利用地?zé)崮軐?shí)現(xiàn)熱C O2驅(qū)的技術(shù)研究

杜森垚 陳航 唐唐 李柳逸 何磊（長(zhǎng)江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北 武漢 430100）

前言

利用CO2驅(qū)提高采收率技術(shù)被證實(shí)具有適用范圍大、驅(qū)油成本低、采收率提高顯著、成功率高、風(fēng)險(xiǎn)性低等優(yōu)點(diǎn)。我國(guó)隨著某些油田在開(kāi)發(fā)過(guò)程中相繼發(fā)現(xiàn)中小規(guī)模的CO2氣藏，注CO2技術(shù)也有了很大發(fā)展。作為一種不受地域限制的可再生清潔能源，在已有的熱采技術(shù)條件下，為了降低地面加熱CO2的費(fèi)用，利用深部地?zé)崮芗訜酑O2具有其可行性。

1.熱 CO2驅(qū)油機(jī)理

圖1為利用流變儀測(cè)定的不用溫度下的稠油黏度，得出稠油黏溫特性曲線。

熱CO2驅(qū)依靠溶解在原油中的二氧化碳，改變?cè)偷恼扯葟亩挠^油藏得流動(dòng)特性，達(dá)到提高原油采收率，但是溶解在原油中的二氧化碳降低原油的粘度同時(shí)還與油藏的壓力等有關(guān)，如圖2

圖2 油藏μm/μo與飽和壓力的關(guān)系

對(duì)于低滲、特低滲稠油油藏，常規(guī)CO2驅(qū)提高采收率效果顯著，但由于常規(guī)CO2驅(qū)無(wú)法達(dá)到加熱油藏的目的，使其得到的最終采收率提高不會(huì)太高。熱CO2驅(qū)在常規(guī)CO2驅(qū)的基礎(chǔ)上融入了熱力采油的優(yōu)勢(shì)，在混相驅(qū)油的同時(shí)加熱油藏，能更加有效而且更大程度的提高采收率。

2.地?zé)豳Y源實(shí)現(xiàn)熱CO2驅(qū)

2.1 地?zé)崮苜Y源轉(zhuǎn)化為熱CO2驅(qū)的可行性

土耳其Bati Raman稠油油田常年二氧化碳驅(qū)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)表明，熱CO2驅(qū)比常規(guī)CO2驅(qū)提高采收率更高，但是在現(xiàn)場(chǎng)施工中通過(guò)加熱二氧化碳來(lái)實(shí)現(xiàn)熱驅(qū)，造成地面設(shè)備復(fù)雜，熱能消耗大并且不能充分利用地面熱能，成本高等缺點(diǎn)，也造就其利用價(jià)值低等。因此地?zé)豳Y源作為一種不受地域限制的清潔能源，地?zé)崮茉吹睦靡咽艿皆絹?lái)越多國(guó)家的關(guān)注。在已有的熱采技術(shù)條件下，為了降低地面加熱CO2的費(fèi)用，利用深部地?zé)崮芗訜酑O2流體具有其可行性。

2.2 地?zé)豳Y源轉(zhuǎn)化熱CO2驅(qū)的優(yōu)勢(shì)

2.2.1 石油資源相對(duì)于地?zé)豳Y源，利用價(jià)值高，便于儲(chǔ)存以及運(yùn)輸；地?zé)崮茉摧o助采油擴(kuò)大了地?zé)豳Y源的應(yīng)用范圍，同時(shí)作為一種可再生資源對(duì)油田開(kāi)發(fā)提供一種技術(shù)儲(chǔ)備。

2.2.2 熱CO2驅(qū)在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用過(guò)程中首先加熱CO2，因此對(duì)地面設(shè)施要求高，地面工程量大成本高等缺點(diǎn)。利用地?zé)豳Y源實(shí)現(xiàn)熱CO2驅(qū)不需要地面加熱CO2，讓CO2通過(guò)地層自動(dòng)加熱，減少地面成本消耗。

2.2.3 CO2本身具有傳熱介質(zhì)的諸多優(yōu)點(diǎn)：CO2密度小，黏滯力小，膨脹系數(shù)較高。這些特征使其具有較好的流動(dòng)性，并受到較大的浮力作用，這將降低流體流動(dòng)所消耗的驅(qū)動(dòng)壓力，節(jié)省外在驅(qū)動(dòng)設(shè)備的能耗[3]。

2.3 儲(chǔ)層地?zé)豳Y源實(shí)現(xiàn)熱CO2驅(qū)的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)

低溫超臨界CO2通過(guò)注入井注入到深部熱儲(chǔ)層，在地層孔隙和裂隙介質(zhì)中滲透運(yùn)移，在與水的驅(qū)替過(guò)程中，被深部高溫巖體加熱，被加熱后的CO2不通過(guò)地面直接注入到稠油層，加熱油層的同時(shí)實(shí)現(xiàn)CO2驅(qū)。

在目前已有的技術(shù)及設(shè)備條件下，盡量縮短注氣流程長(zhǎng)度，提高注入效率，降低成本，同時(shí)盡量減小深部熱儲(chǔ)層中的CO2損失量，使盡可能多的熱CO2進(jìn)入到目的油層。

3.地?zé)崮苻D(zhuǎn)化為熱CO2驅(qū)的發(fā)展前景

深層地?zé)峁こ袒夹g(shù)已被確定為中國(guó)能源技術(shù)發(fā)展的技術(shù)方向[4]，這意味著地?zé)豳Y源利用技術(shù)將在包括地?zé)岵捎偷榷鄠€(gè)領(lǐng)域推廣應(yīng)用。

4.結(jié)語(yǔ)

利用地?zé)豳Y源實(shí)現(xiàn)熱CO2驅(qū)技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，潛力巨大，具有實(shí)施的可行性，為了方便進(jìn)行此技術(shù)的施工決策，除了理論研究計(jì)算外，還需要在數(shù)值模擬、室內(nèi)試驗(yàn)等多方面進(jìn)行探索。

[1]許洪星.熱CO2驅(qū)提高原油采收率技術(shù)［J］.國(guó)外油田工程，2008，24(2):5-6．

[2]王學(xué)忠.干熱巖大幅度提高注水開(kāi)發(fā)采收率研究［J］.西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2010，32(5):122－125．

[3]石巖.二氧化碳羽流地?zé)嵯到y(tǒng)運(yùn)行機(jī)制及優(yōu)化研究[D].吉林：吉林大學(xué)，2014．

[4]王紅巖，李景明，趙群.中國(guó)新能源資源基礎(chǔ)及發(fā)展前景展望［J］.石油學(xué)報(bào)，2009，30(3):469 －474．