探究二氧化碳驱提高采收率技术与运用

赵玉涛　董俊良　张志鹏

摘 要：就目前油田开采的体系上来看，二氧化碳驱技术应用与油田有着显著的效果，在较大程度上提升了油田的采集率。而对于二氧化碳的本身的问题上，对其封存、对环境的影响以及热效应上有得到了有效的解决。当下，研究二氧化碳驱对于油田的开采以及自身埋放的相关结合，在极大程度上改善原有的油田开发效果。

关键词：二氧化碳驱技术；油田采收率；应用

二氧化碳本身属于一定程度的废气，在一定程度上影响着气候的变化，可在油田的开采技术中，却有可能变废为宝，将二氧化碳驱技术合理的应用与油田开采上，能在极大程度上提升油田的采收率以及油田的寿命。

1 二氧化碳的性质

二氧化碳本身是空气中常见的气体，是一种气态化合物。在物理上来讲有三种形态，即气态、固态以及液态。在正常情况下来说，二氧化碳为无色无味、不助燃、不可燃的气体，密度比空气大，但相对来说略溶于水，碳酸就是二氧化碳和水发生化学反应的产物。在进行采用二氧化碳驱方案实现对油田开采方案模拟以及数据模拟时，应注重针对二氧化碳本身的性质做出相应的考虑，即二氧化碳在温度，压力不同时的变化以及规律，对于油田开采，则考虑的就是其与地层、原油和水之间的相互作用关系。

2 二氧化碳的驱油机理

在向对应的油田实现二氧化碳驱油技术的采集过程中，较之于简单的注水要复杂的多。一是油藏本身处于地下，面对地下的环境存在着众多变动以及复杂性。二是油藏的温度与外界的压力不同，在不同分值时，二氧化碳与原油本身发生的反应也不同。首先，二氧化碳在温度为0℃时，密度、导热系数以及动力沾度系数分别为：1.98kg/m?、0.01745cal（m.s.℃）和0.0138mPa.s。在油藏温度高于地层压力时，二氧化碳可以与油藏原油相达到动态混相及混相驱替；在油藏温度低于地层压力是则相反。

2.1 降低界面张力，减少躯替阻力

二氧化碳的临界温度以及临界压力分别是31℃和7.495mpa，在超过温度及压力的条件下，二氧化碳会变成一种类似于液体的粘稠状物质。在将二氧化碳注入油藏时，二氧化碳的部分会溶于原油，同时会抽出或者汽化原油中的烃类气体，使其不断变化，与之对应的原油接触的成分不断变化以及前缘处界面张力不断降低，在对应的压力条件下达到混相的状态。而在大部分油藏中，混相的压力条件比较容易满足。即使在另一种状态下，也可以较大程度上降低界面的张力以及减少对应的躯替阻力。

2.2 降低原油黏度

二氧化碳与原油相溶时，可以较大程度的降低原油的密度。在最初狀态下，原油的密度越高，这种降黏效果越显著。拿沥青来说，温度在40℃时，随着二氧化碳对沥青的溶于可以大大的降低沥青的粘度。而在温度较高时，如120℃以上，二氧化碳会对对其产生的溶解度大幅度减低，从而导致降黏效果变差。所以可以看出，在同一温度下，压力值升高，对应的溶解度以及降黏效果升高，但是超过饱和的压力值时，則会导致相反的效果，即粘度增加降黏效果下降。

2.3 原油体积膨胀

二氧化碳对于原油产生的效果并不只体现在降黏上，还可以在降黏效果的同时增加原油的体积。原油本身产生类似于肿胀变大的情况。这种情况分为轻质油和重质油两种，在前者中，溶于二氧化碳之后的原油体积会膨胀1.3～1.7倍左右，后者膨胀面积相对较少，但也有1.03～1.3倍。因此可以看出，在油田开采上利用二氧化碳驱技术对于原油采收率的效果是显而易见的。

3 二氧化碳的注入方案

3.1 连续注入二氧化氮驱

在面对接近枯竭的油藏时，通常采用二氧化碳采出分离回注的循环注气方式。其特点为：一是见效快，但对于二氧化碳消耗较大。在不利的流速比中，容易发生早期的气窜，二氧化碳的利用率低，在面对二氧化碳的处理以及运输所需经费上，油藏开采所带来的效益不成正比。二是这种循环的注入方式，并不适用于压力相对过低的油藏，因为这种油藏本身需要大量二氧化碳，在过低压力下的二氧化碳与原油混相相对困难，造成大量的重烃留在地下无法被开采的情况。

3.2 碳酸水驱

前文有提到，碳酸是水和二氧化碳发生的化学反应。利用这这种特制，将水和二氧化碳注入地层中，实现碳酸水驱的作用。这种方案的特点是：二氧化碳本身会对水起到一定的增黏效果，可有有效的改善流速比。二是水和二氧化碳和原油与二氧化碳在化学反应上来说，后者比前者所带来的活跃性要高很多。在碳酸与原油接触时，可以有效的提高洗油效率。当注入5～6倍孔隙体积的碳化水后，驱油效果可以增加10～15%左右。因此可以明显的看出杜宇原油的开采效果。

4 结束语

根据目前国内外二氧化碳驱技术在油田开采的应用可以看出，众多石油企业都认为二氧化碳驱技术可以有效的提升石油的采收率，无论还是在社会的需求上还是对于自身的利益方面带来可观的发展。因此，合理的利用二氧化碳驱来应用油田开采，必定会为油气资源的整体水平、合理油田开发、环境影响以及油田的可持续性做出一定程度上的贡献。

参考文献：

[1]秦伟.二氧化碳驱提高采收率技术及应用[J].科技与企业，2016（2）：98-99.

[2]刘杨.CO2驱提高采收率技术的应用及其发展趋势[J].科学与财富，2016（8）.

作者简介：

赵玉涛（1987- ），男，助理工程师，2011年6月毕业于中国石油大学（北京）石油工程专业，获学士学位，现任冀东油田南堡作业区采油五区技术员。