利用二氧化碳提高石油采收率探究
井下二氧化碳气体的用途
井下二氧化碳气体的用途井下二氧化碳气体是在油气勘探和开采领域中广泛应用的一种气体。
它主要用于增产和提高油气采收率，减少地层压力，改善油层物理性质，促进油气的流动和产出。
除此之外，井下二氧化碳气体还具有环保、安全、经济的优势，因此在油气勘探和开采中得到了广泛应用。
首先，井下二氧化碳气体可以用来增产和提高油气采收率。
在油气开采过程中，油层压力会逐渐下降，导致油气产出减少。
通过注入二氧化碳气体，可以增加地层压力，促使油气向井口移动，提高油气采收率。
此外，二氧化碳气体具有较高的可溶性，能够与油中的可溶性成分发生作用，改变油的性质，使其更易从地层中流动和产出。
其次，井下二氧化碳气体还可以降低地层压力，减少油井喷砂和漏失现象。
在油气开采过程中，地层压力的变化可能会引起油井喷砂、漏失等问题，严重影响采油效果。
通过注入二氧化碳气体，可以维持或提高地层压力，减少油井的喷砂和漏失现象，保障油气的产出和开采效率。
此外，井下二氧化碳气体还能够改善油层物理性质，提高油气运移能力。
油藏中常存在一些孔隙和裂缝，油气因粘附力和毛细力而被束缚在地层中。
二氧化碳气体可以渗入这些孔隙和裂缝中，与油中的不饱和烃类发生作用，降低粘附力和毛细力，使油气释放出来。
此外，井下二氧化碳气体自身分子小，能渗透到最微小的孔隙中，并与油发生物理和化学反应，提高油气的运移能力，促进油气的产出。
除了以上的增产和提高采收率的功能，井下二氧化碳气体还具有一些其他的用途。
比如，它可以用于调节油井温度。
在高温油田开采中，注入二氧化碳气体可以起到降低地层温度、减少油井温度的作用，防止油井过热而导致油品质量下降。
此外，井下二氧化碳气体还可以用于油气采收后的油藏储存和二氧化碳的回收利用。
在油气采收后，油藏往往会残留一定量的油气，注入二氧化碳气体可以使残余的油气释放出来，提高油气采收率。
同时，井下注入的二氧化碳气体也可以储存于油藏中，以实现二氧化碳的回收利用。
这种回收利用方式有助于环保，减少温室气体排放，降低碳排放量，符合低碳经济发展的要求。
二氧化碳在采油中的应用
⼆氧化碳在采油中的应⽤前苏联最早从1953年开始对注⼆氧化碳提⾼采收率技术（简称“⼆氧化碳驱”）进⾏研究。
1967年，前苏联⽯油科学研究院在图依马津油⽥的亚历⼭德罗夫区块进⾏了⼯业性基础试验。
尽管这些油藏的地质条件不同，但都取得了较好的应⽤效果。
⾃20世纪80年代以来，美国的⼆氧化碳驱项⽬不断增加，注⼊的体积⼆氧化碳约占烃类孔隙体积的30％，提⾼采收率的幅度为7％～12％，⼆氧化碳驱已成为继蒸⽓驱之后的第⼆⼤提⾼采收率技术。
近年来，加拿⼤对⼆氧化碳驱开采重油进⾏了⼤量的实验研究，韦本项⽬是⽬前世界上最⼤的碳封存项⽬之⼀。
加拿⼤能源公司利⽤从美国北达科他州⼀座煤⽓化⼚输出的⼆氧化碳给⼀个⽼油⽥加压，将永久封存2000万吨⼆氧化碳，使油⽥增产1．22亿桶⽯油。
道达尔公司每年把15万吨⼆氧化碳注⼊法国西南部衰竭的Rousse⽓⽥，以提⾼采收率，并减少温室⽓体排放。
阿联酋则计划投资20～30亿美元建设碳捕集和封存⽹络，排放地区相对邻近于油⽥和丰富的⼤型油藏，以提⾼⽯油采收率和减少排放。
⼆氧化碳驱在我国的⽯油开采中也有巨⼤的应⽤潜⼒，但尚未成为我国研究和应⽤的主导技术。
虽然我国东部主要产油区⼆氧化碳⽓源较少，但⼆氧化碳驱在油⽥的应⽤越来越多，江苏、中原、⼤庆、胜利等油⽥已进⾏了现场试验。
