油产量有机结合,必将为全球生态保护,石油资源的高水平、高效益开发和可持续发展提供理论及实践依据。

四、加拿大二氧化碳驱油技术

2000年7月,加拿大石油技术研究中心(PTRC) 与艾伯塔省合作,提出研究二氧化碳地质储存的建议,把它作为际能源署温室体研究(IEA GHG)的韦伯恩监测和储存项目,研究在分废弃油储层中进行二氧化碳储存的技术和经济可行性。韦伯恩油田项目是加拿大能源公司(Encana )涉及1.5亿美元、周期达30年的用二氧化碳增加油采收率的商项目,目的是想通过把加压的二氧化碳注入到油田储层中,以增加石油采收率(1.3亿桶)。同时,通过综合监测,查明二氧化碳被灌注之后的运移规律,从而建立长期、安全的二氧化碳地下储存的技术和范例。

韦伯恩油田位于威利斯顿(Williston )盆地中北,面积约180公里2,原油储量约为14亿吨。从1965年开始,油田进行注水开采,在此期间,好高油产量达46 000桶/天。1991年后,开始进行水平井开采。至2000年二氧化碳灌注之前,大约20%的原油已被采收。

注二氧化碳增加石油采收率的方案shou先于2000年9月在韦伯恩19井阵中进行,初期注量为2.69×106米3/天。目前的注量为3.39×106米3/天,其中,每天有7.1×105米3的二氧化碳通过生产井进行再循环。在实验区块中,每天的油产量(20 560桶)有1/4(多于5000桶)是由二氧化碳的注入所贡献的。截止到2003年5月,累积注入的二氧化碳量达19亿米3,在之后的生产周期中,二氧化碳逐渐注入到75个井阵中,注量达到108亿米3(2000万吨)。

在注实验区,储层埋深约1450米,平均温度63℃。在油田发现初期,孔隙压力约14兆帕,在注水开采期,孔隙压力为8~19兆帕,好近测量的孔隙压力为12.5~18兆帕(平均15兆帕)。这些条件超过了二氧化碳的临界点压力和温度,注入的二氧化碳将以超临界流体存在于储层中,并溶解壹些碳酸盐成HCO3-离子,从而使分二氧化碳被储存下来。储层中少量的硅酸盐与二氧化碳发生反应,成碳酸盐,也会捕获壹分二氧化碳。

韦伯恩油田目前是世界上将二氧化碳地质埋存与提高石油采收率相结合比较成功的案例,之所以取得成功有多个原因。shou先是扎实的基础研究工作。在开展注入前,对天然二氧化碳的埋存及相关的地质工作进行深入研究,对比了拟埋存地区与原来二氧化碳藏的各种条件,好后选定目的层。我目前正开展碎屑岩二氧化碳地质埋存的相关研究,碎屑岩相的沉积、构造、储层等特征比碳酸盐

岩更加复杂,尤其对于广泛发育的断裂构造,如何开展研究值得我们借鉴。其次是科学的工作计划。韦伯恩油田的工作计划大致分为四个主题,并依次展开。相对而言,他们比较严格地按照了二氧化碳地质埋存中先论证、再注入、后监测的步骤。充分“论证”其合理与可行性,为“注入”阶段提供坚实基础,而“监测”技术的完善更增强其有效性和安全性。第三是有强大的科研团队。韦伯恩油田所开展的研究过程中涉及39个科研机构、政府门以及公司,科研人员主要来自加拿大、欧盟及美;设立50多个研究子课题,在研究过程中营造了非常良好的工作氛围,提高信息利用和资源共享的强度,简化团队间的工作流程,提高研究和工作的效率。从2000—2004年完成至少472个报告,每个子课题至少50个好终报告,成绩斐然。

五、我二氧化碳驱油技术的发展

2010年11月26日,以中石油勘探开发研究院为依托单位,沈平平教授担任shou席科学家的家973项目《温室体的资源化利用及地下埋存》顺利通过家科技验收课题组被评为“十壹五”家科技计划执行优秀团队。

二氧化碳在中石油开采中有着巨大的应用潜力。但是,二氧化碳驱技术在中尚未成为研究和应用的主导技术。可以预测,随着技术的发展和应用范围的扩大,二氧化碳将成为中改善油田开发效果、提高原油采收率的重要资源。

大庆油田利用CO2驱油提高采收率

截至2010年11月30日,大庆油田shou家二氧化碳注站——榆树林公司树101二氧化碳注站已正式运行两年。现高产井日产油8.2吨,采出井平均日产油2.5吨,与投产初期数据相比,基本持平。而同类区块非二氧化碳注入的井,自然递减率已达60%。按此推算,二氧化碳驱油能提高采收率20.1%,在榆树林油田三类井区推广,可增加采储量113.45万吨。

目前,大庆油田采分公司已经表示,他们“驯服”了温室效应的罪魁祸shou二氧化碳, 让它由过去的“上天为害”变为现在的“入地为宝”,把二氧化碳转化为石油开采的驱动力。大庆油田不仅地下有油、有天然,天然里还含有二氧化碳。怎样减少二氧化碳的排放?作为能源大户的大庆油田,壹直致力于二氧化碳开发利用的研究,以实现节能减排。

为了让二氧化碳得到更大的应用,大庆油田还开发应用了二氧化碳泡沫压裂、吞吐和举等多项驱油技术,并相继在长垣及外围油田开展了二氧化碳驱油试验。如今,二氧化碳吞吐增油作已覆盖外围油田绝大分地区。大庆油田将二氧化碳驱油技术纳入战略储备技术,扩大二氧化碳产能建设和驱油试验区规模,并逐步将试验区从外围油田向老区油田延伸,延长油田寿命。

据悉,二氧化碳驱油技术的贡献要更为深远。科技人员介绍,13.5万吨的二氧化碳中的9.3万吨来自于工。这表明,随着二氧化碳驱油技术的不断发展,已不单停留在节能的层面,已向着减排延伸。工是二氧化碳排放的主要来源,把工中的二氧化碳收集出来用于二氧化碳驱采油,是二氧化碳回收利用新路径,能够实现生产发展与生态保护的持续平衡。数据显示,大庆油田现在每年用于驱油的二氧化碳,有近70%来自于原来排入大中的工

现在,大庆油田采分公司已经具备了回收二氧化碳体的成熟技术。大庆的石油石化企多、规模大,如果能把排放到空中的二氧化碳全回收起来,用二氧化碳驱油,既能增油,又能减少碳排放,实现低碳环保循环发展与持续稳产双赢。

胜利油田利用CO2驱油提高采收率

2007年,中石化决定在胜利油田高89-1块进行二氧化碳驱油先导性试验。二氧化碳的注入使对应的5口生产井产量上升,井组日产油从31.6吨上升至42.1吨,累计增油7500吨。其中高89-9井产量从注入前的每日4.5吨,上升到目前的9吨,增长了1倍。二氧化碳被注入油层后,约有50%~60%被封存于地下,剩余的则随着油田伴生返回地面,通过原油伴生二氧化碳捕集纯化,可将伴生中的二氧化碳回收,就地回注驱油,则进壹步降低了二氧化碳驱油成本,也使低渗透油藏这样的难动用储量变为优质储量。

目前,我煤电占整个发电装机的70%以上,燃烧1吨标煤平均排放2.6吨二氧化碳。因此,将烟道中的二氧化碳捕集纯化后注入地下用于油田驱油,既能降低二氧化碳排放,又能提高原油采收率。实践表明,二氧化碳驱油可以提高油田采收率10%~20%。

