二氧化碳驱油技术研究现状与发展趋势
CO2驱油数值模拟研究现状与发展趋势
注气驱油数值模拟方法研究现状与发展趋
势
姬泽敏，秦积舜，李实，廉黎明
（提高石油采收率国家重点实验室—中国石油勘探开发研究院，北京市 100083）
摘要：注气驱油技术是提高石油采收率的重要方法之一，应用和发展前景广阔。气驱油过程伴随着油气体系间的组分传质和系统压力变化，进而引起油气体系的相态转化，使得注气驱油过程的物理化学现象的表征和数学描述变得十分复杂，至今尚未形成统一和精确的油气体系相态表征和描述方法。通过考察国内外已有的相关数学模型和计算模拟方法，本文较为系统的梳理了注气驱油数值模拟方法的发展历程，评价了现有方法的优缺点，并结合我国油藏储层及流体特征，提出了适合中国油藏特点的注气驱油数值模拟方法的发展方向。
关键词：注气驱油技术；油气体系；数值模拟；组分传质；相态
Research Status of Gas Flooding Numerical
Simulation and Its Development Trend
Ji Zemin1，Qin Jishun，Li Shi，Lian Liming
(The State Key Laboratory of Enhanced Oil Recovery—RIPED, Beijing 100083,China)
Abstract: Gas flooding technology is one of the pivotal EOR methods, which has a broad prospect of application and development. However, mass transfer and change of system pressure during the process of gas flooding lead to the change of phase behavior, which draws great difficulties to the mathematical description and characterization of physical and chemical phenomenon during the process, so far there has not been a set of uniform and accurate methods to describe and characterize the phase behavior of oil and gas system. According to the mentioned above, based on the investigation of several gas flooding numerical simulation methods at home and abroad, this paper hackled the development process of the gas flooding numerical simulation methods, evaluated the advantages and disadvantages of these methods. Finally, combined with the characters of reservoirs and fluid, development direction of gas flooding numerical simulation with Chinese characteristics was proposed.
二氧化碳驱油在我国的发展现状及应用前景
二氧化碳驱油在我国的发展现状及应用前景
王立辉 大庆油田有限责任公司采气分公司第三作业区
黑龙江 大庆 １ ６ ３ ４ ５ ３
wenku.baidu.com
