利用二氧化碳提高石油采收率探究

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利用二氧化碳提高石油采收率探究

摘 要：提高石油采收率的研究是油气田开发研究永恒的主题，其中利用二氧化碳提高石油采收率不但能满足环保的要求，还能满足油藏高效开发的要求。本文分析了利用二氧化碳提高采收率的机理，总结了利用二氧化碳提高采收率的实施方法。

关键词：二氧化碳 石油采收率 实施方法

提高石油采收率的研究是油气田开发研究永恒的主题，近年来因为石油价格的飞速提高，化学驱应用效益的降低，注气驱应用范围越来越大，技术也得到了不断提高。我国油田的储层属于陆相沉积，非匀质严重，而且原油的粘度又比较高，上升很快，水驱采收率较低，所以发展提高采收率技术已经成为我国石油工业继续发展的一项迫切要求。同时随着人类社会的不断进步，温室气体的大量排放引起的全球变暖问题日益严峻，在短期内没有其他合适的气体能够代替烃类能源，一种比较可行的方法就是把二氧化碳注入地下，利用二氧化碳提高石油采收率是很重要的途径。同时利用二氧化碳提高石油采收率不但能满足环保的要求，还能满足油藏高效开发的要求。本文分析了利用二氧化碳提高采收率的机理，总结了利用二氧化碳提高采收率的实施方法。

一、利用二氧化碳提高石油采收率的机理

我国CO2----EOR主要是因为下面各种因素互相作用的结果：

1、二氧化碳能够促使原油的体积膨胀。二氧化碳被注入油藏以后，能够在原油中充分的溶解，能够促使原油的体积增加10%――100%。这样不但能增加地层的弹性，还会大大减少原油在流动过程中的阻力，从而达到提高原油采收率的目的。

2、利用二氧化碳能够降低原油粘度。二氧化碳被融入原油以后，一般情况下可以把石油的原来的黏度降低0.1.原油开始的粘度越高，黏度降低的幅度越大。黏度得到降低以后，原油的流动能力就会得到加强，产油量就会提高。

3、利用二氧化碳能够有效的改善油水的流动比。二氧化碳融入原油和水以后，黏度就会降低20%到30%，流度就会随之提高。这种综合作用的结果就会导致原油和水的比例趋于接近，水驱波及的体积扩大，这样就会利于原油的采出。

4、利用二氧化碳提高石油采收率利于降低界面的张力。二氧化碳比较容易溶解于原油，这样的结果就会大大降低油水的界面张力，有利于原油提高原油的流动性能，从而达到提高原油采收率的目的。二氧化碳和原油混相以后界面的张力就会降为0，在理论上能够使石油采收率达到100%。

5、利用二氧化碳提高石油采收率能够萃取原油中轻烃。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、利用二氧化碳提高石油采收率能够起到溶解气驱作用。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。

二、利用二氧化碳提高采收率的实施方法

当前利用二氧化碳提高采收率的实施方法有二氧化碳混相驱、二氧化碳非混相驱和二氧化碳吞吐，其中二氧化碳混相驱的应用较为普遍。

1、二氧化碳混相驱。二氧化碳混相驱一般采用二氧化碳和水交替注入储层的方法，具体的注入方法取决于储层的性质，主要注入的方法有连续注入、简单注入锥形注入等。在实施过程中首先注入二氧化碳，因为连续注入二氧化碳驱替油层的时候宏观波及系数较低，因此要改为注水来改变二氧化碳的驱油速度，扩大二氧化碳的波及效率。基本原理是二氧化碳和地层的原油在油藏条件下形成稳定的混相带前缘，这个前缘作为单相流体移动并有效的把原油驱替到生产井，因为是混相，多孔介质中的毛细管力就会降为0，理论上可以使微观驱替效率达到100%。混相驱要求油藏压力高于或等于二氧化碳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，该方法通常用于原油相对密度小于 0.89g/ cm3，油层温度小于1200C的中、深层油藏。通过二氧化碳混相驱，原油采收率比注水方法提高约30―40%。根据以往的经验，二氧化碳混相驱对开采下面几类油藏具有更重要的意义：不合适水驱开采的低渗透油藏；水淹后的砂岩油藏；接近开采经济极限的深层、轻质油藏。

2、二氧化碳非混相驱。二氧化碳非混相驱效率次于混相驱，但高于水驱或惰性气驱，一般以重力稳定二氧化碳 注入方式生产，将二氧化碳注入到圈闭构造的顶部，使原油向下及构造两边移动，在构造两边的生产井中将原油采出。主要采油机理是对原油中轻烃汽化和抽提，使原油体积膨胀，黏度降低，界面张力减小。另外，二氧化碳还可以提高或保持地层压力，当地层压力下降时，二氧化碳就会从饱和了二氧化碳的原油中溢出，形成溶解气驱，达到提高原油采收率的目的。适用于非混相驱的油藏类型主要有：重油或高黏油油藏；压力衰竭的低渗透油藏；高倾角、垂向渗透率高的油藏。

3、二氧化碳吞吐。二氧化碳吞吐的实质是非混相驱，采油机理主要是原油体积膨胀、降低原油界面张力和黏度，以及二氧化碳对轻烃的抽提作用。该方法的一般过程是把大量的二氧化碳注入到生产井底，然后关井几个星期，让二氧化碳渗入到油层，然后重新开井生产。这种单井开采技术不依赖于井与井间的流体流动特性，适用范围很广。一般对开采下面几类油藏具有更重要的意义：井间流动性差，其他提高采收率方法不能见效的小型断块油藏。裂缝性油藏、强烈水驱的块状油

藏、有底水的油藏等一些特殊油藏。不能承受油田范围的很大前沿投资的油藏。二氧化碳吞吐增产措施相对来说具有投资低、返本快的特点，能在二氧化碳耗量相对较低的条件下增加采油量。

三、结论

总之，利用CO2提高原油采收率是一种有效的提高原油采收率的方法，它一直受到科研人员的重视。特别是现在温室效应的存在，为注CO2开发油气田提供了一个更有利的环境。我国注CO2技术也日趋成熟，不少CO2气源被发现，实施合理的方案充分利用这些气体将是我们面临的主要难题。

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