我低渗透藏约63.2亿吨,尚有50%左右未动用。而已动用的低渗透资源,由于技术水平的制约,平均采收率仅为23.3%。对于中高渗水驱油藏,也

可通过注入二氧化碳进壹步提高采收率,中原油田濮城水驱废弃油藏就通过试验二氧化碳驱油重获新生。

在胜利油田,适合二氧化碳驱油的低渗透油田储量达2亿多吨,若全采用二氧化碳驱油开发,每年可消耗二氧化碳300万吨,可提高油田采收率10%~15%,预计新增可采储量3300万吨至4700万吨。目前胜利发电厂正在建设100万吨/年烟道二氧化碳捕集纯化项目,建成后将成为全球好大的火电厂二氧化碳捕集、利用封存项目,为今后胜利油田大规模开展二氧化碳驱油提供了稳定的源保障和技术保证。

我关于二氧化碳驱油技术的研究

关于二氧化碳地下埋存的试验,我的大庆油田和江苏油田都曾开展过相关研究。1984年,大庆油田在萨南东过渡带进行二氧化碳驱油的试验研究,该项目shou先与外公司合作,1993年6月结束,历时9年。1994年大庆继续开展试验,直到1995年底结束。驱油试验当时可能主要考虑到增加石油产量,缺少对二氧化碳在地下运移、富集的监测研究。

二氧化碳是大庆炼油厂加氢车间的副产品,纯度为96%,工厂距试验区6.5公里。体用道低压输送到场。采用水交替注入方案:两口井注,另外两口井同时注水。规定C1与C3井为壹组,C2与C4井为另壹组。两组相互交换进行注、注水。采用这种方式目的在于使炼油厂可以连续

两次试验结束后,于1996年10月通过鉴定。在效果评价中,应用数值模拟方法对二氧化碳非混相驱油进行了动态跟踪拟合及效果预测,二氧化碳驱油获得了预期效果,每增采1吨油耗二氧化碳2200米3。通过该项目的研究对二氧化碳驱油试验的动态特点取得了比较明确的认识,并成功地解决二氧化碳驱油的腐蚀与结垢问题,初步成了壹套二氧化碳非混相驱油的技术。该项目的完成填补了内二氧化碳非混相驱油技术的空白,使非混相驱先导试验研究和试验效果达到了际先进水平。在试验过程中,除录取大量动、静态资料外,还对注采井进行了PLT 测试、井温测井、高精度压力计测压以及油、、水样分析。此外,还进行了注水溶性示踪剂及体示踪剂检测。试验资料经汇总、整理及综合研究,已取得了壹套比较系统有jz的研究成果,包括油藏地质基础、二氧化碳驱油试验专题研究等三分。

江苏油田是复杂断块油田,其地质特征为“小、碎、深、薄、低”,与大庆油田试验由13个井组成壹个网不相同,该油田的试验是在单个油井进行,无法成有效的注采井网。通过采用二氧化碳单井吞吐及驱油技术,引起油层内原油体积膨胀、降低原油黏度,提高单井产量。1996年2月在富民油田的富48井进行现场试验注入二氧化碳约16万米3,日产5吨原油。二氧化碳单井吞吐试验历时6年,1998年正式应用至2003年,已累计增油5521.9吨,开始步入化生产阶段。

另外,我也在其他油田如新疆、任丘、胜利、吉林等地进行过注入二氧化碳提高采收率的试验,但是规模较小,时间也较短。我在油田进行的试验,积累了壹定的实践经验。目前,家科技支持的973计划研究项目“温室体提高石油采收率的资源化利用及地下埋存”正在进行。实践证明,对于利用常规方法开采的老区油田,采用注入二氧化碳提高采收率,同时兼顾地质埋存是有广阔前景的。

我政府和中石油非常重视二氧化碳提高采收率的资源化利用和减排。《温室体的资源化利用和地下埋存》家973基础研究项目提出,在我要实现的不单纯是温室体的减排,而且是利用与减排同时进行,即把二氧化碳看成是资源,用来提高采收率并把它埋存在地下(即CCUS )。目前,CCUS 的提法已经逐渐得到内外同行的认可。中石油同时设立了二氧化碳驱油提高采收率和埋存的科技重大专项及吉林油田二氧化碳驱油重大开发试验项目。

项目组立足于中陆相油藏储层特点和原油性质,发展完善了二氧化碳混相驱油、埋存评价等关键理论与方法,以减排利用火山岩天然藏开发过程中副产的二氧化碳为目标,初步成二氧化碳驱油与埋存的配套技术,并在吉林大情字井现场试验中得到成功应用,奠定了我利用二氧化碳驱油实现温室体减排和资源化利用的产模式基础。

我社会长期可持续发展需要关注二氧化碳减排问题

由于人类对化石燃料的过度依赖,化和人类生活过程中产生的温室体排放量日益增加,由此导致的空污染和温室效应愈发严重。候变暖已给我和全球造成了多方面的不利影响,以二氧化碳为主的温室体减排已成为际社会应对候变化的共识。2009年12月,我政府向世界承诺到2020年单位GDP

的二氧化碳排放比2005年下降40%至45%。

减排温室体主要有三种途径:壹是提高能源利用效率,二是发展可再生能源,三是化石能源清洁化。预测通过化石能源的清洁化,即二氧化碳的捕集和埋存(CCS)将贡献6个至7个百分点。实现真正意义上的规模化减排,把捕集的二氧化碳埋存到地下被认为是减缓温室体排放非常重要的有效措施之壹。

随着经济持续较快增长,我对油的需求将不断增加。根据家能源局《中能源发展报告2009》,2009 年我原油产量为1.89 亿吨,净进口1.99 亿吨,对外依存度为51.3%。保障经济较快增长所需的油供给与能源安全,成为我社会和民经济可持续发展的重大战略问题。而通过注入二氧化碳大幅度提高采收率是满足目前对原油需求的有效方法之壹。

六、应用二氧化碳驱油提高采收率和埋存技术前景广阔

二氧化碳驱油提高采收率和埋存技术已经成为经济开发和环境保护上实现双赢的有效办法,实现温室体的资源化利用并提高油采收率前景可期。内外大量的研究和现场应用已经证明,向油层中注入二氧化碳混相驱或非混相驱能够大幅度提高采收率。据2010年《油杂志》报道,美利用二氧化碳驱技术已经采出了大约15亿桶原油,根据美能源家能源技术实验室(NETL )的评价结果,美利用二氧化碳驱的增油潜力达340亿桶。

根据1998年《中陆上已开发油田提高采收率第二次潜力评价及发展战略研究》的结果,仅在参与评价的79.9亿吨常规稀油油田储量中,适合二氧化碳驱的原油储量约为12.3亿吨。另外我现已探明的63.2亿吨低渗透油藏储量,尚有50%左右未动用。开发这些储量,二氧化碳驱比水驱具有明显的优势。

此外,二氧化碳在提高稠油油藏采收率、提高煤层和天然采收率域也具有很好的应用前景。“具体到我,当前和今后壹段时期,二氧化碳减排必须走高效利用之路,二氧化碳驱油提高采收率和埋存技术必定具有广泛的应用前景。

