二氧化碳提高石油采收率

二氧化碳提高石油采收率班级： 022092学号： 20091003175姓名：陈宗耀摘要提高采收率( EOR 或IOR) 研究是油气田开发永恒的主题之一。

近几年由于油价高涨,化学驱应用效益下降,而注气驱应用范围则连续增加，技术不断提高。

中国油田的储层属陆相沉积,非均质严重,原油粘度又比较高,上升很快,水驱采收率比较低,约33%。

近期发现的石油储量又多属低渗透及高粘度等难采储量,发展提高采收率技术已成为我国陆上石油工业继续发展的一项迫切战略任务。

同时随着人类社会的不断发展和进步，由于温室气体大量排放而引起的全球气候变暖问题日趋严峻。

然而，在中短期内，没有其它合适的大规模能源能够替代烃类能源，一种可行的方法是将CO2隔离在地下，如注入气藏中，应用CO2提高采收率是埋存CO2的重要途径。

关键词：提高采收率注气CO2 混相AbstractEnhanced oil recovery (EOR or IOR) research is the development of oil and gas fields, one of the eternal theme. In today's world, still dominated by gas drive. In recent years, due to high oil prices, declining effectiveness of the application of chemical flooding, gas injection and the continuous drive to increase the scope of application, technology continues to improve. China's oil reservoir is a continental deposit, non-homogeneous serious, and relatively high viscosity of crude oil rose rapidly in relatively low recovery of water flooding, about 33%. The recent discovery of oil reserves is more low-permeability and high viscosity, such as recoverable reserves difficult, the development of enhanced oil recovery technology has become China's onshore oil industry to continue to develop an urgent strategic task. At the same time as the continuous development of human society and progress, because a large number of emissions of greenhouse gases caused by the issue of global warming become more severe, we must take positive and effective measures. CO2emissions reduction and control of CO2 content in air protection of human existence has become an important aspect of the environment. However, in the short to medium term, there is no other suitable alternative to large-scale hydrocarbon energy to energy, a viable method is to isolate CO2in the ground, such as the gas reservoir injection, the application of CO2 enhanced oil recovery is a major CO2 sequestration way.一、CO2提高采收率的机理CO2用于EOR主要是由于以下各因素作用的结果：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过程中的阻力，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，有利于原油的采出。

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，部分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附近的地层压力下降，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。

二、流体相态的研究1.油气藏流体相态常规分析常规流体相态分析技术已经成熟，并在全世界得到广泛应用。

天然气和原油组成分析是为确定地层流体的井流物组成而设定的，当然还有一些如密度和其它常压下的分析内容未列出。

表中列出了在相关的测试标准中主要烃类油气藏流体，即原油、挥发油、凝析干气四大类型的详细的取样方法、测试规程等。

2.油气藏流体取样流体相态分析的对象是流体，取得有代表性的流体是最关键的一步。

目前已有取样的分析标准。

根据前人多年研究和分析的经验，对一些特殊流体在取样上还应注意一些因素，以保证流体取样的代表性。

样井的选择（1）可把井底压力调整到高于预计的原始泡（露）点压力一下进行生产的油气井；（2）不产水或产水率不超过5%的油气井；（3）气油比及地面原油相对密度在周围井中有代表性的油气井；（4）采油气指数在周围井中相对较高的井；（5）油气流稳定、没有间歇现象的油气井；（6）井口量油测气设备齐全可靠，符合要求的油气井；（7）水泥封固井段层间物串槽的油气井；（8）最好为自喷井。

流体取样的代表性流体取样代表性评价是实验前后的认定过程。

一般来讲，一个油气藏会取很多的样品进行测试，关于流体特征的纵向及横向分布，流体性质的矛盾及一致性等均应当详细分析，应结合取样样品操作规程、分析数据、生产动态、取样位置等进行综合分析才能确定，最后选择有代表性的流体样品来进行评价。