从而 形成 二氧化碳 与原油中轻 质烃 的混 合相 ， 降 低界 面的张 力， 从 【 摘 一ｌ随 着 我 国经济的发展 和人 民生活水平的提 高， 人们 对石油 化 ， 这种 混相驱替 技术可适用于Ａ Ｐ Ｉ 重度较高 的轻质 产品的需求量正在 不断增加， 用传统的采油技 术采油率有限 ， 工作 效率不 而提高原油 的采收率。 高， 因此在 当前世界范围内很 多企业都开始使 用 二 氧化碳驱 油技术 来提 高 原油开 采 ， 开 采效率 较高 ， 可应 用于浅层 、 深层、 碳 酸盐 层、 高渗 透 层、 尤其适用于在水驱效 果达不 到开 采要求 的低 渗透油 采油率 ， 一 来可以满足 油田开发的工作 需要， 二来也 解决了 二氧化碳 的封存 砂 岩层等 各种场合， 问题 ， 对大气 环境 的保护有利 。 本文介 绍了 二氧化碳 驱油的机理 ， 并讨论了 二 氧化碳 驱油技术在我 国的发展现状 ， 同时对其应用前景进行了 展 望。 【 关键词 ｌ石油； 二氧化碳 ； 驱油技术； 提 高采油率 ； 应用前景
溶解度 大干在水 中的溶 解度， 因此可在油水 混合相 中从水 中转溶于原油 因素 ， 使得当前二 氧化碳驱油 技 术在我 国的应 用受 到了局 限， 很 多油田 中， 在 当前 已探 明的二 氧化碳驱油原理 有以下几点 ： 都只是出于实验 阶段， 距离 实际应用仍 然有很长 的路要走 。 在研 究过程 第一 ， 降低油 水界面 张力。 随着 开采 工作 的不断深 入 ， 原油的饱 和 中， 针对我 国油藏 在进行二氧化 碳驱油时不 易混相 的特 点， 学 者们一 般 度 不断增加 ， 不 利于 开采 ， 而 由于二氧化 碳会 降低油水 界面 的张力 ， 从 采用 两种 方法 作为解 决问题 的思 路， 第一 是用非 混相 的开 采方 式来 进 而 降低 残余油 的饱和度， 使原油 的开 采效率大幅提 升。 行原油 的开采 ， 第二就 是采 用某种 特殊 的工 艺方式 来 尽量实现 混相 驱 当前 在我 国用 来实现混 相 驱替的研 究 已经取 得卜 定 的进 展， 主要 第二 ， 降低原油 的黏度。 由于原油随 着开采进 程的不 断深入其黏 度 替 ， 也 越来 越大 ， 而当二氧 化碳溶 解于原油 ， 原油的 黏 度显 著降低 ， 尤其 是 是 基于对 混相 压力的 实验研 究 ， 通过 分析二 氧化碳 超 临界相 态与混 相 在 重质油和 中质油中黏度降低 的幅度更大 ， 同时二氧化碳 溶解于水中会 压 力的数 据相关性 ， 得出实现二氧化碳 混相的压力条件。 使 水溶液 碳酸化 ， 因此 增加水 的黏度 ， 降低 水的流 动性能 ， 两方面的 作 ３ ． 展 望 用会导 致水与原油的流 动速 度相近 ， 因而增加 了水的驱油效 果。 二氧化碳 驱油是当前世 界范围内一项 较为成 熟 、 高效的采油技 术 ， 第 三， 随 着二氧化碳不 断溶解 到原油中， 原油的体 积也不 断膨胀 ， 其 具 有比传统 水 驱油更 明显的技 术优 势， 因此 在我 国具 有较 广 阔的应 因此可显著增加 原油 的流动性能 ， 降低流 动的阻 力， 并且 膨胀后 的原油 用前景 。 我 国的二 氧化碳排 放量 极大 ， 如 果不进行合 理的封存就 会产生 更 易开 采 。 大 气污染 ， 产生温 室效应 ， 恶化 人类的 生存 环境 ， 而将 排放 的二 氧化碳 第 四， 由于二 氧化碳 的注入 ， 随 着二 氧化碳不 断溶 解于原油 中， 填 用于 提高 原油 的采收 率无疑 是一 项一箭 双雕 的工作 ， 虽然 由于 我 国油 充了原油 中的空 隙， 导 致了油层压力的升高， 随着开 采工作的不断进行， 藏 的特点使 混相驱替 不易进行 ， 然 而随着 学者们结 合我国油藏 自身的特 原 本溶解于原油 中的二 氧化 碳不断 的排出 ， 在 原油的 内部 形成了气驱作 点 ， 对工艺参 数的不断优化 ， 相信 二氧化碳驱 油技术 在我 国一定会 得到 用， 因此提高了驱油效果 。 广泛 的应 用， 并成为我 国提 高油 田开发效率的 重要途径 。 第五， 未被 原油溶 解的 大量 二氧化 碳气体 在油 层内部 形成一定 压
关于低渗透油藏注二氧化碳驱油的研究与应用
关于低渗透油藏注二氧化碳驱油的研究
与应用
摘要：含油饱和度高的低渗透油藏，注水受效差或注不进水，为了提高低渗透油藏内原油采出程度，提高油田开发的经济价值，采用向低渗透油藏注入液态二氧化碳驱的措施，使原油在低渗透油藏中的渗透性变好，提高了低渗透油藏中原油的采收率，有利于实现碳减排和碳中和的生产目标。
关键词：低渗透油藏二氧化碳油田采收率
近年来，随着我国大部分油田开发程度的逐步深化和新发现低渗透油藏储量的大幅度增加，研究和应用低渗透油藏，提高油田采收率，已成为我国石油工业持续稳定发展的一项重要任务。注二氧化碳驱油成为低渗透油藏提高采收率的新技术和新应用。
1国内外现状