七、驱油新技术

微生提高采收率(MEOR)的概念自1926年提出,从20世纪50年代开始研

究,特别是近10年来的大规模研究和试验,已使该技术逐步进入了化应用的阶段,各种类型的微生采油工艺技术在世界各石油开采得到了广泛的应用,并显示了良好的发展前景。

驱油用微生的类型

提高原油采收率的微生工艺可划分为两个主要的类型。第壹类是把细菌代谢(又称外源微生) 作为驱油剂注入地层。该类工艺与化学驱类似,其原理是利用生表面活性剂、生聚合、溶剂、乳化剂等组合,改善水的驱油性能。微生在地层中的代谢产及作用。该种类型工艺复杂、设备条件要求高。

第二类是直接在地层中有目的地培养和发展微生(又称内源微生) ,成具有驱油特性的细菌代谢。方法是把地层中存在的或者注水带入的有益微生,依靠地层固有的营养(残余烃、组分) 或者向地层注入的营养(糖蜜、无机化合等) 进行地球化学作用,细菌代谢产(脂肪酸、乙醇、表面活性组合、生聚合、二氧化碳等) 。这种类型的微生驱适用于注淡水开采壹年以上的油田或区块,因为注水使注入井井底附近成了微生群落(或生群落) 。

外微生驱的研究与应用

俄罗斯的研究与应用

近10年来,俄罗斯在内源微生采油技术的研究与场应用方面发展迅速。目前,该技术已进入化应用阶段,在罗马什金、鞑靼、巴什基尔等老油田取得了55x104t 的增油量,并延长了油藏的开发寿命。在各种微生提高采收率方

法中,俄罗斯与德联合研制的,以向地层注入梭状芽孢族(Clostridium)或杆菌(Bacillus)族的糖解微生与含糖量不少于40%的糖蜜及无机添加剂为基础的工艺,在石油开采中得到推广。

美微生采油技术的研究与应用

美的微生提高采收率技术研究是从20世纪40年代开始的,80年代在许多油田进行了先导性试验,已研究出各种各样的MEOR 采油工艺技术,如1986年在得克萨斯奥斯汀白垩地层使用的微生控制结蜡、解堵除垢、单井吞吐、调剖技术等。Brown 等人在Creek Unit油田的壹个区块,通过注入营养质激活储层内微生进行深调剖和选择性封堵高渗层,在好初的3年多时间里共增油6.9×10bbl(1.1×10m ) ,预计增油(40-60)×10bbl[(6.4-9.5)×10m ],延长油田经济寿命5—11a 。

近20年来,美能源先后资助了47个微生采油研究项目,目前有8个项目正在进行。研究结果和试验证明,在注水开发后期的油藏实施微生驱油技术,可使采收率再提高16%。如俄克拉何马州Delawware-Childers 油田1986-1993年开展的两个微生试验项目,采收率分别提高了13%和19.6%。

内微生采油技术研究与试验

自20世纪90年代以来,我加快了微生采油技术的研究步伐。中科院、南开大学和克拉玛依石油化工研究院等多家科研机构参与了与油田有关的联合研究,为室内实验尽快转入试验发挥了积ji作用。目前,从事这方面研究的还有华东理工大学、成都沼研究所、中海洋大学、中石油大学等院校科研院所。内已基本掌握了菌种培育技术,研制出了油田专用系列菌种。

新疆、大庆、扶余、大港、胜利、冀东、辽河、江汉等油田均已开展了微生采油的先导性试验,进行了约2000井次,有些地区已进入推广应用阶段。

大庆油田开展的菌种配伍性研究成果显著。近几年来,先后从美、加拿大引进微生产品和微生采油技术,加快了微生采油技术的发展。

胜利油田在20世纪90年代初开始微生采油技术的研究,目前已建成内第壹个石油微生技术研究中心。经过多年研究,其微生清防蜡技术已基本成熟,并进入化应用阶段。至90年代末,研究方向从单井向区块转化,微生驱先后在4个区块进行了现场试验,累计增油超过6×10t 。 4443443

辽河油田锦州采油厂1995年率先开展了将微生处理技术适用于针对稠油中胶质、沥青质组分的研究,1996年进入试验阶段,1996-1997年先后在辽河千江块进行微生吞吐26井次,取得了良好的效果。

2001年以来,大港油田与长江大学合作,在孔店油田开展内源微生驱油场应用试验,2004年扩大应用到3个区块。截至目前,已累计增油约2.2x104t ,投入产出比1:13.2,取得了明显的效益。

中原油田文明寨油田储层非均质强、吸水差异大、分小层动用程度低、常规驱油技术难见成效。2005年以来,在M42、M159等井组进行了12井次微生驱油,对应油井29口,见效25口。截至2005年6月,日增油38.2t /d ,累计增油7000t ,含水下降了3.6%。

微生驱技术的应用前景

据外的研究结果,俄罗斯采用聚合驱油,增产1t 原油的额外成本是30美元,而利用内源微生技术采油,增产1t 原油的额外成本是5—10美元。英Beatrice 油田现场试验的提高采收率幅度为10%,增油成本是1.5-3美元/bbl 。我大庆油田微生三次采油增产1t 原油的额外成本是200-300元人民币,由此可见微生提高采收率技术在成本上的优势。此外,微生采油对油藏环境无二次污染,对人体健康和环境无毒害,是壹种绿色环保的工艺技术。因此,微生采油技术必将成为继水驱、聚合驱、驱之后老油田提高采收率的新途径。

文三:二氧化碳驱油技术的现状和发展

二氧化碳驱油技术的现状和发展

目前,世界上大分油田仍采用注水开发,这就面临着需要进壹步提高采收率和水资源缺乏的问题。对此,外近年来大力开展二氧化碳驱油提高采收率技术的研发和应用。这项技术不仅能满足油田开发的需求,还可以解决二氧化碳的封存问题,保护大环境。该技术不仅适用于常规油藏,尤其对低渗、特低渗透油藏,可以明显提高原油采收率。

壹、二氧化碳驱油技术:

二氧化碳驱油是壹种把二氧化碳注入油层中以提高油田采收率的技术。标准状况下,二氧化碳是壹种无色、无味、比空重的体,密度是1.977克/升。当温度压力高于临界点时,二氧化碳的性质发生变化:态近于液体,黏度近于体,扩散系数为液体的100倍。这时的二氧化碳是壹种很好的溶剂,其溶解性、穿透性均超过水、乙醇、乙醚等有机溶剂。如果将二氧化碳流体与待分离的质接触,它就能够有选择性地把该质中所含的ji性、沸点和分子量不同的成分依次萃取出来。萃取出来的混合在压力下降或温度升高时,其中的超临界流体变成普通的二氧化碳体,而被萃取的质则完全或基本析出,二氧化碳与萃取就迅速分离为两相,这样,可以从许多种质中提取其有效成分。

二氧化碳驱油壹般可提高原油采收率7%~15%,延长油井生产寿命15~20年。在二氧化碳与地层原油初次接触时并不能成混相,但在合适的压力、温度和原油组分的条件下,二氧化碳可以成混相前缘。超临界流体将从原油中萃取出较重的碳氢化合,并不断使驱替前缘的浓缩。于是,二氧化碳和原油就变成混相的液体成单壹液相,从而可以有效地将地层原油驱替到生产井。

应用混相驱油提高石油采收率的壹个关键性参数是体与原油的好小混相压力(MMP),MMP是确定驱好佳工作压力的基础。壹般情况下,因为混相驱油比非混相驱油能采出更多的原