针对胜利油⽥特超稠油油藏的开采，胜利采油院研发成功以蒸汽吞吐为主、⼆氧化碳⽓体采油为辅的综合热⼒采油新⼯艺，现场应⽤效果良好。
胜利油⽥已建成了国内最⼤的燃煤电⼚烟⽓⼆氧化碳捕集纯化装置，全年能够捕集、液化⼆氧化碳3万⾄4万吨，可全部⽤于低渗透油藏开发。
在胜利油⽥实际应⽤中，⼆氧化碳被注⼊地下后，约有50％～60％被永久封存于地下，剩余的40％⾄50％则随着油⽥伴⽣⽓返回地⾯，通过原油伴⽣⽓⼆氧化碳捕集纯化，可将伴⽣⽓中的⼆氧化碳回收，就地回注驱油，进⼀步降低了⼆氧化碳驱油成本。
⼤庆油⽥也已将⼆氧化碳驱油技术纳⼊战略储备技术，正扩⼤⼆氧化碳产能建设和驱油试验区规模，并逐步将试验区从外围油⽥向⽼区油⽥延伸。
全球性选择：二氧化碳提高采收率技术(一)
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全 球气 候变 化 与二 氧化 碳排 放 有 关。伴随着大气层 中二氧化碳浓度的增
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（ 基金项 目：本文 受 “ ７ ”国家重大基础研究项 目 “ ９３ 温室 气体提 高石 油采收 率的资源化利 用及地 下埋存研究’ ’资助，项
目编 号 ：２ ０ Ｃ ７ ５０ ） ０６ Ｂ ０８０
全球
●＿ ●。 ＿
（ ） 一
口 江怀友 ／ 中国石油经济技术研究 院 沈平平 ／ 中国 石 油 勘探 开发 研 究 院 江 良冀 ， 安 大 学 延 齐仁理 鞠斌 山 李龙 ／ 中国地质大学
专 家视 点
Ｅｘ ｒｓＶｉｗ ｐｅｔ ＇ ｅ
二氧化碳排放 引发 的环境 问题 引起 国际社会 高度 关注，气候 变化 问题 对 国际石 油公 司仍然是 一个核心 问题 。国际大石油公
司正在考虑 实施环境友好 的技术政 策以刺激经济 ，应 用二氧化碳提 高采收率是 实现枯竭的油气藏二氧化碳埋存的有效途径。
‘．０年 ， 界Ｃ Ｅ Ｒ 量为２． 化 碳埋 存 ，油气 藏包 括 多孔储 层 、盖 产装置可 以使 用注 Ａｃｏ ，许多油 田使 ．０ ８ 世 １ Ｏ一 Ｏ 产 ７５ ２ ． 万 桶 ／ ，美 国 ＣＯ 一Ｅ 产 量 为 层 。超过—个世纪的开发 ， 天 ＯＲ 数千计的油 用常规方法采 油 ，注Ｘ ｃ 。 ｏ可提高采收 ２ ．９ 桶， ，占世 界Ｃ Ｅ ４７ 万 天 Ｏ 一 ＯＲ日产 气 藏接 近经 济开 发 界限 ，成 为枯 竭油 率 １ ％ ～１ ％ 。 ０ ５ 量的９ ％， 目数量 占世界８ ％。二氧 气藏 。一些 油 田可以成为埋存Ｃ 的场 １ 项 ５ Ｏ 化 碳驱 油 包括 混相驱 、非混 相驱 ，注 所 ，枯竭 的油气藏 对于埋存Ｃ Ｏ 均有如 世 界 老 油 田开发 问题 Ａｃ ．ｏ 可提 高采收 率８ 一 ５ ％ １ ％。全球 下优 势 ：埋 存Ｃ Ｏ 开发成本低 ，储 层证 ＥＲ Ｏ 技术应用最多的为北美地区 ，美国 实是 圈闭 ，埋 存油气几百万年 ，储层地 具有Ｃ Ｅ Ｒ Ｏ 一 Ｏ 成熟技术。ＩＡ预测 ，世 质特 征清楚 （ Ｅ 图２），部分原有 油气生
中国油气田注CO2提高采收率实践罗二辉1胡永乐1李保柱
中国油气田注CO2提高采收率实践罗二辉1，胡永乐1，李保柱1，朱卫平2(1.中油勘探开发研究院，北京 100083；2. 中油吐哈油田分公司，新疆哈密 839009)摘要：在调研大量相关文献的基础上，详细综述了中国油气田50多年的注CO2提高采收率实践。
