二氧化碳在原油、水中的溶解度
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二氧化碳驱油大有可为目前,世界上大部分油田仍采用注水开发,这就面临着需要进一步提高采收率和水资源缺乏的问题。
对此,国外近年来大力开展二氧化碳驱油提高采收率技术的研发和应用.这项技术不仅能满足油田开发的需求,还可以解决二氧化碳的封存问题,保护大气环境。
把二氧化碳注入油层中可以提高原油采收率。
由于二氧化碳是一种在油和水中溶解度都很高的气体,当它大量溶解于原油中时,可以使原油体积膨胀,黏度下降,还可以降低油水间的界面张力。
与其他驱油技术相比,二氧化碳驱油具有适用范围大、驱油成本低、采收率提高显著等优点。
据国际能源机构评估认为,全世界适合二氧化碳驱油开发的资源约为3000亿~6000亿桶。
二氧化碳驱油广受关注注入二氧化碳用于提高石油采收率已有30多年的历史。
二氧化碳驱油作为一项日趋成熟的采油技术已受到世界各国的广泛关注,据不完全统计,目前全世界正在实施的二氧化碳驱油项目有近80个。
用于提高石油采收率的注入速率可大致由供封存的能力来决定.二氧化碳驱油提高采收率技术不仅能满足油田开发的需求,还可以解决二氧化碳的封存问题,保护大气环境.该技术不仅适用于常规油藏,尤其对低渗、特低渗透油藏,可以明显提高原油采收率.2006年世界二氧化碳提高采油率产量占总提高产量的14.4%.二氧化碳纯度在90%以上即可用于提高采油率。
二氧化碳在地层内溶于水后,可使水的黏度增加20%~30%.二氧化碳溶于油后,使原油体积膨胀,黏度降低30%~80%,油水界面张力降低,有利于增加采油速度,提高洗油效率和收集残余油。
二氧化碳驱油一般可提高原油采收率7%~15%,延长油井生产寿命15~20年。
二氧化碳可从工业设施如发电厂、化肥厂、水泥厂、化工厂、炼油厂、天然气加工厂等排放物中回收,既可实现温室气体的减排,又可达到增产油气的目的。
北美美国是二氧化碳驱油项目开展最多的国家.目前,美国每年注入油藏的二氧化碳量约为2000万吨至3000万吨,其中有300万吨二氧化碳来源于煤气化厂和化肥厂的尾气.从事油田开发的Oxy公司在美国得克萨斯州和新墨西哥州的Permian盆地,注入二氧化碳约12亿立方英尺/天,现回收约18万桶石油/天。
SCCO2超临界二氧化碳气藏可作为CO2以超临界状态(SCCO2)稳定埋存的地质载体。
但由于气藏中储存的有具有开发潜力的天然气,会影响SCCO2埋存的稳定性。
CO2储存采用低温低压储罐,常用温度、压力工作参数为-20℃、2.2MPa.就投资成本、操作工艺和保冷性能来讲,建议大罐采用聚氨酯硬质泡沫塑料浇注成型保冷工艺,小罐采用真空粉末绝热保冷工艺。
二氧化碳的物理性质不同的温度压力下,对应的饱和压力也不一样,当其压力低于它的饱和压力时,二氧化碳可为香槟酒提供气泡。
当压力超过2.1MPa,且温度在-17℃以下或更低时,二氧化碳以稳定液体状态存在,适合运输和储存。
假如温度足够低,在一定压力范围内,二氧化碳则以固态形式(干冰)存在。
纯二氧化碳临界温度31.11℃,临界压力为7.53MPa(或为1071psi)。
在高于临界温度时,无论压力有多高,二氧化碳都以气态存在,而且密度与压力的关系成正相关系。
二氧化碳易溶于原油和水,在原油中的溶解度是在水中的4~9倍。
二氧化碳的溶解度随压力增加而增加,随温度增加而降低,随水中的矿化度的增加而减少。
在大部分混相驱中,油藏温度在临界温度之上,因此在油层中很难形成二氧化碳液态驱。
二氧化碳驱的种类二氧化碳混相驱。
混相驱油是在地层高退条件下,油中的轻质烃类分子被二氧化碳提取到气相中来,形成富含烃类的气相和溶解了二氧化碳的原油的液相两种状态。
当压力达到足够高时,二氧化碳把原油中的轻质和中间组分提取后,原油溶剂沥青、石蜡的能力下降,这些重质成分将会从原油中析出,残留在原地,原油粘度大幅度下降,从而达到混相驱的目的。
混相驱油效率很高,条件允许时,可以使排驱剂所到之处的原油百分之百的采出。
但要求混相压力很高,组成原油的轻质组分C2~C6含量很高,否则很难实现混相驱油。
