CO2驱油技术

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。a、水驱效果差的低渗透油藏；b、水驱完全枯竭的砂岩油藏；c、接近开采经济极限的深层、轻质油藏；d利用二氧化碳重力稳定混相驱开采多盐丘油藏。

（2）二氧化碳非混相驱。二氧化碳非混相驱的主要采油机理是降低原油的粘度，使原油体积膨胀，减少界面张力，对原油中轻烃汽化和油提。当地层及其

中流体的性质决定油藏不能采用混相驱时，利用二氧化碳非混相驱的开采机理，也能达到提高原油采收率的目的，主要应用包括：a、可用二氧化碳来恢复枯竭油藏的压力。虽然与水相比，恢复压力所用的时间要长得多，但由于油藏中存在的游离气相将分散二氧化碳，使之接触到比混相驱更多的地下原油，从而使波及效率增大。特别是对于低渗透油藏，在不能以经济速度注入或驱替溶剂段塞来提高油藏的压力时，采用注二氧化碳，就可能办到，因为低渗透油层对注入二氧化碳这类低粘度流体的阻力很小。b、重力稳定非混相驱替。用于开采高倾角、垂向渗透率高的油藏。c、重油二氧化碳驱，可以改善重油的流度，从而改善水驱效率。d、应用二氧化碳驱开采高粘度原油。

二氧化碳驱注入工艺

（1）连续注二氧化碳气体。直接向已枯竭的地层中连续注入二氧化碳气体，特点为：a.见效快，但二氧化碳消耗量大，一般为地层孔隙体积的几倍；b.

由于不利的流度比，容易发生早期气窜，产气量上升快，二氧化碳利用率低；c.不适于压力过低的油藏，因为这类油藏一方面需要大量的二氧化碳气体，另一方面，过低的压力下二氧化碳气体与原油混相困难，造成只有少量轻质烃采出，大量重质烃留在地下。

（2）注碳酸水（ORCO）。利用二氧化碳溶于水的性质，将水-二氧化碳溶液注入到地层后，水中的二氧化碳在分子扩散作用下与原油接触并驱油。（3）水和二氧化碳气体交替注入。将二氧化碳和水以较小的段塞尺寸（一般小于5%HCPV）交替注入到油层中驱油。虽然注入的水可能造成水屏蔽和二氧化碳绕流原油，且存在潜力的重力分层作用，同时还可能造成注入能力下降等缺点。但由于改善了二氧化碳的流度，提高了二氧化碳的体积波及系数和利用率，因此，交替注入方式是经济有效的提高采收率的工艺方法。（4）同时注入二氧化碳气体和水。二氧化碳和水同时注入是利用双注系统同时将水和二氧化碳注入油层的方法。可以看做WAG法的一种极端情况。此种注入方法的不利因素就是：当高压注入二氧化碳和水的混合物时，注入井腐蚀严重；当两相同时注入时，注入能力会降低。

吉林油田二氧化碳驱油：

选择已建的吉林长山化肥集团有限公司和吉林油田万金塔二氧化碳气田所产二氧化碳为注入介质来源。槽车运输至二氧化碳试验区，通过注入系统注入地下。工艺流程

主流程:

二氧化碳槽车来液卸入储罐暂存，生产时，储罐内的二氧化碳液经泵加压、计量后进入二氧化碳注入泵，由注入泵加压后，再经单井管道输送至注入井口注入地下。

气相循环流程

储罐内的二氧化碳液体在喂液泵中分两部分输出，一部分供给注入泵；另一部分流经喂液泵电机转子与定子间形成的环形空间，对电机冷却，自身汽化，这部分气液混合物再经储罐气相管回流到储罐内。

系统循环回流流程

当整个系统初次运行或停运后再投时，系统温度可能高于饱和二氧化碳液体温度。流体流经系统设备、管路时，由于升温，部分二氧化碳液体汽化，形成气液混合物，使喂液泵气蚀、注入泵气锁，系统无法正常运行。所以在系统末端设循环流程，对整个系统冷却。

监测

二氧化碳来液处于-20℃、2.0MPa的饱和状态，环境温度及压力的变化都会造成二氧化碳相态变化，生产中，注入介质（液态二氧化碳）处于密闭系统中，无法直观感知其相态。因此，在储罐、喂液泵出入口、注入泵出口设温度压力传感器进行监测，同时对注入流量进行计量，远传至仪表值班室，进行显示存储，以便全面掌握运行情况。