首先依据中国各大油区公开发表的文献实验数据，从室内机理实验统计CO2驱油关键技术参数，对比分析原始地层压力与最小混相压力。
其次，根据不同储层类型，总结了国内在低渗透油藏、高含水油田、复杂断块、稠油油藏、碳酸盐岩油藏及煤层气等储集层开展的注CO2矿场项目。
现场试验结果显示，提高采收率幅度为1.07%～6.00%，换油率为0.98～2.49t/t。
最后结合矿场已有经验及存在问题，提出CO2驱油技术攻关方向。
关键词：注CO2；最小混相压力；混相驱；提高采收率；换油率中图分类号：TE357.7 文献标识码：A引言美国注CO2采油已有50多年的历史，最初只是为了提高原油采收率，近年来随着CO2温室效应导致的气候变化，地质埋存被作为温室气体减排的一种有效手段受到环保人士和油气工作者的高度关注。
中国政府在2009年联合国气候大会上承诺，到2020年中国单位国内生产总值CO2排放比2005年下降40%～45%，减排目标将作为约束性指标纳入国民经济和社会发展的中长期规划，保证承诺的执行受到法律和舆论的监督[1]。
研究CO2驱油与埋存这一双赢技术凸显重要，中国在注CO2驱油机理实验和矿场先导试验方面的研究一直没有停止过，1965年首先在大庆油田开展了注二氧化碳水小规模的先导性试验，提高采收率7.8%。
1986年谢尚贤针对大庆油田早期开发的萨、喇、杏油田已进入中高含水期阶段这一情况，论证了CO2非混相驱油的可行性和技术界限[2]。
2006年国家科技部批准“973”计划“温室气体提高石油采收率的资源化利用及地下埋存”，CO2提高采收率及地下埋存研究进入崭新阶段[3]。
“十一五”末吉林油田建成了中国第1个含CO2天然气藏开发及CO2驱油与埋存一体化系统，目前，正在进行年产油50×104t规模的CO2驱项目工业化推广，预计提高采收率13.8%，该项目是中国第1个CO2驱工业化推广项目，将具有显著的经济和社会效益[4]。
注入二氧化碳提高天然气采收率技术研究进展
摘 要 ： 入 Ｃ 提 高天 然 气采 收率 （ Ｓ ＧＲ） 术 可 以在将 Ｃ 存 在 地层 中的 同时 ， 过保 持 注 ０２ ＣＥ 技 Ｏ 封 通 地 层压 力和驱 替 作 用提 高天 然 气的采 收率 。对该 技术 实施 过程 中可 能存 在 的Ｃ 和Ｃ 混合 和注 入井 Ｏ２ Ｈ４ 周 围的焦耳 一汤姆 逊 制冷 效应 进 行 了模拟 研 究 ， 究表 明 ， 研 由于 Ｃ 和 Ｃ 物性 的 差异 ， Ｏ２ Ｈ４ 其混合 可 以被 抑 制 ， 入 井 周 围的 制冷 效 果 并不会 对提 高采 收率 产 生太 大影 响 。随 着 Ｃ Ｅ 注 Ｓ ＧＲ 技 术研 究 的发展 ， 该技 术 必 然会应 用于 实际 气藏 ， 并取 得 良好 的经 济效 果 。
ｑ ｅ ｔａ ｉｎ ｕ ｓ ｒ ｔｏ ｗｉ Ｅｎ ａ ｃ ｄ ｔ ｈ ｈ ｎ ｅ Ｇａ Ｒｅ ｏ ｅ ｙ ｓ ｃ ｖ ｒ
（ Ｓ ＧＲ） ＣＥ 。如 图 １所 示 为 一 个 典 型 的 Ｃ Ｅ Ｒ 系 ＳＧ 统［ ， １ 天然气藏生产 的天然气 ， ］ 主要为 甲烷 （ Ｈ ） Ｃ 气体 用于燃气发电厂发 电， 并将发 电厂或工业工厂 排放 的烟道 气 体 中捕 集 Ｃ ， 过 压缩 ， 回天然 气 ０ｚ经 输 气 田注入天然气气藏 ， 而提高 了地层压力 ， 从 并可 以 驱替 地 层 中的 天然 气 ， 高天然 气 的生 产率 。 提 如果 将 发 电厂建 在 气 田附近 ， 样 可 以大 大 降 低 Ｃ 的运 这 Ｏ。 输距离 ， 从而降低运输成本。对于水驱天然气气藏 ， 由于 气 藏 压力 得 以保 持 ， 样 可 以稳 定 天 然 气 的产 这 量 ， 控制 底 水和 边水 的 侵入 。 并