我国油田大多是非均质多油层油田，注水开发生产过程中，随着开采时间的延长，油田内部的剩余油可采储量下降，并且分布不均匀。反映在生产油井上，油井含水快速上升、产量快速下降，随着油田综合含水率上升，注入水驱油效率降低。这既造成了注水量大幅上升，同时高含水原油在集、输处理过程中，加重了原油加热处理、脱水处理工作的负担，降低了注水开发效率，增加了油气生产过程中的碳排放。
那些分布在油田内部的低渗透油藏注水效果差或注不进水，并且这些低渗透油藏含油饱和度高，它们有的是单独的油层，有的分散在油田内的某些区块内。由于油田开发到中、后期，油田内部的集输管网流程已十分健全，只有采取技术手段提高低渗透油藏内原油的采出程度，才能提高油田开发的经济价值，也是提高油田最终采收率的重要工作。
2现有技术分析
针对注入水受效差的低渗透油藏，目前采取在油田内部打加密油水井，进行
CO2驱油机理研究综述
CO2驱油机理研究综述
第一章概述
1.1 CO2驱国外发展概况
注入二氧化碳用于提高石油采油率已有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。
90年代的CO2驱技术日趋成熟，根据1994年油气杂志的统计结果，全世界有137个商业性的气体混相驱项目，其中55﹪采用的是烃类气体，42﹪采用的是CO2，其他气体混相驱仅占3﹪。目前，国外采用二氧化碳驱油的主要国家有：美国、俄罗斯、匈牙利、加拿大、法国、德国等。其中美国有十个产油区的292个油田适用CO2驱，一般提高采收率7﹪～15﹪，在西德克萨斯州，CO2驱最主要是EOR方法，一般可提高采收率30﹪左右。
1.1.1国外CO2驱项目情况
在国外，注二氧化碳（）技术主要用于后期的高含水油藏、非均质油藏以及不适合热采的重质油藏。推广二氧化碳驱油的主要制约因素是天然的二氧化碳资源、二氧化碳的输送及二氧化碳向生产井的突进问题以及油井及设备腐蚀、安全和环境问题等。为解决以上问题，提出了就注提高原油采收率技术，这种技术是向地层中注入反应溶液，使其在油藏条件下充分反应而释放出气体，溶解于原油之中，降低原油粘度，膨胀原油体积，从而达到提高原油采收率的目的。
美国是CO2驱发展最快的国家。自20世纪80年代以来，美国CO2驱项目不断增加，已成为继蒸汽驱之后的第二大提高采收率技术。美国目前正在实施
的CO2混相驱项目有64个。最大的也是最早使用CO2驱的是始于1972 年的SACROC 油田。其余半数以上的大型气驱方案是于1984～1986年间开始实施的，目前其增产油量仍呈继续上升的趋势。大部分油田驱替方案中，注入的CO ：体积约占烃类空隙体积的30 %，提高采收率的幅度为7 %～22％。
二氧化碳及氮气在石油工程采油技术之现状和发展前景
二氧化碳及氮气在石油工程采油技术之现状和发展前景
发布时间：2022-01-05T06:29:13.829Z 来源：《中国科技人才》2021年第23期作者：阳贵辉
[导读] 随着社会经济的快速发展，能源需求量不断增加，石油资源的供需矛盾越来越突出，快捷、清洁地开采石油产品成为当前世界各国的首要任务。随着科技的进步和能源的不断更新，人们开始寻求新的开采方法，其中二氧化碳和氮气在石油的开采中的应用就显得尤为突出。本文主要研究的是二氧化碳在石油的采油过程中的具体应用，通过对国内外的相关资料的整理和学习，了解到目前的状况以及未来的趋势走向，为以后的工作提供借鉴。本论文以实际的案例为基础，结合理论，从实践的角度出发，阐述了当前采油行业的现状及问题，并提出相应的对策建议，希望能够为今后的采油企业的节能降耗作出贡献。
阳贵辉
河南油田新疆采油厂新疆 834099
摘要：随着社会经济的快速发展，能源需求量不断增加，石油资源的供需矛盾越来越突出，快捷、清洁地开采石油产品成为当前世界各国的首要任务。随着科技的进步和能源的不断更新，人们开始寻求新的开采方法，其中二氧化碳和氮气在石油的开采中的应用就显得尤为突出。本文主要研究的是二氧化碳在石油的采油过程中的具体应用，通过对国内外的相关资料的整理和学习，了解到目前的状况以及未来的趋势走向，为以后的工作提供借鉴。本论文以实际的案例为基础，结合理论，从实践的角度出发，阐述了当前采油行业的现状及问题，并提出相应的对策建议，希望能够为今后的采油企业的节能降耗作出贡献。
关键词：二氧化碳、氮气、石油开采
二氧化碳驱油技术应用现状及发展
二氧化碳驱油技术应用现状及发展