由于受地层破裂压力等条件的限制,混相驱替只适用于重度比较高的轻质油藏,同时在浅层、深层、致密层、高渗透层、碳酸盐层、砂岩中都有过应用的经验,总结起来,二氧化碳混相驱对开采下面几类油藏具有更重要的意义。
CO2驱提高原油采收率技术调研1 二氧化碳的性质§1.1 二氧化碳(CO2)性质(1)二氧化碳的相态二氧化碳具有气、液、固三种物理形态,在大气条件下,二氧化碳是无色无味的气体。
其临界温度为31.2℃,临界压力为7.28Mpa,在温度低于31.2℃时,加压可以使CO2变为液态;在温度低于-56.6℃时,加压可使液态CO2变成固态CO2,即干冰。
当温度高于31.2℃时,在任何压力下CO2均以气态方式。
因此,在大部分CO2驱油藏中,由于其温度高于31.2℃,因而被用作混相驱的CO2通常呈气态。
在一定条件(温度和压力)下,CO2可以两相或三相存在,其三相共存的三相点是(-56.6℃,0.61Mpa)。
(2)CO2的密度常温常压下CO2的密度比空气的密度大,在其临界区(31.2℃,7.28Mpa)附近,CO2的密度与被驱替的油的密度相近。
高于临界温度(88o F),CO2呈气态,其密度随着压力的升高而增大;液态CO2(T<88o F,p>7.28Mpa)的密度在高于临界值时是压力的函数,在低于临界值时曲线将出现陡变。
由图2还可以看出,在一定压力下,CO2的密度随着温度的增加而降低。
(3)CO2压缩因子在混相驱的温度和压力下,CO2的压缩因子约为0.5。
(4)CO2在水中的溶解度随着压力的升高,CO2的溶解度下降,盐的浓度越大,下降的幅度越大。
§1.2二氧化碳在原油中的性质(1)CO2在原油中的溶解性CO2在原油中具有很好的溶解性。
与在水中一样,CO2在原油中的溶解度随压力的上升而上升;随温度的升高和原油分子量的增加而下降。
相同条件下,CO2在原油中的溶解度比在水中的溶解度高3~9倍,因而即使在低压下CO2也是一种很好的非混相驱注入剂。
而在高压下,CO2则是一种很好的混相驱注入剂。
由于CO2在油中的溶解度远远大于在水中的溶解度,因此它可以在水溶液中转溶入原油中。
在转变过程中,油水界面张力会逐渐降低,驱替方式也逐渐接近或达到混相驱。
第一章 二氧化碳驱油机理第一节 驱油机理2CO 是一种在油和水中溶解度都很高的气体,当它大量溶解于原油中时,可以是原油体积膨胀,粘度下降,还可降低油水间的界面张力;2CO 溶于水后形成的探索还可以起到酸化作用。
它不受井深、温度、压力、地层水矿化度等条件的影响,由于以上各种作用和广泛的使用条件,注2CO 提高采收率的应用十分广泛。
人们通过大量的室内和现场试验,都证明了2CO 是一种有效的驱油剂,并相继提出了许多注入方案。
包括:连续注2CO 气体;注碳酸水法;注2CO 气体或液体段塞后紧接着注水;注2CO 气体或液体段塞后交替注水和2CO 气体(W AG 法);同时注2CO 气体和水。
连续注入2CO 驱替油层时,由于不利的流度比及密度差,宏观波及系数很低,2CO 用量比较大,实施起来不够经济,用廉价的顶替液驱动2CO 段塞在经济上更有吸引力。
用碳酸水驱油实质是利用注入的水和2CO 溶液与地层油接触后,从其中扩散出来的2CO 来驱油,但此扩散过程较慢,与注入纯2CO 段塞相比达到的采收率比较低。
注2CO 段塞的工艺包括;注2CO 段塞后注水、注段塞后交替注水和注2CO 气体,前一种方法是水驱动2CO 段塞驱扫描整个油层,尾随的水不混相地驱替2CO ,在油层中留下一个残余的2CO 饱和度,后一种方法,其目的在于降低2CO 的流度,提高油层的波及系数。
提出的另外一种工艺是通过双注水系统同时注水和2CO (见下图),但是这种工艺的施工和完井的成本高,经济风险更大。
沃纳(Warner1977)和费耶尔斯(Fayers )等人在模拟研究中证明,W AG 注入法要比连续或单段塞注入法优越。
沃纳的研究结果还表明,连续注入2CO 可采出潜在剩余油量的20%;注入2CO 段塞可采出25%;而WAG 法可采出注水后地下原油的38%;同时注入气与水可采出47%的原油,但此法仍存在着严重的操作问题。
由此看来,W AG 法仍然是最经济可行的2CO 驱工艺,但它不适合于低渗透砂岩,因为在这种砂岩中,由于水的流度很低,变换注入方式可能造成注入速度严重降低。