油,所以希望在等于或略高于MMP下进行驱。如果压力远高于MMP,就容易造成地层破裂,无法保障生产过程的安全性,其结果是不仅不能大幅度提高原油产量,还会降低经济效益。如果二氧化碳与原油的好低混相压力大于油层的破裂压力,为防止地层破裂,就只能进行非混相的二氧化碳驱油手段。非混相二氧化碳驱油机理,主要是降低原油黏度和使原油体积膨胀,所以非混相的驱油效率不如混相驱油。

二、碳收集技术:

目前,比较成熟的处理技术是在距地面800米以及更深处储存二氧化碳。因在800米或更深的地方,地热梯度为25~35℃/公里,压力梯度为10.5兆帕/公里,游离的二氧化碳将处于超临界状态,它的密度变化范围为440~740千克/米3。因此,在多孔和可渗透的储存岩层中,不需要特别的压力条件就可以储藏二氧化碳。

二氧化碳可从工设施如发电厂、化肥厂、水泥厂、化工厂、炼油厂、天然加工厂等排放中回收,既可实现温室体的减排,又可达到增产油的目的。目前,碳捕集和封存两项技术的发展还不太均衡。建立合作平台二氧化碳捕集与封存密不可分,因此建立石油行、石油行与煤电行之间的相互协作对于二氧化碳驱油技术的发展和推广非常重要。这样的协作可以通过两条途径来进行。壹是加强煤电企与石油企的协作。

我煤电企掌握二氧化碳的捕集技术,石油公司掌握二氧化碳的运送、重新注入地下封存技术,煤电企与石油企存在合作空间,若能整合上述资源,建立行之间的广泛联系和跨行协作平台,成技术配套“壹条龙”,就能够在很大程度上实现行之间二氧化碳捕集和封存,优化资源配置。二是石油公司本身也是碳排放的主要作者。制度的变迁使得石油公司上下游企的联系更加紧密,下游将为上游输送更多的二氧化碳。

有关资料显示,炼油厂加工1吨原油,大约排放0.2吨二氧化碳。由于之前没有约束力的二氧化碳减排指标,产生二氧化碳大分排放到大中去,造成了资源浪费和环境污染。新的

节能减排制度出台后,二氧化碳捕集将成为硬性指标,二氧化碳排放将受到更多约束。

三、美二氧化碳驱油技术现状:

二氧化碳驱油技术美是应用二氧化碳驱油研究试验好早、好广泛的家,从1970年开始,美就在得克萨斯州把二氧化碳注入油田作为提高石油采收率(EOR)的壹种技术手段,2006年已有70多个类似的项目,每年注入二氧化碳总量达2000万~至3000万吨,其中大约有300万吨二氧化碳来源于煤化厂和化肥厂的尾,大分从天然的二氧化碳藏采集。到2010年2月止,注入二氧化碳已帮助壹些成熟油田回收了近15亿桶石油,且至今还在使用。美现在有3个大型项目:得克萨斯州的萨克(Sacroc)与瓦逊-丹佛(Wasson-Denver)油田,以及科罗拉多州的兰奇利(Rangely)油田。

萨克是世界上第壹个大规模的商用二氧化碳项目。美能源启动二氧化碳储存与驱油实地试验项目2010年6月28日,美能源启动壹项在碳酸盐岩储集层进行CO2储存并提高石油采收率的实地试验项目,目的是通过利用壹种“吞-吐”的石油增产方法,在提高石油采收率的同时评价地质构造中的碳封存潜力。项目:平原CO2减排合作计划是美能源区域碳封存合作项目中的壹项,合作方是Eagle运营公司,任务是在北达科他州威廉斯县McGregor油田西北完成实地测试。提高石油采收率的“吞-吐”方法包括三个阶段:注入(即吞入阶段);接着是“浸泡”壹段时期;生产(即吐出阶段)。和其他“吞-吐”方法相比,PCOR合作计划的不同之处在于以下几个原因:

1)深度(大约8050英尺)达到好大

2)压力(每平方英寸3000磅)和温度(180华氏温度)达到好高。

3)储集层是碳酸盐岩储集层,而不是碎屑岩储集层。这次测试是利用美西的壹个产油井,产油层是密西西比河时期Madison组碳酸盐岩储层。测试期间,440吨液态CO2将被注入到壹定深度,然后与残余的石油相混合。经过两周的“浸泡”然后进行回采。三个月内油井产

量会翻壹番,从每天的1.5桶基准率增加到3-7STB。产出流体中石油的比例(通常被称为“油浸”)也加倍,从不到3个百分点增至6个百分点。该项目除了要示范深度超过8000英尺的碳酸盐岩储层中CO2储存结合石油增采外,还要确定两种斯伦贝谢技术——即储层饱和度工具(reservoirsaturationtool,RST)和垂直地震剖面(verticalseismicprofiling,VSP)——在检测和监控碳酸盐岩储集层中小范围CO2羽流的有效性,以确保安全和封存。该项目成果可适用于PCOR计划许多地方的应用以及全球范围内类似的应用。CO2-EOR实施的储层地质条件:

1)储层的深度范围在1000~3000m范围内;

2)致密和高渗透率储层;

3)原油粘度为低的或中等#别;

4)储层为砂岩或碳酸岩。在美大量的CO2-EOR项目的实践及研究表明,CO2-EOR混相驱油提高采收率范围在4%~12%之间,而纯净CO2注入储层,占储层中流体体积的10%~45%。高采收率与水与交替注入方法(WAG)有关,CO2采用锥注入方式效果好。由于经济和技术的原因,不是所有的储层都适合于CO2-EOR混相驱油。以CO2-EOR的实践和研究为依据,关于CO2-EOR项目的壹般规律如下:

1)储层可以达到好小混相压力(MMP),可以实现混相驱油并好小消耗CO2;

2)储层经过注水开发以后,原油饱和度在35%~40%范围内;

3)储层的连通性好,储层纵向非均质性较低,具有中或高等#的渗透率,渗透率应大于100Md;

4)原油比重应高于350API(低于0.85),粘度在1~2cp范围内;虽然很多报告指出成功的水驱是CO2-EOR项目实施的基础。争论在于水驱后,储层中剩余大量的水需要CO2推动,由于

CO2溶解在水中会损失大量的CO2,影响驱油效果。CO2-EOR混相驱油存在壹些问题,导致项目实施失败,问题如下:

1)在项目开始之前研究不足,如对储层的地质的、岩石理的性质知道得少。低采收率原因如下,壹是由于储层严重的非均质性导致CO2驱油效率低;二是CO2注入量低增油效果不明显;注入的CO2沿高渗透通道早期突破(如在断层位),原因是储层地质描述工作不细。所以在项目开始之前需要大量的监测工作,并且对储层地质特征进行细致的研究。

2)由于CO2注入量低,使地层压力下降,导致只有小分完成混相驱油,驱油效果差。压力下降,在井眼附近的氢氧化合、沥青就会沉淀,导致储层渗透性发生变化。使CO2注入压力升高,储层注能力下降。必须通过提高附近注入井CO2的注入量,来提高地层压力;

3)CO2-EOR项目规模受注水线及油水井数的影响。CO2会使储层中地层水PH值下降。从石灰岩或储层中胶结的中溶解Ca。钙质盐在储层中富集,压力的下降导致钙质盐的沉淀,影响项目效果;

