CO2—EOR技术实施方法及应用前景

李占岭 马俊肖 张孝宾

CO2—EOR技术实施方法及应用前景

李占岭1 马俊肖2 张孝宾2

1西安石油大学 2安东石油技术（集团）有限公司

在开采石油的过程中，一般采用重油热采技术，目前发展最快的是注气提高采收率技术。CO2混相驱主要是采用CO2与水交替注入储层的方法，并且由储层的性质来决定具体的注入方法。CO2非混相驱的效率略低于混相驱，但是却比水驱或者惰性气驱高。世界上已经成功开展了多个二氧化碳的捕集、封存以及应用一体化来提高采收率的项目。通过CO2—EOR技术不仅能够缓解环境污染的压力，而且能够提高石油采收率。

CO2—EOR技术；井网；混相；驱油；采收率

近几年，油田一次以及二次采油技术只能开采出1/3左右的原始地质的储量，这就使得2/3的原油停留在底下从而形成了“困油”，俗称剩余油。在开采石油的过程中，一般采用重油热采技术，目前发展最快的是注气提高采收率技术。

1 应用现状

根据2006年《油气杂志》的统计，全球实施的CO2—EOR的项目一共有94个，在这94个CO2—EOR的项目中，美国占82个，加拿大占6个，特立尼达占5个，土耳其占1个。从这些数据中可以看出，CO2—EOR的技术的应用领域主要集中在美国，并且美国的年产油量是11 860 000 t，占世界CO2—EOR总产量的94.2%。

2 实施方法

2.1CO2混相驱

CO2混相驱主要是采用CO2与水交替注入储层的方法，并且由储层的性质来决定具体的注入方法，注入方法主要包括连续注入、简单注入等。混相驱的基本机理是指在油藏条件下，二氧化碳和底层原油形成稳定的混相带前缘。通过二氧化碳混相驱使得原油采收率比注水方法提高。

2.2CO2非混相驱

CO2非混相驱的效率略低于混相驱，但是却比水驱或者惰性气驱高。CO2非混相驱的主要采油机理是汽化以及抽提原油中的轻烃，从而使得原油的体积不断膨胀起来，降低了黏度并减小了界面张力。除此之外，注入二氧化碳能够使得地层压力得到提高。

2.3CO2吞吐

CO2吞吐的实质也就是非混相驱，并且CO2吞吐的采油机理主要是使原油体积不断膨胀，使原油界面的张力以及黏度得以降低，并且能够起到一个抽提作用。这一方法能够将二氧化碳注入到生产井底，然后在关井之后，使二氧化碳渗入到油层中，最终有利于开井的继续生产。

2.4 热CO2驱

热CO2驱主要是将热力采油以及混相驱油进行综合应用。在实际操作的过程中，要对二氧化碳进行加热，并且根据油藏的温度以及原油的性质来决定二氧化碳的加热温度。目前，热CO2驱能够广泛应用于各种原油以及油藏类型，从而使得驱油的效率得到提高。热CO2驱注入的方法主要包括二氧化碳的连续注入，热二氧化碳、水交替注入，热二氧化碳注入后注蒸汽。

3 发展趋势

3.1 集成创新的CO2—EOR技术

在CO2—EOR技术发展的过程中，由于受到注入量、井网完善程度、重力超覆、黏性指进、窜流以及混相程度低等因素的影响，使得CO2—EOR技术在应用的过程中存在一些问题。从美国的发展情况来看，美国的整体原油采收率在不断提高，美国能源部开始开发并研究新一代的CO2—EOR技术，新一代的CO2—EOR技术能够大大提高原油采收率。在一些地质条件比较合适的油藏中，新一代的CO2—EOR技术的采收率能够达到80%以上。然而新一代CO2—EOR技术也存在一定的缺陷，需要不断改进CO2—EOR技术的方案。第一，不断提高二氧化碳的注入量，从而使得CO2—EOR技术能够达到1.5倍的含油孔隙体积。第二，要改进并不断完善井网方案，改进驱替方式，从而使得剩余油波及程度和驱油效率得到提高。第三，不断完善流速比，对二氧化碳的黏性指进进行合理的控制。第四，要添加一定量的混相剂，从而使得混相度得到提高。第五，要综合运用各项集成技术。目前，由于新一代CO2—EOR技术仍然处于方案设计、数值模拟以及资源综合评价的阶段，这就要加大研发以及投入的力度，从而使得新一代CO2—EOR技术的实际应用效果得到提高。

3.2 向循环经济的模式发展

过去的天然二氧化碳气体资源严重制约了新一代CO2—EOR技术的发展，造成CO2—EOR技术在油田不能够得到广泛的使用。近几年，随着全球变暖问题的不断涌现，使得二氧化碳气体受到重视。通过捕集、封存、应用一体化的方式可以提高原油采收率，在创造能源以及环境保护的过程中，CO2—EOR技术起着一个至关重要的作用。

目前，世界上已经成功开展了多个二氧化碳的捕集、封存以及应用一体化来提高采收率的项目，其中加拿大的油田开展二氧化碳的捕集、封存以及应用一体化来提高采收率的项目取得的成就最为突出。

4 结语

近几年，随着人们的环保意识不断增强，使得CO2—EOR技术逐渐发展起来。通过应用CO2—EOR技术不仅能够缓解环境污染的压力，而且能够提高石油采收率。除此之外，我国的低渗透油藏以及稠油的资源比较丰富，在这些油藏中，CO2—EOR技术具有较大的潜力。与此同时，由于CO2—EOR技术的成本比较低，因此CO2—EOR技术具有较好的发展前景。

（栏目主持 杨 军）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.3.006