油田中的二氧化碳腐蚀油田中的二氧化碳腐蚀CO2是油田生产中常见的腐蚀介质,油田单井、流程、海管中介质含有CO2均可能产生CO2腐蚀,尤其是流体含水量超过30%的情况下。
CO2通常状况下是一种无色、无臭、无味无毒的气体,能溶于水,在25℃溶解度为0.144g (100g水)。
密度约为空气的1.5倍。
干燥的CO2气体本身是没有腐蚀性的,但CO2溶于水后对钢铁材料具有比较强的腐蚀性。
CO2较容易溶解在水中,而在碳氢化合物(如原油)中的溶解度则更高,气体CO2与碳氢化合物的体积比可以达到3:1。
当CO2溶解在水中时,会促进钢铁发生电化学腐蚀。
CO2腐蚀除产生均匀腐蚀外,在大多数情况下产生局部腐蚀损伤。
根据CO2腐蚀的不同腐蚀破坏形态,能提出不同的腐蚀机理。
以CO2对钢铁和含铬钢的腐蚀为例,有全面腐蚀,也有局部腐蚀。
根据介质温度的不同,腐蚀的发生可以分为三类:在温度较低时,主要发生金属的活泼溶解,对碳钢主要发生金属的溶解,为全面腐蚀,而对于含铬钢可以形成腐蚀产物膜;在中间温度区间,两种金属由于腐蚀产物在金属表面的不均匀分布,主要发生局部腐蚀,如点蚀等;在高温时,无论碳钢和含铬钢,腐蚀产物可以较好地沉淀在金属表面,从而抑制金属的腐蚀。
1.二氧化碳全面腐蚀机理二氧化碳腐蚀是气体二氧化碳溶解于水中所产生的电化学腐蚀。
首先环境中的二氧化碳溶解于水中并形成碳酸。
然后碳酸经过两步电离,使溶液呈现酸性。
CO2+H2O?H2CO3H2CO3?H++HCO3?HCO3??H++CO32?在含有二氧化碳的腐蚀溶液中,钢铁材料的阳极反应为:F e→F e2++2e?阴极反应为:2H++2e?→H2↑总的腐蚀反应为:CO2+H2O+F e→F e CO3+H2由总反应式可知,阳极溶解的铁离子和溶液中碳酸根离子形成F e CO3,F e CO3为规则的块状附着在金属表面。
当金属表面形成F e CO3腐蚀膜后,这种腐蚀膜没有明显的保护性。
摘要随着CO2驱油技术在原油开采方面越来越多的应用,CO2势必会对原油体系的有效粘度产生影响。
而开采出的油水体系通常是由乳状液和游离水共同组成的混合体系,目前针对这类混合体系的研究手段和成果还比较稀缺,因此研究溶CO2原油及油水混合体系的有效粘度并开发出一套装置很有必要。
本文首先根据搅拌测粘原理,自主研发了溶气原油乳化-测粘一体化装置,然后基于此装置设计实验方案,在不同条件下将CO2溶于稠油,并辅以N2溶于稠油后的降粘效果,分析CO2对原油有效粘度的影响;再结合分水率测量装置和Tracker-H界面流变仪研究了CO2对原油乳化效果的影响,并进而分析了不同溶气压力、温度、平均剪切率及水相体积分数下溶CO2油水混合体系的有效粘度。
饱和溶CO2原油的有效粘度测量结果表明,溶CO2稠油体系的有效粘度随着溶气压力的升高呈指数方式降低;CO2溶解到稠油中后,会导致稠油中的沥青质析出,形成悬浮固态沥青质颗粒,从而使溶CO2稠油体系表现出剪切稀释的特性;在同等溶气压力下,CO2的降粘率随着温度降低而增大,而N2的降粘率随着温度降低而减小。
乳化特性研究结果表明,随着溶气压力和水相体积分数的升高,体系稳定性降低;界面性质实验表明,液滴界面膜的弹性模量越大,体系的稳定性越高。
混合体系在适当搅拌的情况下可以保持均质性,因此实验中将处于一定转速下的溶CO2油水体系作为均匀混合体系进行分析。
饱和溶CO2油水混合体系的有效粘度结果表明,随着溶气压力、温度和平均剪切率的升高以及水相体积分数的降低,混合体系的有效粘度降低。
对于达混混合体系,当溶气压力达到4 MPa时,混合体系的有效粘度即有较大改观,压力达到4 MPa及以上时,温度升高对混合体系的有效粘度影响效果减小;当压力小于等于4 MPa时,水相体积分数较高的体系的有效粘度对温度的敏感性更强;随着平均剪切速率的升高,达混混合体系的有效曲线逐渐变得平缓;当水相体积分数大于等于0.4时,混合体系有效粘度随着水相体积分数的升高有较大增幅。