摘要]：在当前世界范围内很多油田现场都开始使用二氧化碳驱油技术来提高采
油率，一方面可以满足油田开发的工作需要，另一方面也解决了二氧化碳的封存
问题，对大气环境的保护有利。本文介绍了二氧化碳驱油的机理，并讨论了二氧
化碳驱油技术在我国的发展现状，同时对其应用前景进行了展望。
[关键词]：二氧化碳驱油现状前景
一引言
CO2驱油可以实现提高原油采收率和地质埋存的双重目的，兼具经济和社会
双重效益，是一项绿色环保的驱油技术，已受到国际政治、经济、能源界的广泛
关注。CO2驱油提高采收率技术在国外发展较为成熟，已实现工业化应用。我国
通过近十年来的集中攻关与试验，取得显著进展，目前进入工业试验阶段，处于
大规模推广前的关键期。在当前国际原油很严峻形势下，降低CO2驱油开发成本、提高油田开发经济效益是该项技术发展面临的最大挑战。本文介绍了二氧化碳驱
油的机理，并讨论了二氧化碳驱油技术在我国的发展现状，旨在能够为我国的油
田开采事业奠定一定的理论基础。
二 CO2驱油技术原理及优势
二氧化碳可以使原油体积膨胀，原油在溶解了二氧化碳之后体积会增大，有
利于原油的流动。此时，油层中的残余物质会随着二氧化碳的溶解而膨胀并被压
出孔道，使得残余物质的浓度变小。原油在溶解了二氧化碳之后黏度会下降，有
利于流动。由此可见，注入二氧化碳可以明显提高驱油效率，而原本黏度很高、
极难开采的原油的开采难度也大大降低了。将二氧化碳注入原油之后，其可以发
挥蒸发剂的作用，萃取出大量烃类，增强原油的流动性，而一般的油井在开采了
二氧化碳在油井中的应用
二氧化碳在油井中的应用
引言：
二氧化碳是一种常见的气体，它在油井中有着广泛的应用。二氧化碳的化学性质稳定，易于获取和使用，因此它被广泛应用于油井开采和增产过程中。本文将详细介绍二氧化碳在油井中的应用，包括二氧化碳驱油、二氧化碳压裂和二氧化碳注入。
一、二氧化碳驱油
二氧化碳驱油是指通过注入二氧化碳气体来推动原油向油井井口移动的一种增产方式。二氧化碳在地下的高压下，能够渗入油层中，与原油发生物理、化学反应，降低原油的粘度和表面张力，提高了原油的流动性。此外，二氧化碳的气体膨胀性能也能够推动原油向油井井口移动。通过二氧化碳驱油技术，可以有效地提高油井的采收率，延长油田的寿命。
二、二氧化碳压裂
二氧化碳压裂是指在油井开采过程中，通过注入高压二氧化碳气体来破裂油层，并将原油从裂缝中释放出来的一种技术。二氧化碳具有良好的渗透性和膨胀性能，可以在地下形成高压环境，使原油从油层中迅速释放出来。与传统的水力压裂相比，二氧化碳压裂能够更好地保持油层的渗透性，提高原油的产量。
三、二氧化碳注入
二氧化碳注入是指将二氧化碳气体注入到油井中的一种增产技术。通过注入二氧化碳气体，可以改变油藏的物理性质，增加油层的压力，促使原油从油层中流出。此外，二氧化碳还具有溶解原油的能力，可以提高原油的提取率。二氧化碳注入技术在油井增产中具有广泛应用，能够有效地提高油井的产量和采收率。
四、二氧化碳的优势和挑战
二氧化碳在油井中的应用具有以下几个优势。首先，二氧化碳是一种环境友好的气体，与地球大气层中的二氧化碳没有任何区别，不会对环境造成污染。其次，二氧化碳的获取和使用成本相对较低，适用于各种油田开采条件。此外，二氧化碳的应用范围广泛，不仅可以用于常规油田开采，还可以用于页岩气、煤层气等非常规能源的开发。
二氧化碳驱油地面工程技术研究 郭立伟
二氧化碳驱油地面工程技术研究郭立伟
摘要：针对当前我国二氧化碳驱油地面工程技术的发展现状以及研究的相关要求，采用较容易进行运输的撬装基本结构以及封闭化的流程，在此基础上经过二
氧化碳的充分冷却后，有效应用工业化的计算机与有着变频专业的技术来充分保
证相关地面工程控制总系统的安全稳定运行，进而有效实施了一座注入站，经过
精确地统计，发现注入的液态二氧化碳量达到了六千吨。本文主要对二氧化碳驱
油地面工程技术的发展与实际状况进行了有效的探讨，并充分总结了在对其实验
过程中获得的切实经验与实际体会，进而为后续的进一步研究奠定了坚实的基础。
关键词：二氧化碳；驱油地面工程；技术研究
一、引言
当前我国在进行石油的一次开采后，经调查还有大约百分之七十的原油在地
下滞留，如果运用传统普通的采油技术是没有相关办法将这些原油采取出来的。
这一无法解决的现象也就推动了新型采油技术的充分发展，在经过水驱采油技术
的发展高峰后，三元复合性质以及多元泡沫性质的驱油技术也相继发展壮大。随
