二氧化碳碳捕集技术的研究现状

1 二氧化碳驱油技术研究现状与发展趋势

随着世界经济的飞速发展， 能源的生产与供求矛盾越发突出，石油作为工业 发展的命脉，由于其储量的有限性，使得人们对它的研究和关注程度远胜于其它能源。寻找有效而 廉价的采油新技术一直是专家们不断探索的问题。

针对目前世界上大部分油田采用注水开发面临着需要进一步提高采收率和水资源缺乏的问题国外近年来大力开展了二氧化碳驱油提高采收率(EOR)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。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

（一）二氧化碳驱油技术机理

1、 降粘作用

二氧化碳与原油有很好的互溶性，能显著降低原油粘度，可降低到原粘度的1/10左右。原油初始粘度越高，降低后的粘度差越大，粘度降低后原油流动能力增大，提高原油产量。

2、 改善原油与水的流度比

二氧化碳溶于原油和水，使其碳酸化。原油碳酸化后，其粘度随之降低，同时也降低了水的流度，改善了油与水流度比，扩大了波及体积。

3、 膨胀作用

二氧化碳注入油藏后，使原油体积大幅度膨胀，便可以增加地层的弹性能量，还有利于膨胀后的剩余油脱离地层水以及岩石表面的束缚，变成可动油，是驱油效率升高，提高原油采收率。

4、 萃取和汽化原油中的轻烃

在一定压力下，二氧化碳混合物能萃取和汽化原油中不同组分的轻质烃，降低原油相对密度，从而提高采收率。二氧化碳首先萃取和汽化原油中的轻质烃，随后较重质烃被汽化产出，最后达到稳定。

5、 混相效应

混相效应是指两种流体能相互溶解而不存在界面，消除了界面张力。二氧化碳与原油混合后，不仅能萃取和汽化原油中轻质烃，而且还能形成二氧化碳和轻质烃混合的油带。油带移动是最有效的驱油过程，可使采收率达到90%以上。

6、 分子扩散作用

多数情况下，二氧化碳是通过分子的缓慢扩散作用溶于原油。分子的扩散过程很

2 缓慢，特别是水相将油相与二氧化碳气相隔开时，水相阻碍了二氧化碳分子向油相中的扩散并且完全抑制了轻质烃从油相释放到二氧化碳中，因此，必须有足够的时间，使二氧化碳分子充分扩散到油相中。

第5期科技动态155甲烷蒸汽重整（SMR)工艺已经商业化推广几十 年，是生产商业用氢气的最普通的方法。然而，研究人 员指出，SMR工艺要消耗大量的能量，并且必定会产 生二氧化碳，而二氧化碳通常会被释放到大气中。当时 引进这个工艺时，二氧化碳还没被认为是个问题。但 是，随着我们对温室气体的关注越来越强烈时，它已成 为全球关注的焦点。SMR工艺的 成 的碳碳的 成本使SMR工艺生产的氢气生产成大 ，尤其是那些可为燃料池氢气的 的生产。UCSB研究团队中的理论化学家Horia Metiu和 McFarland 然气化化 进的合作。他们化学工 0记6,-3 ，研究用 为的的化体。0-.+/的 研究工 ，蓉的 可烷化成氢气 体碳的化的 。研究人员已经 出烷化为氢气的 法工艺，这方法 的S0R工艺方法 ，而且还可 生产成 ，并且可生产可方 ，又可 的体 的碳。McFarland 释 烷气体的气泡通 有这化的 的 的 。随着通人气的 ，甲烷 到气的 ，它生成碳氢。 ，最后，当烷气到达面时，它 已经 成氢气， 顶释放出氢气，漂浮液态 面的体碳可以被撇去。依靠 体面生 的常方法相， 面会因碳的积聚而失活，并且可 地重复用。的液态 其对氢气的可溶 相结得体可吸收比气泡中 的多的氢碳。这得该方法在极高压力下的烷能效地产生高压氢气。 McFarland 你真的可把所的产品从 物中 分离出来，这样 平衡向产品，原则上这个过可高压下进，而且还可获得很高的烷化 率。”据McFarland ，部署这种现技术的生态 ，要求工煤炭和天然气（目前丰富的烷)等碳氢化 物的基础设施、立法门工业界要共致力于强 对这 易收集的排放物的捕集。，这项研究得到了荷兰皇家壳牌公司的关注 支持。由这二氧化碳零排放工艺所产生的氢气所 的 现的太阳能 ，而这工艺最可持，但目前的化燃料并 成 力 。 McFarland 整个 界 很富 ，，能和太阳能的成 到 广 署，可推广用这种工艺。但对于我今这个界来说， 它还够。指出，从排放的角度来看，中国这 样目前界最大的温室气体排放国署成、排 放技术尤为重要。消费 大且 的度和， 成为这技术的 国，因 富到能 太阳能 池 。(摘自中外能源2018年第4期）碳捕集与储存技术的进一步研究业 碳捕集技术，但研究人员认为，这样并会碳排放 到够的平。二氧化碳可 用来 ， 碳捕集技术可气 化。然而，项的 中，研究人员认为这排放 到气 所 的水平。碳捕集 （CCS)是从化燃料 捕集二氧化碳并其全地 地下的过。通过 二氧化碳进人大气，CCS可 于 全球，并认为该技术是实现 气 的关技术。CCS可能 全球 的 度，但该技术的部署 普。然而， 国工 大的研究人员能 的一项研究认为， 工业 CCS 方面可能会起到惊人的用。提高 收率，二氧化碳注 ，从 的 中出， 产生更多的 的过。化石燃料 是这个工艺过的二氧化碳来 地。，界 多最大的CCS项目是 高 收率 相 的。这项 可能 于 CCS的 ，但研究 的 认为CCS玮现目的。该 了一个为 C〇2高原 收率的CCS重复 （MIICE)”，用于截至2050 因对CCS技术 的 。3个主要 因是 ，这推 用高原 收率的积极碳 平，这会 二氧化碳的捕集;获得有关技术 的度，可推 成。认为，然 碳 促进用，但CCS 署达到2050年避免 气 化所需的水平。但在这个早阶段，工业的 可能仍然是关重要的。格兰瑟姆皇 的主要 博士生Clea Bolster表示 收的确使CCS的部署在短期内更具吸引力，但要二氧化碳