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,知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愈来愈受到重视,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,2021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进程中的阻力,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,部份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周围的地层压力下降,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的实施方式主要有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。
2018-2019 学年佛山市普通高中教学质量检测〈二〉高三文科综合试题 2019. 4一、选择题: 每小题4 分,共44 分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
2018 年8 月,荷兰建造了世界首个“漂浮农场”,它漂浮在鹿特丹港海面上,吃水深度约1.5 米,有走廊与陆地连接( 如图) 。
“漂浮农场”分为上下两层,上层顶部装有太阳能光伏电池板,其他四面为透明玻璃墙。
上层为奶牛放养区,下层有牧草区( 通过无土栽培及LED 照明控温种植) 、牛奶生产区、牛排泄物处理区等。
据此回答1-3 题。
1.建造“漂浮农场”的最基本条件是当地拥有:A、宽阔的较深水域B、先进的技术水平C、充足的光照条件D、便捷的交通运输2.荷兰政府鼓励发展“漂浮农场”首要目的是:A、节省劳动力B、促进生态循环C、缓解土地紧缺D、应对全球变暖3.与荷兰的天然牧场相比,“漂浮农场”生产的突出优势是:A、投入成本更低B、受季节变化较小C、产品质量更优D、对环境没有污染2019 年1 月1 日,济南首条地铁1 号线正式开通,筹建地铁二十年的“泉城”终于进入了地铁时代。
读济南市地铁线路规划简图,完成4-5 题。
4.济南市现有的高铁枢纽站最可能位于图中:A、①B、②C、③D、④5.济南首条地铁线选在城区“外围”的主要原因是:①节约城市用地②引导城市空间“西进”发展③为保护泉水积累经验④“外围”客流量大A. ①②B. ②③C. ③④D. ②④地下水库是利用天然地下储水空间兴建的具有拦蓄、补充和利用地下水流作用的一种水利枢纽。
下图为我国新疆干旱区某内流河流域的地质剖面图。
据此完成6-8 题。
6.与地表水库相比,建设地下水库的突出特点表现为:A、技术要求低B、移民搬迁多C、资金投入多D、生态破坏小7.图中四地中,最适合修建地下水库的地下拦水坝的是:A.甲B.乙C.丙D. 丁8.在自然状态下,该流域地下水库水位最高的月份最可能是:A.3 月B.7 月C.9 月D. 12 月林窗是指森林中因各种因素导致树木死亡,形成林中空地的现象。
Journal of Oil and Gas Technology 石油天然气学报, 2018, 40(4), 36-40Published Online August 2018 in Hans. /journal/jogthttps:///10.12677/jogt.2018.404091Solubility of CO2 in Crude Oil and HighSalinity Formation Water SystemRuiming Zhao1, Xiaoyu Zhang1, Na Wang1, Dan Wang1, Maolei Cui21Research Institute of Exploration and Produciton, Northwest Oilfield Company, SINOPEC, Urumqi Xinjiang2Research Institute of Petroleum Exploration and Development, SINOPEC, BeijingReceived: May 22nd, 