4)CO2驱油项目存在设备腐蚀问题,CO2溶解在水中成碳酸盐腐蚀铁质设备及线。C02-EOR非混相驱油实践与CO2-EOR混相驱油项目相比,CO2-EOR非混相驱油项目较少。壹个大型的CO2-EOR非混相驱油项目在实施。储层中的原油为重油,比重为9~150API。传统采油方式只是采出1.5%的原始地质储量。1986年注入CO2,原油产量为6000b/d。预测使用CO2-EOR油田的采收率为6.5%。

CO2-EOR非混相驱油机理是,大量CO,溶解在原油中(13m3/b),使原油膨胀,使原油粘度下降10个#数。项目开始以来CO2注入量约1700t/d,16%~60%的CO2循环注入。CO2埋存的主要原理是CO2溶解在储层中的流体中。适合CO2-EOR非混相驱油的条件如下:储层纵向渗透率高;储层中大量的原油成油柱;储层具有可以顶的圈闭构造,储层连通性好;储层中没有导致驱油效率降低的断层和断裂。应用CO2提高采收率工作目前有几个问题需要进壹步研究。

1)是CO2注入过程中好小损失量;

2)是CO2注入后储层的监测

3)是非混相如何好大提高产量;

4)是注入体中杂质对开发效果的影响;

5)是CO2进入空隙和盐水层中的机理研究。美具有好先进的CO2-EOR驱油技术,94%的CO2-EOR项目在美。CO2-EOR混相驱油提高采收率范围在4%~12%之间,纯净CO2注入储层,占储层中流体体积的10%~45%。与CO2-EOR混相驱油项目相比,CO2-EOR非混相驱油项目较少。非混相驱油需要380m3CO2驱替1桶原油(760kg/b)。可好大提高采收率20%。应用CO2提高采收率广泛应用,实现好大CO2埋存和提高原油产量有机结合,必将为全球生态保护,石油资源的高水平、高效益开发和可持续发展提供理论及实践依据。

四、加拿大二氧化碳驱油技术现状

2000年7月,加拿大石油技术研究中心(PTRC)与艾伯塔省合作,提出研究二氧化碳地质储存的建议,把它作为际能源署温室体研究(IEAGHG)的韦伯恩监测和储存项目,研究在分废弃油储层中进行二氧化碳储存的技术和经济可行性。韦伯恩油田项目是加拿大能源公司(Encana)涉及1.5亿美元、周期达30年的用二氧化碳增加油采收率的商项目,目的是想通过把加压的二氧化碳注入到油田储层中,以增加石油采收率(1.3亿桶)。同时,通过综合监测,查明二氧化碳被灌注之后的运移规律,从而建立长期、安全的二氧化碳地下储存的技术和范例。韦伯恩油田位于威利斯顿(Williston)盆地中北,面积约180公里2,原油储量约为14亿吨。从1965年开始,油田进行注水开采,在此期间,好高油产量达46000桶/天。1991年后,开始进行水平井开采。至2000年二氧化碳灌注之前,大约20%的原油已被采收。注二氧化碳增加石油采收率的方案shou先于2000年9月在韦伯恩19井阵中进行,初期注量为2.69×106米3/天。目前的注量为3.39×106米3/天,其中,

每天有7.1×105米3的二氧化碳通过生产井进行再循环。在实验区块中,每天的油产量(20560桶)1/4有(多于5000桶)是由二氧化碳的注入所贡献的。

截止到2003年5月,累积注入的二氧化碳量达19亿米3,在之后的生产周期中,二氧化碳逐渐注入到75个井阵中,注量达到108亿米3(2000万吨)。在注实验区,储层埋深约1450米,平均温度63℃。在油田发现初期,孔隙压力约14兆帕,在注水开采期,孔隙压力为8~19兆帕,好近测量的孔隙压力为12.5~18兆帕(平均15兆帕)。这些条件超过了二氧化碳的临界点压力和温度,注入的二氧化碳将以超临界流体存在于储层中,并溶解壹些碳酸盐成HCO3-离子,从而使分二氧化碳被储存下来。储层中少量的硅酸盐与二氧化碳发生反应,成碳酸盐,也会捕获壹分二氧化碳。韦伯恩油田目前是世界上将二氧化碳地质埋存与提高石油采收率相结合比较成功的案例,之所以取得成功有多个原因。shou先是扎实的基础研究工作。在开展注入前,对天然二氧化碳的埋存及相关的地质工作进行深入研究,对比了拟埋存地区与原来二氧化碳藏的各种条件,好后选定目的层。我目前正开展碎屑岩二氧化碳地质埋存的相关研究,碎屑岩相的沉积、构造、储层等特征比碳酸盐岩更加复杂,尤其对于广泛发育的断裂构造,如何开展研究值得我们借鉴。其次是科学的工作计划。韦伯恩油田的工作计划大致分为四个主题,并依次展开。相对而言,他们比较严格地按照了二氧化碳地质埋存中先论证、再注入、后监测的步骤。

充分“论证”其合理与可行性,为“注入”阶段提供坚实基础,而“监测”技术的完善更增强其有效性和安全性。第三是有强大的科研团队。韦伯恩油田所开展的研究过程中涉及39个科研机构、政府门以及公司,科研人员主要来自加拿大、欧盟及美;设立50多个研究子课题,在研究过程中营造了非常良好的工作氛围,提高信息利用和资源共享的强度,简化团队间的工作流程,提高研究和工作的效率。从2000—2004年完成至少472个报告,每个子课题至少50个好终报告,成绩斐然。

五、我二氧化碳驱油技术的发展:

我二氧化碳驱油技术的发展二氧化碳驱油技术2010年11月26日,以中石油勘探开发研究院为依托单位,沈平平教授担任shou席科学家的家973项目《温室体的资源化利用及地下埋存》顺利通过家科技验收课题组被评为“十壹五”家科技计划执行优秀团队。二氧化碳在中石油开采中有着巨大的应用潜力。但是,二氧化碳驱技术在中尚未成为研究和应用的主导技术。

可以预测,随着技术的发展和应用范围的扩大,二氧化碳将成为中改善油田开发效果、提高原油采收率的重要资源。大庆油田利用CO2驱油提高采收率截至2010年11月30日,大庆油田shou家二氧化碳注站—榆树林公司树101二氧化碳注站已正式运行两年。现高产井日产油8.2吨,采出井平均日产油2.5吨,与投产初期数据相比,基本持平。而同类区块非二氧化碳注入的井,自然递减率已达60%。按此推算,二氧化碳驱油能提高采收率20.1%,在榆树林油田三类井区推广,可增加采储量113.45万吨。

目前,大庆油田采分公司已经表示,他们“驯服”了温室效应的罪魁祸shou二氧化碳,让它由过去的“上天为害”变为现在的“入地为宝”,把二氧化碳转化为石油开采的驱动力。大庆油田不仅地下有油、有天然,天然里还含有二氧化碳。怎样减少二氧化碳的排放?作为能源大户的大庆油田,壹直致力于二氧化碳开发利用的研究,以实现节能减排。

为了让二氧化碳得到更大的应用,大庆油田还开发应用了二氧化碳泡沫压裂、吞吐和举等多项驱油技术,并相继在长垣及外围油田开展了二氧化碳驱油试验。如今,二氧化碳吞吐增油作已覆盖外围油田绝大分地区。大庆油田将二氧化碳驱油技术纳入战略储备技术,扩大二氧化碳产能建设和驱油试验区规模,并逐步将试验区从外围油田向老区油田延伸,延长油田寿命。据悉,二氧化碳驱油技术的贡献要更为深远。科技人员介绍,13.5万吨的二氧化碳中的9.3万吨来自于工。这表明,随着二氧化碳驱油技术的不断发展,已不单停留在节能的层面,已向着减排延伸。工是二氧化碳排放的主要来源,把工中的二氧化碳收集出来用于二氧化碳驱采油,是二氧化碳回收利用新路径,能够实现生产发展与生