着社会经济的充分发展，二氧化碳所排放的危害就会导致地球上的温室效应逐渐
恶化，进而二氧化碳的限制排放也就成了全世界的关注热点。从五十年代开始二
氧化碳驱油地面工程技术就成为了二次采油以及三次采油的重要技术，并在具体
专门的实验室中进行了相关应用。
二、二氧化碳驱油地面工程的试验区
为了让二氧化碳驱注气开发技术能够在各大油田高效快速启动，应当积极探
索我国渗透油田的高效开发方式，尽可能的扩大对低渗透二氧化碳储存量的动用，并且相关研究技术人员也应当尽快投入到二氧化碳的现场试验区，能够形成各大
二氧化碳驱油技术
二氧化碳驱油技术
简单来说，就是把二氧化碳注入油层中以提高采油率。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。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、采油率提高显著等优点。这项技术不仅能满足油田开发需求，还能解决二氧化碳的封存问题，保护大气环境。
二氧化碳驱油是一项成熟的采油技术。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。美国是二氧化碳驱油项目开展最多的国家，每年注入油藏的二氧化碳量约为2000万～3000万吨，其中300万吨来自煤气化厂和化肥厂的废气。
据“中国陆上已开发油田提高采收率第二次潜力评价及发展战略研究”结果，二氧化碳在我国石油开采中有着巨大的应用潜力。我国现已探明的63.2亿吨低渗透油藏原油储量，尤其是其中50%左右尚未动用的储量，运用二氧化碳驱比水驱具有更明显的技术优势。
可以预测，随着技术的发展完善和应用范围的不断扩大，二氧化碳将成为我国改善油田开发效果、提高原油采收率的重要资源。
CO2驱油技术发展现状
２ Ｃ Ｏ 驱油 国外发 展 现状
国外在 ３ ０ 年代提 出注 Ｃ Ｏ ： 提高 原油采 收率 ， ５ ０ 年 代开 始 室 内实验 ， 第一个 Ｃ Ｏ ： 一Ｅ Ｏ Ｒ技术专利 于 １ ９ ５ ２年授 予 ， ６ ｏ年代 进行矿场试验 ， ７ ０年代 以后 理论 研究和生产应用都 获得 了迅 速
排放是 目前全球 范围内一个 重要的问题… 。
探 明的低渗透油藏原 油储 量为 ６ ３ ． ２亿 吨， 其中 ５ ０ ％左 右 为 尚 未动用 的储量 Ｊ 。因而 ， 二 氧化碳 驱油在 我国石油 开采 中有 着
巨大 的应用前景 。
Ｃ Ｏ 捕集 与 封 存 （ Ｃ Ｃ Ｓ ） 和Ｃ Ｏ ： 提高原油采收率 （ Ｃ Ｏ ： 一 Ｅ Ｏ Ｒ ） 是近年来 国内外备受关注 的温室气体 减排及 提高原 油采 收率技术 。美 国 、 澳大 利亚 、 加 拿大 等 国已实 现大 规模 管输 埋 存驱油 ， 管道输送技术和 Ｃ Ｏ 驱油技术都 比较成 熟 。 １ Ｃ Ｃ Ｓ和 Ｃ Ｏ ， 一Ｅ Ｏ Ｒ技 术
第２ ２期
向 如： Ｃ Ｏ 驱油技术发展现状
・４ ７・
Ｃ Ｏ ２驱 油 技 术 发 展 现 状
向 如
（ 长江大学 机械 工程 学院 ， 湖北 荆州 ４ ３ ４ ０ ２ ３ ）
摘 要： Ｃ Ｏ ２被认为是造成全球温室效应的主要原 因 ， 所 占比例达到 ７ ３ ％以上 ， 因此减少 Ｃ Ｏ ２的排 放是 目前全球 范围 内一个 重要的 问题 。
二氧化碳驱油安全性研究现状及发展趋势分析
二氧化碳驱油安全性研究现状及发展趋
势分析
摘要：当前，世界上的能源都是非常紧张的，而其中的二氧化碳驱油的应用前景和应用范围也是非常广阔的，但是，其所带来的风险也是不容忽视的。本文介绍了目前二氧化碳驱油安全性的研究状况，并在此基础上分析了二氧化碳驱油的发展趋势。
关键词：二氧化碳驱油；安全研究现状；发展趋势
随着技术的日益成熟，二氧化碳驱油已成为提高油田开发效益的一种主要方法。然而，随着二氧化碳驱油的项目越来越多，随之而来的是越来越多的安全隐患，一旦发生，不仅会给人民群众和财产带来严重的后果，而且还会对环境造成一定的污染。因此，在使用时要注意其安全性。
一、二氧化碳驱油技术简述
二氧化碳驱油技术是一种应用很广的技术，主要是在油田当中注入一定量的二氧化碳，从而增加了原油生产。在实际生产过程中，由于二氧化碳的存在，使得二氧化碳与储层原油的反应速度较慢。但在适当的温度、压力、组分条件下，二氧化碳与原油构成锋面，部分重氢气可逐渐替代锋面的气态。在此基础上，利用二氧化碳与原油逐步混合，形成混合液，再转变成单一液相，从而实现了从油井中逐步分离的目的，进而提高原油的采收效率。
