“CO2 +表面活性劑” 復合體系優化及驅油效率

李明義 曠年杰

（1. 中國石油吉林油田公司勘探開發研究院， 吉林 松原 138000；2. 中國石油大學（北京） 油氣資源與探測國家重點實驗室， 北京 102249）

0 引 言

2016 年世界范圍內CO2驅油提高原油采收率（EOR） 產量比例為19%， 實踐證明CO2驅是一種有效的EOR 技術， 而中國總EOR 產量中CO2驅比例僅有0.3%［1-2］。 國內CO2驅規模化應用限制條件主要有2 方面： 一是國內天然CO2氣藏不足，工業廢氣CO2收集、 運輸未達到工業化應用條件；二是CO2較小的介電常數和較弱的極化率使其對強極性和大分子物質溶解能力有限。 當CO2用于驅油時， 表現為它對膠質、 瀝青質極性物質和石蠟等大分子物質難以溶解［3-5］。 國內油藏埋藏較深，油藏溫度基本不低于60 ℃， 以及油藏原油膠質、蠟含量高、 黏度和凝點高這些因素， 二者需要更高的壓力才能混相［6］。 現有油藏條件難以實現完全混相， 而混相程度高低將直接影響CO2驅油效率，非混相與混相驅驅油效果相差2 ～5 倍［7］， 國內實際礦場應用CO2驅90%的EOR 產量為非混相驅產量。 同時， 混相程度低使得CO2在抽提輕烴后地層原油對石蠟等重質組分的溶解能力減弱而析出，長期的注氣開采、 多輪次的注氣抽提， 儲層中的原油越采越稠。 因此， 提高CO2與原油的混相程度，不僅可以減緩氣竄， 提高CO2波及系數和驅油效率， 還能改善固相沉積所造成的儲層傷害［8］， CO2得到充分利用。

研究表明， 向超臨界CO2中加入表面活性劑所形成的復合體系可與原油形成反膠束或微乳液。在超臨界CO2溶劑中， 表面活性劑親CO2尾鏈延伸到CO2中， 極性頭基通過氫鍵作用與原油中極性組分聚集成核， 形成熱力學穩定的反膠束或微乳液， 其存在的極性微區域對原油中膠質和瀝青質等大分子增溶能力增強， 從而促進兩者實現混相［9］。……