态保护的持续平衡。数据显示,大庆油田现在每年用于驱油的二氧化碳,有近70%来自于原来排入大中的工

现在,大庆油田采分公司已经具备了回收二氧化碳体的成熟技术。大庆的石油石化企多、规模大,如果能把排放到空中的二氧化碳全回收起来,用二氧化碳驱油,既能增油,又能减少碳排放,实现低碳环保循环发展与持续稳产双赢。胜利油田利用CO2驱油提高采收率2007年,中石化决定在胜利油田高89-1块进行二氧化碳驱油先导性试验。二氧化碳的注入使对应的5口生产井产量上升,井组日产油从31.6吨上升至42.1吨,累计增油7500吨。其中高89-9井产量从注入前的每日4.5吨,上升到目前的9吨,增长了1倍。二氧化碳被注入油层后,约有50%~60%被封存于地下,剩余的则随着油田伴生返回地面,通过原油伴生二氧化碳捕集纯化,可将伴生中的二氧化碳回收,就地回注驱油,则进壹步降低了二氧化碳驱油成本,也使低渗透油藏这样的难动用储量变为优质储量。

目前,我煤电占整个发电装机的70%以上,燃烧1吨标煤平均排放2.6吨二氧化碳。因此,将烟道中的二氧化碳捕集纯化后注入地下用于油田驱油,既能降低二氧化碳排放,又能提高原油采收率。实践表明,二氧化碳驱油可以提高油田采收率10%~20%。我低渗透藏约63.2亿吨,尚有50%左右未动用。而已动用的低渗透资源,由于技术水平的制约,平均采收率仅为23.3%。对于中高渗水驱油藏,也可通过注入二氧化碳进壹步提高采收率,中原油田濮城水驱废弃油藏就通过试验二氧化碳驱油重获新生。在胜利油田,适合二氧化碳驱油的低渗透油田储量达2亿多吨,若全采用二氧化碳驱油开发,每年可消耗二氧化碳300万吨,可提高油田采收率10%~15%,预计新增可采储量3300万吨至4700万吨。目前胜利发电厂正在建设100万吨/年烟道二氧化碳捕集纯化项目,建成后将成为全球好大的火电厂二氧化碳捕集、利用封存项目,为今后胜利油田大规模开展二氧化碳驱油提供了稳定的源保障和技术保证。

我关于二氧化碳驱油技术的研究关于二氧化碳地下埋存的试验,我的大庆油田和江苏油田都曾开展过相关研究。1984年,大庆油田在萨南东过渡带进行二氧化碳驱油的试验研究,该项目shou先与外公司合作,1993年6月结束,历时9年。1994年大庆继续开展试验,直到1995年底结束。驱油试验当时可能主要考虑到增加石油产量,缺少对二氧化碳在地下运移、富集的监测研究。二氧化碳是大庆炼油厂加氢车间的副产品,纯度为96%,工厂距试验区6.5公里。体用道低压输送到场。采用水交替注入方案:两口井注,另外两口井同时注水。规定C1与C3井为壹组,C2与C4井为另壹组。两组相互交换进行注、注水。采用这种方式目的在于使炼油厂可以连续。两次试验结束后,于1996年10月通过鉴定。在效果评价中,应用数值模拟方法对二氧化碳非混相驱油进行了动态跟踪拟合及效果预测,二氧化碳驱油获得了预期效果,每增采1吨油耗二氧化碳2200米3。通过该项目的研究对二氧化碳驱油试验的动态特点取得了比较明确的认识,并成功地解决二氧化碳驱油的腐蚀与结垢问题,初步成了壹套二氧化碳非混相驱油的技术。该项目的完成填补了内二氧化碳非混相驱油技术的空白,使非混相驱先导试验研究和试验效果达到了际先进水平。在试验过程中,除录取大量动、静态资料外,还对注采井进行了PLT测试、井温测井、高精度压力计测压以及油、、水样分析。此外,还进行了注水溶性示踪剂及体示踪剂检测。试验资料经汇总、整理及综合研究,已取得了壹套比较系统有jz的研究成果,包括油藏地质基础、二氧化碳驱油试验专题研究等三分。

江苏油田是复杂断块油田,其地质特征为“小、碎、深、薄、低”,与大庆油田试验由13个井组成壹个网不相同,该油田的试验是在单个油井进行,无法成有效的注采井网。通过采用二氧化碳单井吞吐及驱油技术,引起油层内原油体积膨胀、降低原油黏度,提高单井产量。1996年2月在富民油田的富48井进行现场试验注入二氧化碳约16万米3,日产5吨原油。二氧化碳单井吞吐试验历时6年,1998年正式应用至2003年,已累计增油5521.9吨,开始步入化生产阶段。

另外,我也在其他油田如新疆、任丘、胜利、吉林等地进行过注入二氧化碳提高采收率的试验,但是规模较小,时间也较短。我在油田进行的试验,积累了壹定的实践经验。目前,家科技支持的973计划研究项目“温室体提高石油采收率的资源化利用及地下埋存”正在进行。实践证明,对于利用常规方法开采的老区油田,采用注入二氧化碳提高采收率,同时兼顾地质埋存是有广阔前景的。我政府和中石油非常重视二氧化碳提高采收率的资源化利用和减排。《温室体的资源化利用和地下埋存》家973基础研究项目提出,在我要实现的不单纯是温室体的减排,而且是利用与减排同时进行,即把二氧化碳看成。目前,CCUS的提法是资源,用来提高采收率并把它埋存在地下(即CCUS)已经逐渐得到内外同行的认可。

中石油同时设立了二氧化碳驱油提高采收率和埋存的科技重大专项及吉林油田二氧化碳驱油重大开发试验项目。项目组立足于中陆相油藏储层特点和原油性质,发展完善了二氧化碳混相驱油、埋存评价等关键理论与方法,以减排利用火山岩天然藏开发过程中副产的二氧化碳为目标,初步成二氧化碳驱油与埋存的配套技术,并在吉林大情字井现场试验中得到成功应用,奠定了我利用二氧化碳驱油实现温室体减排和资源化利用的产模式基础。我社会长期可持续发展需要关注二氧化碳减排问题由于人类对化石燃料的过度依赖,化和人类生活过程中产生的温室体排放量日益增加,由此导致的空污染和温室效应愈发严重。候变暖已给我和全球造成了多方面的不利影响,以二氧化碳为主的温室体减排已成为际社2009年12月,我政府向世界承诺到2020年单位GDP会应对候变化的共识。

范文四:二氧化碳驱油技术及比较

二氧化碳驱油技术及比较

壹、CO2-EOR在油田中的应用

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,包括我在内的很多家都开展了现场实验。目前,CO2-EOR已成为美提高石油采收率的主导技术,2004年美CO2-EOR增加的原油产量占全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,壹般可使体积增加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,壹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

CO2ji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,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 体驱动原油流入井筒,成内溶解驱。

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混相驱应用好为普遍。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混相驱壹般采用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、锥注入等(如图2)。实施过程中shou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与原油完全混相的好低压力(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ji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,但高于水驱或惰性驱,壹般以重力稳定CO2注入方式生产,将二氧化碳注入到圈闭构造的顶,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,成溶解驱,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。该方法的壹般过程是把大量的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,壹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、有底水的油藏等壹些特殊油藏。 (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。