二、二氧化碳驱油安全性研究现状
相对于国外而言，当前国内储层及相关环境的复杂，二氧化碳驱油已基本实现了大规模应用，且面临着诸多技术难题，需要深入开展二氧化碳驱油技术的研究，并对其现状进行分析。二氧化碳与石油混合，可以降低石油的粘稠度，并且随着石油的粘稠度越来越高，这种粘稠度也会越来越低。与此同时，还可以使石
油的体积发生变化，从而增加流体中的能量，进而提高石油的采收率。在石油和
CO2驱油与封存存在的问题及建议
驱油
存在问题与建议
（一）问题与挑战
原油组分含量对比
◆油藏条件差、混相压力高，实现混相驱难度大
国外：海相生油，原油性质好，轻质组分含量高，混相压力低（低于10MPa ）；
国内：陆相生油，原油重质组分含量高、混相压力高，一般大于20MPa ；
0.00
5.0010.0015.0020.0025.0030.0035.0040.00
CO2
C1+
C2+
C5+C7+C10+C13+C18+C23+
国内外部分油藏原油组成对比图0
102030
4050轻烃比例(%)
0.10.2
0.30.40.50.60.70.80.9密度(g/mL)
国外
国内
1234567粘度(cp)
◆非均质性强、易气窜，扩大波及难度大
国外：海相沉积，层厚，非均质较弱，波及体积大国内：
陆相沉积，层薄，非均质严重，气窜严重
储层以河道砂为主
有裂缝存在时CO 2波及范围
（一）问题与挑战
◆气源和运输成本高，规模化应用
美国：
CO2气主要来自天然CO2气源，建立了完善的
CO2气输送管网（超过3900英里），成本低，不足200元/吨。
国内：
天然CO2气源少，以高含CO2天然气分离及工业废气捕集处理为主，罐车或者漕船运输，成本较高，在300-1000元/吨。
◆缺乏矿场应用的政策支持
美国：
◆45Q条款于2008年首次颁布，当时的抵免额为10美元/吨（天然CO2）、20美元/吨（工业CO2）
◆天然CO2：2020年抵免额为20.22美元/吨，2026年35美元/吨；
◆工业CO2：2020年的抵免额为每31.77美元/吨，2026年50美元/吨
国内：
◆《中国应对气候变化科技专项行动》
国内外CO2驱油与封存技术概况
国内外
CO2驱油与封存技术概况
1950
机理深化，工业化
应用与推广
1980
1990
2015新型注入方式，波及效率改善方法
下一代CO 2驱技术
2020
•
注入大段塞CO 2 (0.8~1.0HCPV)•化学调控+井网调整•CO 2驱油与埋存
•
新领域应用（致密、页岩油气、ROZ 等）
•水平井+CO 2复合驱•（GAGD 、直井注、水平井采）
•
化学封窜体系
Marly Vuggy
Marly Vuggy
油
水
CO 2+油
垂直井采油
水平井采油
水平井注CO 2
垂直井注水
CO 2驱技术研究始于1950年代，逐步发展成熟，CO 2驱油与埋存成为技术发展的主要方向。
1、国内外注CO 2驱油与埋存技术应用现状
•
1952年，第一个专利发布：通过注入CO 2方式开采原油•
1974年，通过注入CO 2来提高采收率
方式提出，机理研究，先导试验
•1981年， 注入CO 2、惰性气体、中间烃混合气体提高采收率
•1986年， CO 2激发提高采收率方法
•1987年，利用CO 2提高采收率过程
•
1990年，CO 2注入剖面改善方法
•
1991年，CO 2/蒸汽水平井注入技术
•
2003年，复杂油藏新型注气方式
•2012年，气体辅助重力驱
油技术GAGD
•
2017年，CO 2波及效率改善方法
•2018年，CO 2驱油与埋存技术
•2018年，CO2驱高ROZ 油藏采收率
•2020年，CO 2在页岩储层中吞吐优化方法
•全球CCUS
现状
全球CCS/CCUS 大型示范工程建设和运营现状
(GCCSI ，
2020)
全球CCS/CCUS 大型示范工程数量变化
二氧化碳驱油技术存在的问题
二氧化碳驱油技术存在的问题二氧化碳驱油技术是一种增强油田采收率的方法，通过注入二氧化碳（CO2）来提高原油的流动性，推动原油向井口移动。尽管这是一种有前途的技术，但在实际应用中仍然存在一些问题和挑战：
1.碳源供应：二氧化碳驱油需要大量的二氧化碳供应，通常来自工业排放或特定的二氧化碳捕获项目。供应链的不稳定性和高成本是一个问题。