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驱油的概念
驱油
混相驱提高采收率的一种方法。
它是利用CO2既易溶于水又易溶于油，以及在一定的注入压力和温度下，CO2与原油之间能形成一互溶混相带的特性。
注CO2驱油可以提高采收率的原因是： 1.CO2溶于原油中，降低了原油的粘度，使原油体积膨胀，提高原油的流动能力; 2. 注入的CO2在一定压力下，可使原油中部分组分气化，形成一轻质烃带，它将促进CO2与地层原油混相;3.由于CO2大量溶解于油、水中。
当油藏压力降低时，溶解在油、水中的即分离出来，象溶解气驱一样驱出油藏中的部分残留原油; 4.对于碳酸盐胶结的油层或碳酸盐岩油层，注CO2可以增大岩石的渗透率，提高注水井附近地带的有效渗透率。
注CO2驱油通常有水驱CO2段塞驱油和CO2水驱两种形式。
试验研究结果表明，前者比后者效果好。
二氧化碳近混相驱
二氧化碳近混相驱二氧化碳近混相驱是一种重要的油藏采收技术，它能够利用地下的二氧化碳来提高油井的产油率，同时还能减轻二氧化碳的排放负担。
下面是关于该技术的详细介绍：一、二氧化碳近混相驱的基本原理二氧化碳近混相驱是一种通过注入CO2 gas来驱出油藏中残留的油，提高油井产油率的方法。
CO2作为一种惰性气体，可以在不破坏地层岩石的情况下渗透到油藏中，同时控制油藏中原有的水、油和气之间的相互作用，使油的流动性增强，从而方便地被驱出。
二、二氧化碳近混相驱的具体实施步骤1. 二氧化碳注入：首先在油井中注入二氧化碳，运用压差，在地质层中形成一个压力，以便将压缩态的CO2注入油藏中。
2. 油藏分区：根据不同的油藏性质，对油藏进行分区，以便用不同的驱油技术进行注入二氧化碳。
3. 沉降时间：二氧化碳注入后需要经过一定的沉降时间，待CO2达到均匀分布后方可进行下一步的注入。
4. 稳定压力：为保证注入效果，需要保持稳定的压力，达到使CO2与油产生化学反应，从而释放出可驱动石油的能量。
三、二氧化碳近混相驱的优点1. 可以提高油井产油率，增加油田开采量。
2. 改善油藏环境，减少不利影响。
3. 减轻二氧化碳排放压力。
二氧化碳是一种温室气体，排放过多会对环境产生负面影响。
通过二氧化碳近混相驱，不仅能够减轻二氧化碳的排放压力，还可以起到回收和储存的作用。
四、二氧化碳近混相驱的局限性1. 技术成本过高，投入大。
2. 对于某些油藏，效果可能不理想。
3. 不适用于所有类型的油田。
二氧化碳近混相驱对油藏的地层和物性要求比较高。
综上所述，二氧化碳近混相驱是一种重要而有效的油藏采收技术，它不仅能够提高油井产油率，还可以减轻二氧化碳排放压力，因此具有广泛的应用前景。
但同时也需要注意其局限性，针对不同的油藏情况选择合适的采油技术。
（总字数：694）。
二氧化碳驱油标准
二氧化碳驱油是一种把二氧化碳注入油层中以提高油
田采收率的技术。
不同地区和不同油田的二氧化碳驱油标准可能有所不同，以下是一些常见的标准：压力标准：在二氧化碳驱油过程中，注入压力是影响驱油效果的关键因素之一。
一般来说，注入压力应高于油藏的压力，以确保二氧化碳能够注入到油层中。
