二氧化碳埋存與提高采收率的關系

徐 博

（大慶油田有限責任公司采氣分公司第三作業區，黑龍江 大慶 163453）

二氧化碳埋存與提高采收率的關系

徐 博

（大慶油田有限責任公司采氣分公司第三作業區，黑龍江 大慶 163453）

隨著工業的發展，二氧化碳的排放量正在不斷增加，引起的環境問題已經受到國際社會廣泛關注，因此二氧化碳的埋存一直是人們討論的熱點，研究發現通過將二氧化碳注入油藏可以顯著提高原油的采收率，同時解決了二氧化碳的埋存問題，因此成為當前世界范圍內石油開采行業的重點采油技術。本文介紹了二氧化碳的埋存方式，并討論了在混相驅和非混相驅兩種驅油原理下二氧化碳的埋存量與提高原油采收率之間的關系。

原油開采；二氧化碳；驅油；采收率

概述

二氧化碳排放量的增加帶來了一系列的環境問題，已經引起國際社會的廣泛關注，因此人們致力于二氧化碳的減排工作，同時探討如何將二氧化碳進行埋存以實現資源化利用也成為研究的熱點，關于二氧化碳的埋存方式很多，其中將其埋存至油藏可以顯著提高原油的采收率，已經成為當前的重要驅油技術之一。

1 二氧化碳埋存方式

二氧化碳的埋存是解決其向大氣環境排放的有效措施，當前將二氧化碳低下埋存的方式主要有：枯竭油氣藏埋存、深部鹽水儲層埋存、不能開采的煤層埋存以及深海埋存等，本文主要介紹在油氣藏中的埋存方式。

隨著世界各國對油氣資源開發速度的不斷增加，使得當前越來越多的油氣藏面臨枯竭的境遇，而這些枯竭的油氣藏可作為二氧化碳埋存的空間，具有較大的技術優勢，主要體現在：原有的油氣開采裝置可直接用作二氧化碳的注入裝置，省去了設備成本，另外由于油氣藏本身的深度較深，儲油層較為封閉，儲層地質特征較為清楚，是一種較為理想的二氧化碳埋存方式。

2 二氧化碳提高采收率與地下埋存

二氧化碳驅油的機理包括混相驅與非混相驅兩種方式，當前世界范圍內應用最廣的是混相驅，實踐證明，通過注入二氧化碳驅油可以提高原油的采收率10%以上，以下討論二氧化碳驅油的原理以及二氧化碳埋存量和提高原油采收率之間的關系。

2.1 混相驅提高采收率與二氧化碳埋存

2.1.1 混相驅油機理。二氧化碳注入到儲油層中，在一定的溫度、壓力條件下與原油混合，可以形成一種簡單的流體相，但是原油與二氧化碳的混相形成要取決的條件很多，涉及到動力學方面的知識，當二氧化碳氣體在原油中不斷運動，使二者多次接觸，使原油中的輕質成分部分得到了氣化，使二氧化碳與原油的邊界之間形成了混相帶，這個混相帶的不斷移動使得原油的黏度降低，流動速度增大，表面張力降低，因此有利于被驅動。一般來講，二氧化碳與原油的混相程度與壓力有關，當儲層的壓力、溫度、原油的組分、二氧化碳的純度等滿足一定的要求時，二氧化碳與原油完全混合，此時氣體與原油的密度相同，當注入二氧化碳后，形成混相，而隨著二氧化碳的持續注入，當注入壓力大于最小混相壓力且最小混相壓力大于地層壓力之時原油就會受驅動不斷上升到井口。因此，為提高混相驅的效率，主要應當控制好二氧化碳的注入壓力與最小混響壓力之間的關系，尤其要精準預測和測量最小混相壓力值，可采用經驗公式、實測、建模等方法促進結果的準確性，另外還要控制好二氧化碳每次的注入量，由于二氧化碳驅替不夠穩定，容易發生早期突破等現象，因此一般采用注水與注氣的交替操作方式，利用水的均勻驅替特點來提高驅油效果。

2.1.2 混相驅替中二氧化碳埋存量與原油采收率之間的關系?；煜囹屘娴亩趸加昧康扔谠嫉刭|儲量與最大增油桶數和每增加1t原油使用的二氧化碳用量的乘積。表1示出幾個國家在某年的油田開采中在采收率提高9%的前提下二氧化碳埋存與增產潛力的關系，從表1中可以看出枯竭程度達到80%以上的油田數量眾多，并且通過注入二氧化碳可以使油田達到增產的目的。

2.2 非混相驅提高采收率與二氧化碳用量

2.2.1 非混相驅油機理。由于混相驅的形成過程較為復雜，很多情況下注入二氧化碳后達不到最小混相壓力，但通過采用一定的技術手段也可以達到提高原油采收率的目的，這種二氧化碳驅油方式稱為非混相驅替，在非混相驅替條件時，二氧化碳與原油不能完全混合，而是部分混合使原油體積發生一定程度的膨脹，在一定程度上降低原油的黏度，并且其驅油過程中可以很好的保持地層的壓力，這與水驅的作用極為相似，尤其是在儲油層的地質條件不適合水驅的情況下，使用非混相二氧化碳驅油可達到很好的效果，通常在非混相驅替過程中，是利用重力向儲油層緩慢注入二氧化碳氣體，使之逐漸填充儲層中的空隙，并自動構造成人工氣頂，在此作用下原油被推到儲層的兩側和底部，以利于由井開采出來。目前在世界范圍內利用非混相驅替方式的油田數量還很少，但在我國很多地區的油田都存在不易混相的問題，因此這種非混相的驅替可為我國的原油開采提供一定的參考。

表1 混相驅替二氧化碳埋存與增產潛力的關系

2.2.2 非混相驅替中二氧化碳埋存量與原油采收率之間的關系。利用非混相驅替可將原油采收率提高18%以上，二氧化碳替換原油用量等于采出原油體積與二氧化碳密度和原油地層體積系數的乘積，從試驗結果可以看出當采收率提高18%時二氧化碳的買存量與增產潛力之間的關系，同時也可看到采用非混相驅替的油田數量較少，但與混相驅替相比，驅油增產的潛力更大，并且二氧化碳埋存量更高。

結語

綜上，二氧化碳驅油的方式有混相驅和非混相驅兩種，通過二氧化碳的注入都可顯著提高原油的采收率，同時非混相驅替的二氧化碳埋存量更大，且提高原油采收率的程度更高。

[1]許志剛，陳代釗，曾榮樹.CO2的地質埋存與資源化利用進展[J].地球科學進展，2007.

[2]姚約東，李相方.CO2地下埋存及驅油效果影響因素[J].新疆石油地質，2009.

TE35

A

10.13612/j.cnki.cntp.2014.07.112