CO2—EOR技術實施方法及應用前景

李占嶺 馬俊肖 張孝賓

CO2—EOR技術實施方法及應用前景

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1西安石油大學 2安東石油技術（集團）有限公司

在開采石油的過程中，一般采用重油熱采技術，目前發展最快的是注氣提高采收率技術。CO2混相驅主要是采用CO2與水交替注入儲層的方法，并且由儲層的性質來決定具體的注入方法。CO2非混相驅的效率略低于混相驅，但是卻比水驅或者惰性氣驅高。世界上已經成功開展了多個二氧化碳的捕集、封存以及應用一體化來提高采收率的項目。通過CO2—EOR技術不僅能夠緩解環境污染的壓力，而且能夠提高石油采收率。

CO2—EOR技術；井網；混相；驅油；采收率

近幾年，油田一次以及二次采油技術只能開采出1/3左右的原始地質的儲量，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，目前發展最快的是注氣提高采收率技術。

1 應用現狀

根據2006年《油氣雜志》的統計，全球實施的CO2—EOR的項目一共有94個，在這94個CO2—EOR的項目中，美國占82個，加拿大占6個，特立尼達占5個，土耳其占1個。從這些數據中可以看出，CO2—EOR的技術的應用領域主要集中在美國，并且美國的年產油量是11 860 000 t，占世界CO2—EOR總產量的94.2%。

2 實施方法

2.1CO2混相驅

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

2.2CO2非混相驅

CO2非混相驅的效率略低于混相驅，但是卻比水驅或者惰性氣驅高。CO2非混相驅的主要采油機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吞吐的實質也就是非混相驅，并且CO2吞吐的采油機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，并且能夠起到一個抽提作用。這一方法能夠將二氧化碳注入到生產井底，然后在關井之后，使二氧化碳滲入到油層中，最終有利于開井的繼續生產。

2.4 熱CO2驅

熱CO2驅主要是將熱力采油以及混相驅油進行綜合應用。在實際操作的過程中，要對二氧化碳進行加熱，并且根據油藏的溫度以及原油的性質來決定二氧化碳的加熱溫度。目前，熱CO2驅能夠廣泛應用于各種原油以及油藏類型，從而使得驅油的效率得到提高。熱CO2驅注入的方法主要包括二氧化碳的連續注入，熱二氧化碳、水交替注入，熱二氧化碳注入后注蒸汽。

3 發展趨勢

3.1 集成創新的CO2—EOR技術

在CO2—EOR技術發展的過程中，由于受到注入量、井網完善程度、重力超覆、黏性指進、竄流以及混相程度低等因素的影響，使得CO2—EOR技術在應用的過程中存在一些問題。從美國的發展情況來看，美國的整體原油采收率在不斷提高，美國能源部開始開發并研究新一代的CO2—EOR技術，新一代的CO2—EOR技術能夠大大提高原油采收率。在一些地質條件比較合適的油藏中，新一代的CO2—EOR技術的采收率能夠達到80%以上。然而新一代CO2—EOR技術也存在一定的缺陷，需要不斷改進CO2—EOR技術的方案。第一，不斷提高二氧化碳的注入量，從而使得CO2—EOR技術能夠達到1.5倍的含油孔隙體積。第二，要改進并不斷完善井網方案，改進驅替方式，從而使得剩余油波及程度和驅油效率得到提高。第三，不斷完善流速比，對二氧化碳的黏性指進進行合理的控制。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，要綜合運用各項集成技術。目前，由于新一代CO2—EOR技術仍然處于方案設計、數值模擬以及資源綜合評價的階段，這就要加大研發以及投入的力度，從而使得新一代CO2—EOR技術的實際應用效果得到提高。

3.2 向循環經濟的模式發展

過去的天然二氧化碳氣體資源嚴重制約了新一代CO2—EOR技術的發展，造成CO2—EOR技術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，使得二氧化碳氣體受到重視。通過捕集、封存、應用一體化的方式可以提高原油采收率，在創造能源以及環境保護的過程中，CO2—EOR技術起著一個至關重要的作用。

目前，世界上已經成功開展了多個二氧化碳的捕集、封存以及應用一體化來提高采收率的項目，其中加拿大的油田開展二氧化碳的捕集、封存以及應用一體化來提高采收率的項目取得的成就最為突出。

4 結語

近幾年，隨著人們的環保意識不斷增強，使得CO2—EOR技術逐漸發展起來。通過應用CO2—EOR技術不僅能夠緩解環境污染的壓力，而且能夠提高石油采收率。除此之外，我國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技術具有較大的潛力。與此同時，由于CO2—EOR技術的成本比較低，因此CO2—EOR技術具有較好的發展前景。

（欄目主持 楊 軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.3.006