二氧化碳驱油技术研究现状与发展趋势.

1、油藏工程新进展论文班级：油工08-4学号：080201140407姓名：丁艳雪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，石油作为工业 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 廉价的采油新技术一直是专家们不断探索的问题。针对目前世界上大部分油田采用注水开发面临着需要进一步提高采收率和水资源缺乏的问题国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，保护大气环境。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

2、显提高原油采收率（一）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一定压力下，二氧化碳混合物能

3、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。二氧化碳首先萃取和汽化原油中的轻质烃，随后较重质烃被汽化产出，最后达到稳定。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，而且还能形成二氧化碳和轻质烃混合的油带。油带移动是最有效的驱油过程，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气相隔开时，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，

4、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、 溶解气驱作用大量的二氧化碳溶于原油中具有溶解气驱的作用。降压采油机理与溶解气驱相似，随着压力下降，二氧化碳从液体中逸出，液体内产生气体驱动力，提高了驱油效果。另外，一些二氧化碳驱油后，占据了一定的孔隙空间，成为束缚气，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%-1

5、5%，同时二氧化碳还有利于抑制粘土膨胀。另外，二氧化碳-水混合物由于酸化作用可以在一定程度上解出无机垢堵塞、疏通油流通道、恢复单井产能。（二）二氧化碳驱油技术的几种方式1、连续注二氧化碳气体2、注碳酸水(orco)2、二氧化碳气体或液体段塞后紧跟着注水4、二氧化碳气体或液体段塞后交替注水和二氧化碳气体(wag)5、同时注入二氧化碳气体和水。（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，有关部门应适时出台相应的政策扶持措施，加快这一技术的推广应用。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

6、质情况的不同，每增产1 t原油约需14.2t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，保护大气环境。 （四）二氧化碳驱油的油藏条件根据大量的矿场试验，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，二氧化碳溶于水后形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一般埋深在600-3500米，油层温度一般低于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

7、有大的空隙体积以便与二氧化碳接触，渗透率一般大于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矿场试验。注气采取水气交替的注入方式进行，明显改善了开发效果，根据对采出气采集气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气体。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。原油这一性质的变化，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

8、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气前12t上升到26t， 水油比由40降到17， 日产原油为注气前的2.2倍， 日增原油l4t。中心井注气前含水92.2%，注气后(1994年7月)最低降到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。日产原油为注气前的2.2倍。3、调整了生产井的产出剖面。注气前(1994年4月)， 全井有效厚度7.1m，只有底部2.8m有效厚度产液69t，含水92.5% 。注气后(1 994年1月)较注气前产液韶面发生了很大变化，注气前上部有4.3m油

9、层不产液注气后产液量662t占垒井产液量的85.3% ，可见注气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6lo倍，镁离子增加到59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矿化度增加。注气后较注气前氯离子增加到39 ，矿化度增加到82% 。这说明二氧化碳对水驱剩余油具有驱替作用，井可增加新的出油部位，提高了采收率。（六）二氧化碳驱油国内外研究现状1、国外研究现状 前苏联最早从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业性基础试验

10、。尽管这些油藏的地质条件不同，但都取得了好的应用效果。而美国是二氧化碳驱发展最快的国家，自20世纪80年代以来，美国的二氧化碳驱项目不断增加，已成为继蒸气驱之后的第二大提高采收率技术。美国目前 正在实施的混二氧化碳相驱项目有64个。大部分油田驱替方案中，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，并获得了很大的成功。加拿大也从实验上证实二氧化碳一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气驱替的水平。2、 国内研究现状我国东部主要产油区二氧化碳气源

11、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一直没有停止。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。我国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矿场试验。虽然该矿场试验由于油藏的非均质性导致的气窜影响了波及效率, 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 , 首次把二氧化碳和水蒸气结合

12、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一些问题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，气窜3、油井与油田设备的腐

13、蚀4、co2的有效输送5、工艺成本高6、油田附近没有co2气源或者供应量不足（八）二氧化碳驱油技术的发展前景二氧化碳驱油是一项成熟的采油技术。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。美国是二氧化碳驱油项目开展最多的国家，每年注入油藏的二氧化碳量约为2000万3000万吨，其中300万吨来自煤气化厂和化肥厂的废气。 据“中国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，二氧化碳在我国石油开采中有着巨大的应用潜力。我国现已探明的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，二氧化碳将成为我国改善油田开发效果、提高原油采收率的重要资源。（九）结论与建议从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，见到了一定的驱油效果。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管柱工具防腐问题外，还要考虑当地是否有天然的二氧化碳气源。在抽田开发过程中，结合油田实际，综合评价二氧化碳驱、聚合物驱、三元混相驱、天然气驱、蒸汽吞吐等三采措施，选择最适宜本油田开发生产的驱油技术。参考文献：1 co2驱提高采收率国内外发展应用情况/陈志超，李