2017; accepted: Jun. 14th, 2018; published: Aug. 15th, 2018AbstractThe dissolution and distribution of CO2-crude oil was a key parameter in the evaluation of CO2 flooding in a strong and bottom water reservoir with deep and high salinity. The solubility of CO2 in the presence of high salinity formation water, crude oil and unsaturated oil-water system was tested at 115˚C and 49.5 MPa by using a self-developed high temperature and high pressure CO2 solubility measurement device. The experimental results show that the formation water dissolved CO2 gas amount is 28.6 m3/m3, and the ability of CO2 to dissolve the compound crude oil is about 150 m3/m3. Under the condition of the oil/water volume ratio of 1:1, the partition coefficient of the injected CO2 in the oil and water is about 10.1.KeywordsCO2 Solubility, High Temperature and High Pressure, High SalinityCO 2在原油及高矿化度地层水体系中的溶解试验CO 2在原油及高矿化度地层水体系中的 溶解试验赵瑞明1,张晓宇1,王 娜1,王 丹1,崔茂蕾21中石化西北油田分公司勘探开发研究院,新疆 乌鲁木齐 2中石化石油勘探开发研究院,北京作者简介:赵瑞明(1984-),男,工程师,主要从事油气田开发与采收率试验工作。
CO2在驱油过程中的作用机理综述梁萌;袁海云;杨英;蔺江涛;杨云博【摘要】综述了CO2驱油过程中存在的几种作用机理,地层条件下CO2在原油中的溶解导致了原油组成与性质的变化,具体表现在原油黏度降低、体积膨胀、油气界面张力改善和沥青质沉积等方面;CO2在地层水中的溶解为岩石的腐蚀提供了弱酸环境,水中阳离子浓度的增大和CO2的过量导致了碳酸盐的溶解/析出平衡.受以上因素影响,注CO2过程中发生了岩石润湿性和渗透率的改变.上述各个现象和作用机理并不是孤立存在,它们之间相互联系相互影响,在不同程度上影响着驱替过程和最终的采收率,所以在油藏开发工艺制定、优化时,必须充分比较、衡量各自的影响作用.【期刊名称】《石油化工应用》【年(卷),期】2016(035)006【总页数】6页(P1-5,9)【关键词】二氧化碳;提高采收率;机理;驱替【作者】梁萌;袁海云;杨英;蔺江涛;杨云博【作者单位】俄罗斯国立古勃金石油天然气大学,俄罗斯莫斯科 119991;中国石油长庆油田分公司第三采气厂,陕西西安 710021;俄罗斯国立古勃金石油天然气大学,俄罗斯莫斯科 119991;中国石油长庆油田分公司第三采气厂,陕西西安 710021;中国石油长庆油田分公司第三采气厂,陕西西安 710021【正文语种】中文【中图分类】TE357.45气体驱油在油田开发领域的应用日益广泛,常用的有N2、CH4、石油伴生气和CO2。
CO2的特殊性质以及CO2兼具驱油、减排的双赢效果使CO2驱俨然成为开发领域的最大热点。
针对不同地质特征的油藏及原油特性,开发出了多种工艺,如CO2非混相驱和混相驱、CO2段塞+N2驱、CO2水交替工艺以及CO2吞吐等。
地层内CO2可与原油以及岩石和地层水发生作用,其结果导致促进驱油过程或者不利影响。