对取样来讲，一下几点值得考虑：（1）饱和油气藏无法取得有代表性的原始样品；（2）对原油来讲，井下取样井底流压比该处温度下泡点压力高，并不等于就是合格的；（3）饱和压力越低，则更可能取得有代表性的流体。

三、CO2的混相驱替研究1. 注气提高采收率的机理混相(Miscible)的定义是:当两种或更多种流体按任何比例混合都没有流体间的相界面形成，所有的混合物都保持单一均质相时，则称这些流体是混相的。

反之，若有流体相存在，则认为这些流体是不混相的。

混相驱替(Miscible displacement)是提高石油采收率的重要方法之一，它的基本机理是驱替剂(注入的混相气体)和被驱剂(地层原油)在油藏条件下形成混相，消除界面，使多孔介质中的毛细管力降至零，从而降低因毛细管效应产生毛细管滞留所圈闭的石油，原则上可以使微观驱油效率达到百分之百.根据不同注入气体及其与原油系统的特性，混相驱可分为:一次接触混相(FCM )、多级接触混相(MCM)。

2. 一次接触混相过程达到混相驱替最简单和最直接的方法，是注入按任何比例都能与原油完全混合的溶剂，以便使所有的混合物为单相。

中等分子量烃，如丙烷、丁烷或液化天然气，是常用来进行一次接触混相驱的注入溶剂。

图1说明一次接触混相的相态要求。

这个三元图上的液化天然气溶剂用拟组分C2-C6代表。

所有的液化天然气和原油的混合物，在这一图上全都位于单相区。

为在溶剂与原油之间达到一次接触混相，驱替压力必须位于P---X图临界凝析压力之上，因为溶剂一原油混合物在这一压力之上为单相。

实际上，在三角相图中，只要注入溶剂和原油之间的连线没有经过两相区，都认为在该温度和压力条件下是一次接触混相的。

图1溶剂段塞的一次接触混相液化天然气是与油藏流体发生初接触混相的溶剂，如果连续注入，费用太高，代替的办法是注入一定体积的液化天然气溶剂，或溶剂段塞，其体积只有油藏孔隙体积的一小部分，并用费用较低的流体如天然气或烟道气混相驱替溶剂段塞。

在理想情况下，采用这样的混相驱方案时，溶剂混相地驱替油藏原油，而驱动气混相地驱替溶剂，推动小的溶剂段塞通过油藏。

当溶剂段塞通过油藏时，它在段塞前缘与原油混合，并在尾部与驱动气混合。

只要段塞中部的溶剂保持不稀释，由原油通过段塞到驱动气的组成剖面就类似于图2-11的虚线a。

最终，段塞中部被稀释到它的原始浓度以下，结果组成剖面类似于虚曲线b。

随着继续通过油藏，小段塞可能被稀释到组成剖面类似于曲线c，这条曲线刚好与两相区相交。

在这一点上出某些沥青。

沉淀的趋势随着烃溶剂分子量的增加而减弱。

混相驱替消失，因为随后的混合稀释使段塞进入两相区，如曲线d所示。

两相区的大小和形状是受温度、压力和流体组成支配的，决定着溶剂段塞在失去混相性以前可被混合稀释的程度。

对于一次接触混相驱来说，中间分子量的烃注入溶剂将会从沥青基原油中沉淀严重的沥青沉淀可降低渗透率，并影响井的注入能力和产能。

它还可以在生产井中引起堵塞。

3. 多级接触混相驱替过程在注入气体后，油藏原油与注入气之间出现就地的组分传质作用，形成一个驱替相过渡带，其流体组成由原油组成变化过渡为注入流体的组成，这种原油与注入流体在流动过程中重复接触而靠组分的就地传质作用达到混相的过程，称为多级触混相或动态混相。

在多级接触混相驱中，常用到两个概念:即向前接触和向后接触。

向前接触是指平衡的气相与新鲜的原油相接触，通过蒸发或抽提作用进行相间传质。

而向后接触是指平衡液相与新鲜注入气之间的不断进行的相间传质。