碳捕集和封存技术发展现状研究

【摘要】近年来，随着大气中二氧化碳含量的增加、温室效应的加剧，碳捕集和封存技术逐渐走进了人们的视野。它主要分为二氧化碳的捕集、运输和储存三个环节，将工业生产中的二氧化碳永久地封存在地下，对于减少大气中的二氧化碳含量具有巨大的潜力。不过由于目前各项政策的不稳定以及社会的接受程度不足，碳捕集和封存技术仍面临着巨大的挑战。本文就当前碳捕集和封存技术的背景和发展现状，提出了相应的解决思路。

【关键词】碳捕集和封存 二氧化碳 温室效应 发展现状

随着工业化进程的加快，各种因素导致大气中的二氧化碳含量大幅度增加，引起温室效应。如何减少碳排放量成为当今科学研究的一个重要课题。碳捕集和封存（carbon capture and storage，以下简称ccs）就是基于目前的时代背景产生的，用来解决碳排放量问题的一项技术。尽管ccs技术能有效地封存过多的二氧化碳，对于缓解温室效应具有很好的前景，但是由于各种经济、政策以及其他的一些原因，ccs技术目前乃至将来几十年都面临着巨大的挑战。

1 推广ccs技术的必要性

二氧化碳对于人类的生活和生产至关重要。它能够阻挡太阳的热量逸散进太空，使地球温度基本恒定，让动植物得以生存。然而近几年来，人类的工业化进程显著地提高了大气中二氧化碳中的含量。从碳排放的角度来看，工业生产如炼油、制钢、发电等，每天都向大气层释放出大量的二氧化碳。人们在日常生活中的碳排量也是罪魁祸首之一。小汽车、船舶、航天飞机以及家用设备等排放出的二氧化碳也显著增加。从碳吸收的角度来看，全球植被面积有减无增，地球吸收和调节大气中二氧化碳含量的能力也有所下降。种种因素都导致全球大气层中二氧化碳含量持续攀升，从而引发温室效应。温室效应将使大气升温，大气和海洋循环发生改变，影响人们的正常生活[1]。

据统计，在2010年碳排放量达到了历史性的最高值。国际能源机构iea（international energy agency）最近报告说按照这种趋势下去，到2100年的时候全球温度将升高超过3.5℃[2]。解决或者说缓和这个问题的方法大概可以分为两种：一是找到清洁的能源，二是让生产出的二氧化碳更少地进入大气层中。

科技与创新┃Science and Technology & Innovation

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2016年 第19期

文章编号：2095－6835（2016）19－0014－01

液态二氧化碳压裂技术研究现状与展望

宋远飞1，孙鹏勃2

（1.长城钻探工程有限公司工程技术研究院，辽宁 盘锦 124010；2.辽河油田沈阳采油厂，辽宁 盘锦 124010）

摘 要：液态二氧化碳压裂技术是生产运营过程中增产改造的一种常见工艺技术，而将液态的二氧化碳作为压裂液具有

多种优点。液态二氧化碳是一种无毒、无味的物质，在其使用过程中，不会对储层造成任何伤害。过去，压裂技术中使

用最多的就是水基压裂液，水基压裂液在致密气藏、页岩气藏开发中具有许多问题，而液态二氧化碳压裂技术则从根本

上改变了这一不足。下面，结合液态二氧化碳压裂技术的使用现状，深入探讨了液态二氧化碳的应用特点、发展现状和

研究方向，以期为日后的相关工作提供参考。

关键词：液态二氧化碳；增产技术；压裂改造工艺；生产性能

中图分类号：TE357.1+3 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2016.19.014

目前，压裂改造是最主要的增产技术之一，它在低渗、特

低渗致密油气资源的开发中具有较强的实用性，特别是在油气

资源密集的页岩油气资源的开发过程中，该方法也具有较好的

发展前景。传统的压裂液在使用过程中需要耗费较多的水资源，

而且还有可能会污染地下水和地表环境。而液态二氧化碳压裂

技术则从根本上改变了这一现状，压裂后的二氧化碳变成气体

从地层中完全排出，对储层几乎无伤害，因而在低渗、低压、

水敏性储层开发中得到了广泛的应用。

1 液态二氧化碳压裂技术特点分析

在液态二氧化碳的压裂过程中，液态的二氧化碳是最主要的

压裂液。该方法主要是采取一定的技术手段将二氧化碳加压、控

制温度等，进而满足实际压裂工况。通常情况下，在一般环境下，

二氧化碳由气态转变为液态的临界温度是31 ℃，临界压力为7.38