2.注入效率：二氧化碳注入到油层中的效率是一个关键问题。不同的地质条件和油藏特性可能导致注入效果不一致，有些地方可能无法实现预期的增收效果。
3.油水分离问题：由于驱油过程中原油与注入的二氧化碳混合，使得油水分离变得更为复杂。这可能导致油井生产中的分离和处理问题。
4.地质条件不同：二氧化碳驱油对地质条件有一定的要求，适用于某些类型的油藏。在一些地质条件不利的区域，可能无法实现良好的驱油效果。
5.气体回注：部分注入的二氧化碳可能在采收过程中返回到井口，形成气体回注。这可能影响油井的稳定性和效率。
6.环境和经济可行性：尽管二氧化碳驱油有助于减少温室气体排放，但捕获、输送和注入二氧化碳的全过程也涉及大量的能源消耗和经济成本。在环境和经济可行性方面仍需综合考虑。
7.地方社会接受度：二氧化碳注入可能引起地方社区的担忧和抵触情绪，例如对地下水质量和地质变化的担忧。社会接受度问题可能影响项目的推进。
解决这些问题需要综合考虑工程技术、地质条件、经济效益和社会因素，以实现二氧化碳驱油技术的可持续发展和广泛应用。
co2在油田注井驱油的应用
co2在油田注井驱油的应用
CO2在油田注井驱油的应用
引言：
油田开发是现代社会能源供给的主要来源之一，为了提高油井的产能和延长油田的寿命，注水驱油技术被广泛应用。然而，传统的注水驱油技术存在着一些问题，如水资源的浪费和环境的污染。近年来，CO2注井驱油技术逐渐受到关注，被认为是一种环境友好且高效的油田开发方法。本文将重点介绍CO2在油田注井驱油中的应用。
1. CO2注入技术的原理
CO2注入技术是通过将CO2气体注入到油层中，改变油水相对渗透率的比例，从而提高原油的采收率。CO2在高压下可以存在于气态、液态和超临界态，这使得CO2能够在油层中表现出独特的溶解和驱替油的能力。CO2注入后，会与原油中的组分发生物理化学反应，改变原油的流动性，减小油与岩石的粘附力，促进原油的流动，从而提高采收率。
2. CO2注入技术的优势
CO2注入技术相比传统的注水驱油技术具有以下几个优势：
2.1 环境友好：CO2注入过程中不消耗水资源，并且CO2气体可以从工业废气中回收利用，减少对大气的污染。
2.2 高效提高采收率：CO2注入可以改变油层的渗透性，减小油与
岩石的粘附力，促进原油的流动，提高采收率。
2.3 增加油田寿命：CO2注入技术可以延缓油井的衰竭速度，延长油田的寿命。
2.4 降低开发成本：CO2注入技术可以提高采收率，减少开发成本，增加经济效益。
3. CO2注入技术的应用案例
3.1 美国埃尔克山油田
美国埃尔克山油田是CO2注入技术应用最早、最成功的案例之一。通过将CO2气体注入油层，原油采收率从传统的30%提高到了50%以上，使得该油田成为美国最大的CO2驱油项目之一。
浅析二氧化碳驱油技术机理及发展前景
油气密度差越大， 浮力作用越明显。 二氧化碳气体越容易沿着油层的顶部流动， 气体突破的时间就越短， 大大降低了二氧化碳气体的体积波及系数 ， 导致采收
率 下降 。
（ ３ ） 扩散 、 弥散作 用 混相流 体的混合 作用有分 子扩散 、 微 观对流 弥散、 宏 观弥散三 种机理 ， 随着
压力７ ． ３ ８ ＭＰ ａ ￣态 下 ， ． Ｃ Ｏ ， 就 处于 超 临界状 态 。 此时Ｃ Ｏ ， 密度 近于 液体 ， 而粘 度
近于气体 ， 扩散系数介于气体和液体之 间，是液体的几百倍 ， 具有较强的溶 解性。
２ ． ２ Ｃ Ｏ 驱油 技术 机理 该 技术不论 是在开 发早 期的低 渗透油 藏开 发， 还 是晚期 的高含 水油 田提高 采收率 方面 ， 不论 是砂岩 油藏 ， 还是碳 酸盐岩 油藏均 能应 用。 对 于不 适合采 用一
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。 该技术不仅仅适用于常规油藏， 还适用于低渗、 特低渗
透油 藏 ， 可 以明显提 高原 油采收 率 。 将 二 氧化 碳注 入能量 衰竭 的油层 ， 可提 高 油 气 田采收率 ， 已成 为 世界 许多 国家 石油 开采 业 的共识 。
２＝氯 化碳 物 理化 学性 质 及驱 油技 术机 理
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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
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。
