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第 3 3 卷第 7 期 ( 2 0 1 4 0 7 )( 行业论坛) 二氧化碳驱油与封存技术和经济性能综述 鲍玲 董秀成 张秋梅 1中国石油大学 ( 北京)工商管理学院2大庆油田创业腾飞建筑安装工程有限公司 摘要：根据 CO 驱 油与封存机理 ，对 国内外CO 驱油与封存技 术和 经济性能的现状进行分 析 。我国需对CO 驱油与封存进行深入的分析研究 ，技术性能方面包括对注入 油层过程进行CO 性 能分析 、油藏性质分析 ，以及对防腐材料、涂层 的研 究，加强含 杂质的 C O 和可改变原油组 分物质的性能分析，加强油藏地质结构、渗透率、油藏纵向非均质性，油藏流体饱和程度、油 藏 流体性质 的性能分析研 究。经济性 能方面包括建立 CO 运输及驱 油管道优化设计性 能分析 ， 制定 完备的法律政策。 关键词：C O 。 驱油 ；驱油机理 ；封存机理 ；技术性能 ；经济性能 d o i： 1 0 3 9 6 9 j is s n 1 0 0 6 6 8 9 6 2 0 1 4 7 0 0 1 二氧化碳 ( C O )驱油与封存是一个复杂的系 统 ，涉及石油_T程 、能源经济 、环境工程等多个学 科。我国的此项技术尚未成熟 ，有关其技术经济性 能的分析还不够完善，对影响C O 驱油与封存项 目 的技术 、经济指标进行分析论证 ，可为项 目的投资 提供科学依 据 ，具有重要 的指 导意义 。本文根据 C O 。 驱油与封存机理 ，对其技术 、经济性能的现状 进行分析 ，指出C O 。 驱油与封存亟待解决的问题， 提出C O 。 驱油与封存技术和经济性能分析的研究发 展方 向。 1 c o 驱油与封存机理 1 1 驱 油机 理 C O 驱油机理可分为 C 0 。 混相驱和C 0 。 非混相 驱。两种方式的区别在于地层压力是否达到最小混 相压力 ，当注入到地层压力高于最小混相压力时 ， 实现混相驱油。当压力达不到最小混相压力时 ，实 现非混相驱油 。C O 。 驱提高原油采收率特点如下 ： 降低原油黏度；原油体积膨胀；改善油水流 度比；分子扩散作用；混相效应 ；萃取和汽 化原油中的轻烃 ；溶解气驱。 对 C O 驱提高采收率的特点进行研究 ，有利 于 在驱油过程中对C O 及油藏的技术性能进行分析， 进一步提高驱油效率 。 1 2 封存机理 在油 田的开发过程中注入 C O ，可以提高石油 的采收率，同时部分C O 会溶解 、分散在地层和原 油中，也有部分C O 与岩石反应沉积在油藏中。具 体来讲 ，C O 在油藏中埋存主要通过束缚空间储 存 、构造空间储存 、矿化储存和溶解储存等机理实 现，其中最主要的储存方式是束缚空间和构造空间 储存 。 C O 封存机理是 C O 。 封存效率的根本 ，对 C O 在 油藏中的埋存方式进行分析论证，有利于封存过程 中C O 与存储空间的性能分析 ，进一 步提高 C O 封 存效率 。 2 c 0 驱油与封存性能分析 驱油与封存性能分析 ，包括技术性能分析和经 济 性 能 分 析 ，两 者 紧 密 相 连 。C O 提 高 采 收 率 ( C 0 2 -E O R)能够提高原油采收率 8 1 5 ，在注 人 C O 。 驱油 的过程 中 ，约 6 0 的 C O 留在油藏 中 ， 而 4 0 的C 0 同原油一起被采 出。对 C O 的驱油与 封存进行各方面的性能分析，不仅有利于C O 驱油 效率和封存率 的提高 ，而且可以降低项 目的投资。 C O 一E O R经济性能分析是项 目论证 和项 目预算 的 依据 ，可降低项 目投资风险，增加盈利概率。 2 1技术性能 C O 。 驱油的技术性 能分析包括封存潜力分析 、 安全性能分 析 、驱油产量分析等各种工程性能分 析 。文献f 1 1 提出了一种 C O 。 封存潜力及安全性的性 能分析方法 ，该方 法综合考虑 了各方面地质特征 ， 并结合了原来的分析经验。文献【 2 针对吉林油田某 区块具体的油藏条件 ，运用数值模拟软件 ，对不同 韵律储层驱油效果进行 了研究。文献 3 】 对影响低渗 油藏 C O 驱油混相条件的主要因素进行分析。文献 4 以胜利大芦湖油田樊 1 2 4 区稀油油藏为例，通过 C O 对地层油 的多次脱气 、膨胀降黏和多次接触实 验 ，利用高温高压P V T 物性分析仪 ，研究了用不同 量 C O 。 饱和的稀油相特性。 油气田地面工程( h t t p ： 、 n ， y q t d m g c c 。 m ) 一1一 第3 3 卷第7 期 ( 2 0 1 4 0 7 )( 行业论坛) C O -E O R技术性能分析方面的研究刚刚起 步，多数文献集中于模型特殊的技术问题，还未形 成 比较系统的理论 。 2 2 经济性能 经济分析包括各种经济指标分析、法律政策制 定 、 社会接受度调查等研究。文献 5 在建立由5 个 模块构成的模型基础上 ，对 中东地区的C O z E 0 R 工程进行了经济性能分析。文献【 6 】 对美国C O 。 地质 封存法律制定问题进行研究，指出应尽快建立统一 的法律框架。文献【 7 】 对水平驱油井进行研究，对对 C O 驱油的注入和封存进行经济分析。 国内对于C O 厂 E O R经济分析的研究还很少 ， 主要原因是 国内C O 一E O R项 目建设少 ，缺乏大量 的相关数据等信息。 C 0 2-E O R与封存是复杂的过程 ，从以上文献 可知 ，现有研究集 中于技术或经济单一方 面的分 析，如何综合技术与经济陛能分析，是驱油封存技 术需要解决的问题。