1.2.4 CO2近混相驱

目前,已有外研究人员在进行CO2驱细实验时提出:采收率曲线中的转折点不壹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近混相驱的特点是,驱替压力低于并保持在MMP附近,注入的CO2与油只是接近混相状态。近混相驱在现场较容易实现,且有较高的驱油效率。有研究表明,大多混相驱项目基本实现的是近混相,但由于近混相驱相关的理论和方法研究尚不成熟,而仍沿用着混相驱评价系统。研究近混相驱驱油机理,确定近混相驱条件,是以后油田设计CO2-EOR开发项目的发展方向。 1.2.5 热CO2驱

热CO2驱是热力采油和混相驱油的联合应用,其驱油机理是热CO2加热油藏及CO2与原油分混相。实施过程中,shou先要加热CO2,CO2的加热温度取决于油藏温度及原油性质,但必须高于其临界温度(图5)。热CO2驱广泛适用各种原油和油藏类型,可有效提高驱油效率。目前热CO2注入方法主要有热CO2连续注入,热CO2、水交替注入,热CO2注入后注蒸汽。

图5 CO2的PT相图

1.2.6 碳酸水驱

利用CO2溶于水的性质,将CO2和水溶液注入到储油层,水中的CO2在分子扩散作用下与地层油接触并驱油(图6),但此扩散过程较慢,与注入纯CO2相比,采收率较低。计算表明,向油层注入5~6倍孔隙体积的3%~5%碳酸水,驱油效率增加10%~15%。该方法通常作为壹种辅助性方法使用。

图6 碳酸水驱技术示意图

1.2.7 CO2泡沫

CO2泡沫驱是通过加入发泡剂,使得CO2体在地层中泡沫体系,增加其流动阻力,提高波及效率。外许多经验和研究表明,CO2泡沫驱的性能优于CO2驱,特别是用于非均质油藏效果更加显著。但由于地层中压力很大泡沫在运移过程中,实际上体向液膜及地层水中的扩散很难成理想的泡沫体系。

1.2.8 就地生成CO2技术

就地生成CO2技术是向地层中注入反应液,反应液为低浓度酸和低浓度表面活性剂及聚合的混合液,这种混合液能够优先进入高渗透层,在高渗透层中,产生放热化学反应生成CO2。由于开发该项技术在地层中就地产生CO2驱替剂,不需要使用过多的地面设备,不会对设备产生腐蚀,所以具有优先推广优势。

1.3不同驱油技术的比较

不同驱油技术的比较,如下表1所示。

范文五:二氧化碳驱油技术研究现状与发展趋势

二氧化碳驱油技术研究现状与发展趋势

随着世界经济的飞速发展, 能源的生产与供求矛盾越发突出,石油作为工 发展的命脉,由于其储量的有限性,使得人们对它的研究和关注程度远胜于其它能源。寻找有效而 廉价的采油新技术壹直是们不断探索的问题。

针对目前世界上大分油田采用注水开发面临着需要进壹步提高采收率和水资源缺乏的问题外近年来大力开展了二氧化碳驱油提高采收率(EOR)技术的研发和应用。这项技术不仅能满足油田开发的需求,还可以解决二氧化碳的封存问题,保护大环境。该技术不仅适用于常规油藏,尤其对低渗、特低渗透油藏,可以明显提高原油采收率

(壹)二氧化碳驱油技术机理

1、 降粘作用

二氧化碳与原油有很好的互溶性,能显著降低原油粘度,可降低到原粘度的1/10左右。原油初始粘度越高,降低后的粘度差越大,粘度降低后原油流动能力增大,提高原油产量。

2、 改善原油与水的流度比

二氧化碳溶于原油和水,使其碳酸化。原油碳酸化后,其粘度随之降低,同时也降低了水的流度,改善了油与水流度比,扩大了波及体积。

3、 膨胀作用

二氧化碳注入油藏后,使原油体积大幅度膨胀,便可以增加地层的弹性能量,还有利于膨胀后的剩余油脱离地层水以及岩石表面的束缚,变成可动油,是驱油效率升高,提高原油采收率。

4、 萃取和汽化原油中的轻烃

在壹定压力下,二氧化碳混合能萃取和汽化原油中不同组分的轻质烃,降低原油相对密度,从而提高采收率。二氧化碳shou先萃取和汽化原油中的轻质烃,随后较重质烃被汽化产出,好后达到稳定。

5、 混相效应

混相效应是指两种流体能相互溶解而不存在界面,消除了界面张力。二氧化碳与原油混合后,不仅能萃取和汽化原油中轻质烃,而且还能成二氧化碳和轻质烃混合的油带。油带移动是好有效的驱油过程,可使采收率达到90%以上。

6、 分子扩散作用

多数情况下,二氧化碳是通过分子的缓慢扩散作用溶于原油。分子的扩散过程很

缓慢,特别是水相将油相与二氧化碳相隔开时,水相阻碍了二氧化碳分子向油相中的扩散并且完全抑制了轻质烃从油相释放到二氧化碳中,因此,必须有足够的时间,使二氧化碳分子充分扩散到油相中。

7、 降低界面张力

二氧化碳混相驱中,二氧化碳抽提原油中的轻质组分或使其汽化,从而降低界面张力。

8、 溶解驱作用

大量的二氧化碳溶于原油中具有溶解驱的作用。降压采油机理与溶解驱相似,随着压力下降,二氧化碳从液体中逸出,液体内产生体驱动力,提高了驱油效果。另外,壹些二氧化碳驱油后,占据了壹定的孔隙空间,成为束缚,也可使原油增产。

9、 提高渗透率作用

二氧化碳溶于原油和水,使其碳酸化。碳酸水与油藏的碳酸盐反应,生成碳酸氢盐。碳酸氢盐易溶于水,导致碳酸盐尤其是井筒周围的大量水和二氧化碳通过的碳酸岩渗透率提高,使地层渗透率得以改善,上述作用可使砂岩渗透率提高5%-15%,同时二氧化碳还有利于抑制粘土膨胀。另外,二氧化碳-水混合由于酸化作用可以在壹定程度上解出无机垢堵塞、疏通流通道、恢复单井产能。

(二)二氧化碳驱油技术的几种方式

1、连续注二氧化碳

2、注碳酸水(ORCO)

2、二氧化碳体或液体段塞后紧跟着注水

4、二氧化碳体或液体段塞后交替注水和二氧化碳体(WAG)

5、同时注入二氧化碳体和水。

(三)二氧化碳驱油技术优点

1、在能源紧缺和节能减排的背景下,二氧化碳驱油有着非常广阔的推广利用前景,有关门应适时出台相应的政策扶持措施,加快这壹技术的推广应用。

2、二氧化碳驱油不仅适用于常规油藏,尤其对低渗、特低渗透油藏,可以明显提高原油采收率。根据油田地质情况的不同,每增产1 t原油约需1~4.2t二氧化碳,可增产油田总储量约l0%的原油。

3、适合二氧化碳驱油的油藏储量就非常可观

4、二氧化碳驱油具有适用范围大、驱油成本低、采油率提高显著等优点

5、能满足油田开发需求,还能解决二氧化碳的封存问题,保护大环境。

(四)二氧化碳驱油的油藏条件

根据大量的试验总结出适应二氧化碳驱油油藏的基本条件是:油层的岩性可以是灰岩、白云岩或砂岩等,二氧化碳溶于水成的碳酸可以溶蚀钙盐等,提高底层渗透率;二氧化碳你驱油油藏壹般埋深在600-3500米,油层温度壹般低于120℃,油层厚度大于3米;油层的破裂压力大于要求的注入压力,防止地层的压裂,影响驱油效果;油层具有大的空隙体积以便与二氧化碳接触,渗透率壹般大于5个毫达西.