7、降低界面张力
二氧化碳混相驱中，二氧化碳抽提原油中的轻质组分或使其汽化，从而降低界面张力。
8、溶解气驱作用
大量的二氧化碳溶于原油中具有溶解气驱的作用。降压采油机理与溶解气驱相似，随着压力下降，二氧化碳从液体中逸出，液体内产生气体驱动力，提高了驱油效果。另外，一些二氧化碳驱油后，占据了一定的孔隙空间，成为束缚气，也可使原油增产。
9、提高渗透率作用
二氧化碳溶于原油和水，使其碳酸化。碳酸水与油藏的碳酸盐反应，生成碳酸氢盐。碳酸氢盐易溶于水，导致碳酸盐尤其是井筒周围的大量水和二氧化碳通过的碳酸岩渗透率提高，使地层渗透率得以改善，上述作用可使砂岩渗透率提高5%-15%，同时二氧化碳还有利于抑制粘土膨胀。另外，二氧化碳-水混合物由于酸化作用可以在一定程度上解出无机垢堵塞、疏通油流通道、恢复单井产能。
（二）二氧化碳驱油技术的几种方式
1、连续注二氧化碳气体
2、注碳酸水(ORCO)
2、二氧化碳气体或液体段塞后紧跟着注水
4、二氧化碳气体或液体段塞后交替注水和二氧化碳气体(WAG)
5、同时注入二氧化碳气体和水。
（三）二氧化碳驱油技术优点
1、在能源紧缺和节能减排的背景下，二氧化碳驱油有着非常广阔的推广利用前景，有关部门应适时出台相应的政策扶持措施，加快这一技术的推广应用。
2、二氧化碳驱油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。根据油田地质情况的不同，每增产1 t原油约需1～4.2t二氧化碳，可增产油田总储量约l0％的原油。
3、适合二氧化碳驱油的油藏储量就非常可观
4、二氧化碳驱油具有适用范围大、驱油成本低、采油率提高显著等优点
5、能满足油田开发需求，还能解决二氧化碳的封存问题，保护大气环境。
（四）二氧化碳驱油的油藏条件
根据大量的矿场试验，总结出适应二氧化碳驱油油藏的基本条件是：油层的岩性可以是灰岩、白云岩或砂岩等，二氧化碳溶于水后形成的碳酸可以溶蚀钙盐等，提高底层渗透率；二氧化碳你驱油油藏一般埋深在600-3500米，油层温度一般低于120℃，油层厚度大于3米；油层的破裂压力大于要求的注入压力，防止地层的压裂，影响驱油效果；油层具有大的空隙体积以便与二氧化碳接触，渗透率一般大于5个毫达西.
（五）二氧化碳驱油效果
大庆油田从1985年开始，为改善厚油层开发效果，提高采收率，在三个区块开展了小规模矿场试验。注气采取水气交替的注入方式进行，明显改善了开发效果，根据对采出气采集气样分析结果及生产井反映动态变化，试验区内80%～90% 左右的生产井已见到了注入的二氧化碳气体。室内试验结果表明，在油层条件下，二氧化碳可使萨南原油粘度下降35% ，使原油体积膨胀3.2% 。
注入后，原油粘度下降，原油轻质组份增加．分子量减小。原油这一性质的
1、CO
2
变化，反映了CO
对原油轻组份的萃取及使原油粘度下降的机理。
2
2、试验区内含水稳中有降，产油量增加，延长了油田的开采期，较大幅度地提高了原油采收率。试验区日产油量由注气前12t上升到26t，水油比由40降到17，日产原油为注气前的2.2倍，日增原油l4t。中心井注气前含水92.2%，注气后(1994年7月)最低降到84.4％，下降7.4个百分点。产液量由每天的55t上升到63t，日产原油由4.3t上升到9.6t，水油比由11.5降到5.6。日产原油为注气前的2.2倍。
3、调整了生产井的产出剖面。注气前(1994年4月)，全井有效厚度7.1m，只有底部2.8m有效厚度产液69t，含水92.5% 。注气后(1 994年1月)较注气前产液韶面发生了很大变化，注气前上部有4.3m油层不产液．注气后产液量66．2t．占垒井产液量的85.3% ，可见注气后产液剖面得到显著改善。
突破后，产出债由弱碱性变为弱酸性，钙镁离子明显增加。钙离子增加到6～
4、 CO
2
lO倍，镁离子增加到5～9倍，钙、镁离子增加，说明二氧化碳驱有垢质产生。
5、生产井产出液中氯离子和矿化度增加。注气后较注气前氯离子增加到39％，矿化度增加到82% 。这说明二氧化碳对水驱剩余油具有驱替作用，井可增加新的出油部位，提高了采收率。
（六）二氧化碳驱油国内外研究现状
1、国外研究现状
前苏联最早从1953年开始对注二氧化碳提高采收率技术进行研究。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，但都取得了好的应用效果。