文档介绍：二氧化碳驱油技术及比较
一、CO2-EOR在油田中的应用
近几年来,CO2-EOR技术发展迅速。研究表明,将CO2注入油层,不仅能大幅提高采收率,而且可达到CO2减排的目的,满足环保和油藏高效开发的双重要求。由于技术的进步和温室效应的存在,CO2-EOR越来越受到重视,包括我国在内的很多国家都开展了现场实验。目前,CO2-EOR已成为美国提高石油采收率的主导技术,2004年美国CO2-EOR增加的原油产量占全国提高采收率项目总产量的31%。
CO2提高采收率机理
CO2-EOR主要有以下几个方面的作用:
(1)使原油体积膨胀
CO2注入油藏后,可在原油中充分溶解,一般可使体积增加10% ~100%。其结果不但增加地层的弹性能量,还大大减少了原油流动过程中的阻力,从而提高驱油效率。
(2)降低原油黏度
CO2溶于原油后,一般可降低到原黏度的0. 1~0. 01。原油初始黏度越高,黏度降低幅度越大。黏度降低,有利于原油流动能力,提高产油量。
(3)改善油水流度比
CO2溶于原油和水,其黏度增加20%~ 30%,流度降低;原油碳酸化后,其黏度降低30%~80%,流度增加。其综合作用的结果,使油水流度比趋于接近,水驱波及体积扩大,有利于原油采出。
(4)降低界面张力
CO2极易溶解于原油,其结果大大降低了油水界面张力,有利于原油流动,从而提高了原油采收率。CO2与原油混相后其界面张力降为0,理论上可使采收率达到100%。
(5)萃取原油中轻烃
CO2注入油藏后,部分CO2未溶解于油水中的CO2能萃取原油中的轻烃,使原油相对密度降低,黏度降低,从而提高原油流动性能,有利于开采。
(6)溶解气驱作用
随着油井生产井附近的地层压力下降,地层原油中溶解的CO2逸出,逸出的CO2 气体驱动原油流入井筒,形成内部溶解气驱。
CO2-EOR驱油技术
目前CO2-EOR的实施方法主要有CO2混相驱、CO2非混相驱和CO2吞吐,其中CO2混相驱应用最为普遍。另外,CO2-EOR实施中也有热CO2驱、碳酸水驱、就地生成CO2技术等其他方法。
CO2混相驱
CO2混相驱一般采用CO2与水交替注入储层的方法,具体注入方法取决于储层的性质,主要有连续注入、简单注入、锥形注入等(如图2)。实施过程中首先注入CO2,由于连续注CO2驱替油层时宏观波及系数很低,因此注水改变二氧化碳的驱油速度,扩大CO2的波及效率。基本机理是CO2和地层原油在油藏条件下形成稳定的混相带前缘,该前缘作为单相流体移动并有效地把原油驱替到生产井(图3),由于混相,多孔介质中的毛细管力降至为零,理论上可使微观驱替效率达到100%。混相驱要求油藏压力高于或等于CO2与原油完全混相的最低压力(MMP)。由于受地层破裂压力等条件的限制,,油层温度小于120℃的中、深层油藏。通过CO2混相驱,原油采收率比注水方法提高约30%~40%。
图2 CO2与水交替注入驱油示意图
图3 CO2混相驱技术示意图
根据以往的经验,CO2混相驱对开采下面几类油藏具有更重要的意义。
(1)不合适水驱开采的低渗透油藏。
(2)水淹后的砂岩油藏。
(3)接近开采经济极限的深层、轻质油藏。
CO2非混相驱