注入压力通常控制在能够使原油产生毛细管渗流和贾敏效应的范围，以实现更好的驱油效果。
注入量标准：二氧化碳驱油的注入量也是影响驱油效果的关键因素之一。
一般来说，注入量应该根据油层的厚度、渗透率、孔隙度等因素进行计算和调整。
在实践中，注入量通常通过实验和现场试验来确定，以确保达到最佳的驱油效果。
温度标准：二氧化碳驱油的温度也是影响驱油效果的因素之一。
在高温条件下，二氧化碳的溶解性和扩散性会增强，从而提高驱油效果。
但是，过高的温度也会导致二氧化碳的挥发和地层压力的增加，因此需要控制注入温度在适当的范围内。
纯度标准：二氧化碳的纯度也是影响驱油效果的因素之一。
如果二氧化碳中含有过多的杂质，可能会对油层的渗透率和原油的质量产生负面影响。
因此，需要控制二氧化碳的纯度在适当的范围内，以确保驱油效果。
采收率标准：采收率是衡量二氧化碳驱油效果的重要指标之一。
一般来说，采收率应该达到50%以上才被认为是有效的。
为了达到这个标准，需
要控制注入速度、注入量、注入压力等参数，同时注意防止二氧化碳的挥发和地层压力的增加。
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利用二氧化碳提高石油采收率探究
摘要：提高石油采收率的研究是油气田开发研究永恒的主题，其中利用二氧化碳提高石油采收率不但能满足环保的要求，还能满足油藏高效开发的要求。
本文分析了利用二氧化碳提高采收率的机理，总结了利用二氧化碳提高采收率的实施方法。
关键词：二氧化碳石油采收率实施方法
提高石油采收率的研究是油气田开发研究永恒的主题，近年来因为石油价格的飞速提高，化学驱应用效益的降低，注气驱应用范围越来越大，技术也得到了不断提高。
我国油田的储层属于陆相沉积，非匀质严重，而且原油的粘度又比较高，上升很快，水驱采收率较低，所以发展提高采收率技术已经成为我国石油工业继续发展的一项迫切要求。
同时随着人类社会的不断进步，温室气体的大量排放引起的全球变暖问题日益严峻，在短期内没有其他合适的气体能够代替烃类能源，一种比较可行的方法就是把二氧化碳注入地下，利用二氧化碳提高石油采收率是很重要的途径。
同时利用二氧化碳提高石油采收率不但能满足环保的要求，还能满足油藏高效开发的要求。
本文分析了利用二氧化碳提高采收率的机理，总结了利用二氧化碳提高采收率的实施方法。
一、利用二氧化碳提高石油采收率的机理
我国CO2----EOR主要是因为下面各种因素互相作用的结果：
1、二氧化碳能够促使原油的体积膨胀。
二氧化碳被注入油藏以后，能够在原油中充分的溶解，能够促使原油的体积增加10%――100%。
这样不但能增加地层的弹性，还会大大减少原油在流动过程中的阻力，从而达到提高原油采收率的目的。
2、利用二氧化碳能够降低原油粘度。
二氧化碳被融入原油以后，一
般情况下可以把石油的原来的黏度降低0.1.原油开始的粘度越高，黏度
降低的幅度越大。
黏度得到降低以后，原油的流动能力就会得到加强，产
油量就会提高。
3、利用二氧化碳能够有效的改善油水的流动比。
二氧化碳融入原油
和水以后，黏度就会降低20%到30%，流度就会随之提高。
这种综合作用
的结果就会导致原油和水的比例趋于接近，水驱波及的体积扩大，这样就
会利于原油的采出。
4、利用二氧化碳提高石油采收率利于降低界面的张力。
二氧化碳比
较容易溶解于原油，这样的结果就会大大降低油水的界面张力，有利于原