因此，技术和经济性能分析需 要进一步研究。 3 待解决问题 虽然国内外 C O 。 驱油与封存技术取得了很大的 进展，但是由于地质、油藏属性 、国家政策等各方 面的因素，我国关于C O 。 驱油与封存的性能研究， 还存在一些问题。 3 1 技术性能方面 ( 1 )腐蚀作用 。C O 在注入油层的过程 中，与 水反应生成的碳酸 ，对设备 、管线 、井筒有较强的 腐蚀性 ，而且腐蚀产物被注人流体带人地层会堵塞 储层孔隙。如何加强对注入油层过程进行 C O ； i 能 分析、油藏性质的分析以及防腐材料、涂层的研 究，是解决腐蚀问题的关键 。 ( 2 )最小混相压力较高。C O 。 与原油的最小混 相压力不仅取决于油藏 的温度和 C O 的纯度 ，而且 也取决于原油组分 。因此 ，加强含杂质的 C O 及可 改变原油组分物质的性能分析 ，是解决混相压力 的 关键 。 ( 3 )窜流严重。在驱油过程中 ，南于 C O 黏度 低及油层的非均质性 ，易出现黏性指进及窜流 ，造 成不利的流度比，致使C O 过早突破含油带，影响 驱油效率。加强油藏地质结构、渗透率、油藏纵向 非均质性、油藏流体饱和程度和油藏流体性质的性 能分析研究 ，是解决 C O 窜流问题 的关键。 3 2 经济性能方面 ( 1 )优化设计性能。我国的C O 气源不足 ，需 要从电厂捕集 C O ，经管道运输到驱油现场 ，设备 投资巨大。如何选择封存场地，建立C O z 运输及驱 油管道优化设计性能分析，是降低C O 驱油与封存 经济成本的关键。 ( 2 )相关法律政策的制定。我国C O 。 驱油与封 存技术还处于起步阶段 ，相关法律政策制定不够完 善。加强社会调查制定完备的法律机制，能够为封 存的有效性和安全性提供保障。 4 结 语 C O 驱油与封存技术是复杂的系统，涉及到多 个学科 。如何系统科学 的对 C O 驱油与封存进行技 术、经济的综合性能分析，关系到C O 驱油与封存 技术能否顺利有效实施。虽然现有研究 已取得了初 步的成果 ，但在某些方面的研究还存在不足，需进 一 步深入的分析研究。技术性能方面包括 ：对注 入油层过程进行 C O 2 j I生能分析 、油藏性质分析 ，以 及对防腐材料、涂层的研究 ；加强含杂质的C O 。 的性能分析和可改变原油组分物质的性能分析 ； 加强油藏地质结构 、渗透率 、油藏纵 向非均质性 、 油藏流体饱和程度、油藏流体性质的性能分析研 究。经济性能方面包括：建立C O 运输及驱油管 道优化设计性能分析；制定完备的法律政策。 我 国C O 一E O R技 术 刚刚起 步 ，由于地质 条 件 、社会经济的差异 ，国外技术和经济性能分析方 法 不 能直 接应 用 于我 国各 大油 气 田。随着 我 国 C O 厂 E O R技术 的普及 ，其技术和经济性能分析必 将逐步完善，形成有我国特色的理论体系。 参考文献 1 】 US D e p a r t me n t o f t h e I n t e r i o r ，US G e o l o g i c a l S u r v e y 1 ) e v e l o p me n t o f a Pr o b a bil is t ic a s s e s s me n t Me t h o d o l o g y f 0 r E v a lua t i o n o f C a r b o n Di o x i d e S t o r a g e R Vi r g i n i a ，U S A，2 0 0 9 2 钟张起，薛宗安 ，刘鹏程，等低渗韵律油藏C O 驱和水 ， t ： 发规律研究f J l _复杂油气藏 ，2 0 1 2 ，5( 1 ) ：5 8 6 2 【 3 EJ t , 章 ，陈兴隆低 渗油 藏C O 驱油混相条件的探讨 J 1 _石油勘 探与开发 ，2 0 1 0 ，3 7 ( 4 ) ：4 6 6 4 7 0 4 李振泉油藏条件下溶解 C O 的稀油相特性实验研究 J 1 油大 学学报 ：自然科学版 ， 2 0 0 4，2 8 ( 3 ) ：4 3 4 8 【 5 A l g h a r a i b M，A I S o o f N A E c o n o mi c a l E v a l u a t i o n o f C ( ) _ _ I ( ) R P r o j e c t s i n t h e Mi d d l e E a s t J P e t r o l e u m S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ， 2 0 1 0 ， 2 8( 2 ) ：1 9 8 2 1 7 6 J M F P o l l a k ，E J W il s o n R e g u l a t in g G e o l o g ic S e q u e s t r a t io n i n t h e Un i t e d S t a t e s ：E a r l y R u l e s T a k e Di v e r g e n t A p p roa c h e s J E n v i ron me n t a l S c i e n c e T e c h n o l o g y ，2 0 0 9，4 3 ( 9 ) ：3 0 3 5 3 0 4 1 7 G u i P ，J i a X ，C u n h a J C ，C u n h a L _BE c o n o mi c A n a l y s i s f o r E n h a n c e d C Oz