CO2的溶解降低原油黏度、体积溶胀、改善油气界面张力、沥青质沉积等;在地层水中的溶解降低了地层环境的pH,碳酸盐发生溶解,改变岩层表面润湿性与地层渗透率等。
CO2混相驱和非混相驱的驱油机理姓名:学号:学院:专业:指导教师:2022年4月12日co2驱是把co2注入油层,依靠co2的膨胀、降粘等机理来提高原油采收率的技术。
随着人们对温室效应认识,将co2注入地层不仅能够提高原油采收率,还可以起到封存co2的作用,是三次采油方法中最具有潜力的采油技术。
co2混相驱我国低渗透、特低渗透油藏开发后,暴露出天然产能低、地层能量不足、地层压力快速下降等诸多矛盾。
受油藏地质条件的限制,注水补充能量受到很大限制,采收率较低。
从国外三次采油技术的发展趋势来看,气驱尤其是CO2混相驱将是我国提高低渗透油藏采收率最有前景的方法。
1.二氧化碳的基本性质在标准条件下,也即在0.1mpa压力、273.2k(绝对温度)下二氧化碳是气体状态,气态二氧化碳密度d=0.08-0.1千克/立方米,气态二氧化碳粘度为0.02~0.08毫帕秒,液态二氧化碳密度d=0.5-0.9千克/立方米,液态二氧化碳粘度为0.05-0.1毫帕秒,但在高压低温条件下液态与气态二氧化碳的密度相近,为0.6-0.8吨/立方米。
压力和温度可以明显地控制二氧化碳的相态。
当温度超过临界温度时,压力对二氧化碳的相态几乎没有影响,即二氧化碳在任何压力下都呈现气体状态。
因此,在地层温度较高的油层中采用二氧化碳驱油。
二氧化碳通常处于气态,与注入压力和地层压力无关。
二氧化碳在水中溶解性质要比气体烃类好得多,地层条件下在水中溶解度为30-60立方米/立方米,而质量比浓度可以达到3-5%,其水中溶解度受压力、温度、地层水矿化度的影响,二氧化碳在水中溶解度随压力增加而增加,随温度增加而降低,随地层水矿化度增加而降低。
二氧化碳溶解在水中形成“碳酸水”,这会增加水的粘度。
地层中存在二氧化碳,但泥岩膨胀减弱。
二氧化碳在油中溶解度远高于在水中的溶解度,大约是水中溶解度的4-10倍,当二氧化碳水溶液与原油接触时,由于其与油、水溶解度的差异,二氧化碳能够从水中转移到油中,在转移过程中水中二氧化碳与油相界面张力很低,驱替过程很类似于混相驱。
二氧化碳提高稠油采收率技术进展摘要:二次开采以后油藏中仍然会有大量的原油存留,储层的含油饱和度仍有20%到35%,再次开采利用的空间很大。
同时,随着温室效应的日益显著,埋存二氧化碳已经成为避免气候变化的重要途径之一,地质封存被认为是未来主要的埋存方式,而开采中或者枯竭的油田具有很大的存储潜力。
因此,注入二氧化碳提高原油采收率成为一举两得的事情,减轻温室效应的同时提高油藏的利用率,得到世界各国的重视和应用。
文章在介绍注CO2采油机理和注CO2采油两种方式的基础上,详细分析了注CO2提高原油采收率技术所面临的一些问题,进一步介绍目前面对这些问题已经应用或者正在探究的解决措施。
关键词:CO2;采油机理;采油方式;研究趋势注二氧化碳提高原油采收率的方法研究早在几十年前便有记载,1958年美国Permain盆地开展的二氧化碳混相驱替项目是最早的现场应用,注入二氧化碳后,二氧化碳与储油层和原油发生各种物理和化学反应,从而提高驱油和采收率。
近几年来,随着原油资源的日益稀缺和环境保护的迫切需要,注二氧化碳提高原油采收率的技术研究更加受到关注和重视,很多国家针对该方法做了诸多实验和研究。
一、CO2采油的机理分析相比一般烃类气体CO2更易溶于水,而且其在原油中的溶解度大于其在水中的溶解度,因为其易溶于水和油的物理化学特性,CO2具有以下一些驱替机理:(1)降低油水界面张力,减少驱替阻力。
CO2极易溶于油,它在油中的溶解度比在水中溶解度大3到9倍。
在驱油的过程中,大量的CO2与轻烃混合,能大幅度降低油水界面张力,减少残余油饱和度,从而提高原油采收率。
(2)降低原油粘度。
当原油中溶解CO2时,原油粘度会明显下降,下降幅度主要取决于压力、温度和非碳酸原油的粘度大小。
原油原始粘度越高,下降幅度越明显;温度较高时,CO2溶解度降低导致降粘作用下降;同一温度,压力上升CO2溶解度上升,降粘效果相应增强,但是超过饱和压力后粘度却会增加。