油提高原油的流动性能，从而达到提高原油采收率的目的。
二氧化碳和原
油混相以后界面的张力就会降为0，在理论上能够使石油采收率达到100%。
5、利用二氧化碳提高石油采收率能够萃取原油中轻烃。
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、利用二氧化碳提高石油采收率能够起到溶解气驱作用。
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、利用二氧化碳提高采收率的实施方法
当前利用二氧化碳提高采收率的实施方法有二氧化碳混相驱、二氧化
碳非混相驱和二氧化碳吞吐，其中二氧化碳混相驱的应用较为普遍。
1、二氧化碳混相驱。
二氧化碳混相驱一般采用二氧化碳和水交替注
入储层的方法，具体的注入方法取决于储层的性质，主要注入的方法有连
续注入、简单注入锥形注入等。
在实施过程中首先注入二氧化碳，因为连续注入二氧化碳驱替油层的时候宏观波及系数较低，因此要改为注水来改变二氧化碳的驱油速度，扩大二氧化碳的波及效率。
基本原理是二氧化碳和地层的原油在油藏条件下形成稳定的混相带前缘，这个前缘作为单相流体移动并有效的把原油驱替到生产井，因为是混相，多孔介质中的毛细管力就会降为0，理论上可以使微观驱替效率达到100%。
混相驱要求油藏压力高于或等于二氧化碳与原油完全混相的最低压力（MMP）。
由于受地层破裂压力等条件的限制，该方法通常用于原油相对密度小于0.89g/cm3，油层温度小于1200C的中、深层油藏。
通过二氧化碳混相驱，原油采收率比注水方法提高约30―40%。
根据以往的经验，二氧化碳混相驱对开采下面几类油藏具有更重要的意义：不合适水驱开采的低渗透油藏；水淹后的砂岩油藏；接近开采经济极限的深层、轻质油藏。
2、二氧化碳非混相驱。
二氧化碳非混相驱效率次于混相驱，但高于水驱或惰性气驱，一般以重力稳定二氧化碳注入方式生产，将二氧化碳注入到圈闭构造的顶部，使原油向下及构造两边移动，在构造两边的生产井中将原油采出。
主要采油机理是对原油中轻烃汽化和抽提，使原油体积膨胀，黏度降低，界面张力减小。
另外，二氧化碳还可以提高或保持地层压力，当地层压力下降时，二氧化碳就会从饱和了二氧化碳的原油中溢出，形成溶解气驱，达到提高原油采收率的目的。
适用于非混相驱的油藏类型主要有：重油或高黏油油藏；压力衰竭的低渗透油藏；高倾角、垂向渗透率高的油藏。
3、二氧化碳吞吐。
二氧化碳吞吐的实质是非混相驱，采油机理主要是原油体积膨胀、降低原油界面张力和黏度，以及二氧化碳对轻烃的抽提作用。
该方法的一般过程是把大量的二氧化碳注入到生产井底，然后关井几个星期，让二氧化碳渗入到油层，然后重新开井生产。
这种单井开采技
术不依赖于井与井间的流体流动特性，适用范围很广。
一般对开采下面几
类油藏具有更重要的意义：井间流动性差，其他提高采收率方法不能见效
的小型断块油藏。
裂缝性油藏、强烈水驱的块状油
藏、有底水的油藏等一些特殊油藏。
不能承受油田范围的很大前沿投
资的油藏。
二氧化碳吞吐增产措施相对来说具有投资低、返本快的特点，
能在二氧化碳耗量相对较低的条件下增加采油量。
三、结论
总之，利用CO2提高原油采收率是一种有效的提高原油采收率的方法，它一直受到科研人员的重视。
特别是现在温室效应的存在，为注CO2开发
油气田提供了一个更有利的环境。
我国注CO2技术也日趋成熟，不少CO2
气源被发现，实施合理的方案充分利用这些气体将是我们面临的主要难题。