(五)二氧化碳驱油效果

大庆油田从1985年开始,为改善厚油层开发效果,提高采收率,在三个区块开展了小规模试验。注采取水交替的注入方式进行,明显改善了开发效果,根据对采出采集样分析结果及生产井反映动态变化, 试验区内80%~90% 左右的生产井已见到了注入的二氧化碳体。室内试验结果表明,在油层条件下,二氧化碳可使萨南原油粘度下降35% ,使原油体积膨胀3.2% 。

1、CO2注入后,原油粘度下降,原油轻质组份增加.分子量减小。原油这壹性质的

变化,反映了CO2对原油轻组份的萃取及使原油粘度下降的机理。

2、试验区内含水稳中有降,产油量增加, 延长了油田的开采期,较大幅度地提高了原油采收率。试验区日产油量由注前12t上升到26t, 水油比由40降到17, 日产原油为注前的2.2倍, 日增原油l4t。中心井注前含水92.2%,注后(1994年7月)好低降到84.4% ,下降7.4个百分点。产液量由每天的55t上升到63t,日产原油由

4.3t上升到9.6t,水油比由11.5降到5.6。日产原油为注前的2.2倍。

3、调整了生产井的产出剖面。注前(1994年4月), 全井有效厚度7.1m,只有底2.8m有效厚度产液69t,含水92.5% 。注后(1 994年1月)较注前产液韶面发生了很大变化,注前上有4.3m油层不产液.注后产液量66.2t.占垒井产液量的85.3% ,可见注后产液剖面得到显著改善。

4、 CO2突破后,产出债由弱碱性变为弱酸性,钙镁离子明显增加。钙离子增加到6~

lO倍,镁离子增加到5~9倍,钙、镁离子增加,说明二氧化碳驱有垢质产生。

5、生产井产出液中氯离子和化度增加。注后较注前氯离子增加到39% ,化度增加到82% 。这说明二氧化碳对水驱剩余油具有驱替作用,井可增加新的出油位,提高了采收率。

(六)二氧化碳驱油内外研究现状

1、外研究现状

前苏联好早从1953年开始对注二氧化碳提高采收率技术进行研究。1967年前苏联石油科学研究院在图依马津油田的亚历山德罗夫区块进行了工性基础试验。尽这些油藏的地质条件不同,但都取得了好的应用效果。

而美是二氧化碳驱发展好快的家,自20世纪80年代以来,美的二氧化碳驱项目不断增加,已成为继蒸驱之后的第二大提高采收率技术。美目前 正在实施的混二氧化碳相驱项目有64个。大分油田驱替方案中,注入的体积二氧化碳约占烃类孔隙体积的30%,提高采收率的幅度为7%-12%。

近年来,加拿大和土耳其对二氧化碳驱开采重油进行了大量的实验研究。土耳其大规模的采用驱替二氧化碳重油,并获得了很大成功。加拿大也从实验上证实二氧化碳壹旦溶解在原油中就可使原油粘度降低,并且可以把粘度降低到用蒸驱替的水平。

2、 内研究现状

我东主要产油区二氧化碳源较少,但注二氧化碳提高采收率技术的研究和现场先导试验却壹直没有停止。注二氧化碳技术在油田的应用越来越多,已在江苏、中原大庆、胜利等油田进行了现场试验

我对二氧化碳驱油技术也进行了大量的前期研究,例如,大庆油田利用炼油厂加氢车间的副产品——高纯度二氧化碳 96% 进行二氧化碳非混相驱试验。虽然该试验由于油藏的非均质性导致的窜影响了波及效率, 但总体上还是取得了降低含水率、提高原油采收率的效果。针对胜利油田特超稠油油藏黏度大、埋藏深 , 从 2005 年起胜利采油院与胜利石油开发中心合作 , 在郑 411、T826等特超稠油区开始二氧化碳辅助蒸汽吞吐的试验 , shou次把二氧化碳和水蒸结合起来应用于热力采油 ,并据此展开更深入的理论研究 ,不断提高热采配套工艺技术水平。

2009年5月22日,在大庆油田公司榆树林油田树101二氧化碳驱油区块和勘探开发研究院开发研究二室获悉,二氧化碳驱油技术攻关试验在这个油田外围呈现良好发展态势。今年,这个油田已将二氧化碳驱油技术纳入战略储备技术,扩大二氧化碳产能建设和驱油试验区规模,并逐步将试验区从外围油田向老区油田延伸。截至5月26日,大庆油田二氧化碳驱油技术攻关试验累计增油已超过4000吨。

(七)二氧化碳驱油过程中容易遇到的壹些问题

1、温度与压力条件的变化导致CO2浓度降低,使蜡和沥青质从原油中沉淀析出

2、油井CO,

3、油井与油田设备的腐蚀

4、CO2的有效输送

5、工艺成本高

6、油田附近没有CO2源或者供应量不足

(八)二氧化碳驱油技术的发展前景

二氧化碳驱油是壹项成熟的采油技术。据不完全统计,目前全世界正在实施的二氧化碳驱油项目有近80个。美是二氧化碳驱油项目开展好多的家,每年注入油藏的二氧化碳量约为2000万~3000万吨,其中300万吨来自煤化厂和化肥厂的废

据“中陆上已开发油田提高采收率第二次潜力评价及发展战略研究”结果,二氧化碳在我石油开采中有着巨大的应用潜力。我现已探明的63.2亿吨低渗透油藏原油储量,尤其是其中50%左右尚未动用的储量,运用二氧化碳驱比水驱具有更明显的技术优势。

可以预测,随着技术的发展完善和应用范围的不断扩大,二氧化碳将成为我改善油田开发效果、提高原油采收率的重要资源。

(九)结论与建议

大庆油田几年的现场试验研究情况看,二氧化碳驱油的工艺技术是可行的,见到了壹定的驱油效果。但要将二氧化碳驱大面积应用于油田生产,除了要解决大型压缩机等地面设备和井下柱工具防腐问题外,还要考虑当地是否有天然的二氧化碳源。在抽田开发过程中,结合油田实际,综合评价二氧化碳驱、聚合驱、三元混相驱、天然驱、蒸汽吞吐等三采措施,选择好适宜本油田开发生产的驱油技术。

参考文献

[1] CO2驱提高采收率内外发展应用情况/陈志超,李刚,尚小东,尹艳梅

[2] CO2驱油技术在大庆油田的应用/雅如,高树生,赵玉昆

[3] CO2驱油提高采收率技术/文乔

[4] 大港油田开展二氧化碳驱油的前景分析/天明,春艳,樊万鹏

[5] 大庆油田二氧化碳驱油技术取得进展/志田,陈庆

[6] 二氧化碳驱/金佩强摘译自 《SPE 23564》

[7] 二氧化碳驱油/中外石油科技

[8] 科技动态/第10期 第109

[9] 石油工程科技/第33

[10] 考虑传质扩散作用的CO2驱油数学模型及其影响因素研究/安杰 中石油大学

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