注二氧化碳与氮气提高石油采收率技术的对比研究与应用

注二氧化碳与氮气提高石油采收率技术的对比研究与应用

作者：罗红芳高占虎

来源：《中小企业管理与科技·上旬刊》2014年第08期

摘要：本文描述了我国提高采收率的发展现状，以及适合注CO2与N2的筛选标准。讨论了注CO2提高油气藏采收率的机理，并对注CO2与注N2提高采收率两者做了比较。评价了不同注入CO2与N2的驱替效果，结果表明：中轻质油藏适合注CO2驱油，而埋藏较深的，重力驱气顶油藏和凝析气藏适合注N2。

关键词：采收率发展现状 CO2驱 N2驱混相驱非混相驱

1 我国提高采收率的发展现状

针对我国大多数油田是陆相沉积的特点，在石油行业大力发展提高石油采收率技术，特别是目前比较成熟的化学驱取得了飞速发展。如聚合物驱油已形成完整的配套技术，并已在大庆、胜利等大油田工业性推广；复合驱油技术获得重大突破，先导性试验获得成功。同时也暴露出一些生产实际问题，为今后技术的发展提出了新的研究课题。

在微生物采油技术方面，开展了多项工作：微生物地下发酵提高采收率研究，生物表面活性剂的研究，生物聚合物提高采收率的研究。注水油层微生物活动规律及其控制的研究。目前辽河油田、胜利油田、新疆油田等油田均在开展室内研究与应用。

气体混相驱研究相对较晚，与国外相比还有很大差距。随着西部油田的开发，安塞世界级气田的发现，长庆注气混相驱和非混相驱被列入国家重点攻关项目。吐哈油区的葡北油田注烃混相驱矿场试验得以启动，大大推动了我国混相驱提高采收率技术的快速发展。

总体上来看，世界范围内的EOR工程在20世纪80年代处于高峰期，而后略有下降，90年代末又稍有回升。进入21世纪，EOR工程的数量仍大幅度减少。但随着勘探费用上涨、勘探难度加大以及目前高油价的形势，

终将再一次刺激EOR工程数量的增加和技术研究的热潮。

2 适合注CO2与N2的筛选标准

很多文献中已经给出了CO2和N2的筛选标准见表（1）、表（2）。

表1，表2的适用性虽然很广泛，但是仅仅表明了油气藏是否适合注CO2进行驱替，没有考虑适合CO2混相驱的油藏必须尽快达到混相压力。CO2所需最小混相压力要比N2，烟道气，天然气的混相压力小，由于这种压力限制，所以CO2混相驱对浅层有较好的开发效果。混相压力随着油藏深增大而增大，当原油密度大于0.9218g/m3时则不适用于CO2混相驱，从表中还可以看出当原油密度小于0.8251g/m3，埋藏深度小于762m时也不适合CO2混相驱。除此之外油藏的非均质性也是影响CO2驱替的原因。

3 注CO2提高采收率的机理（表3）

4 注CO2与注N2提高采收率比较

N2与CO2在油藏条件下的性质截然不同，当压力大于27.5MPa时，会随温度的增加而增加，当压力继续增大至41MPa时其粘度又随温度的增大而减小。而CO2不同，其在任何情况下粘度都随温度的增加而减小。在油藏条件下，CO2比N2的粘度要大因此其驱油效率也大，而在相同油藏条件下N2粘度小于天然气，因此可以用开采凝析气藏和重力驱气顶油藏。N2在原油中的溶解度小于CO2，其体积膨胀系数自然要比CO2小，所以在同样条件下自然选择CO2作为驱替介质要比N2好，同时由于N2驱只适用于密度小于0.850的轻油（8），N2需要的混相压力较高，再加上N2来源广，价格便宜，因此推荐在重力驱气顶油藏和凝析气藏中使用N2驱。

由于CO2能够提取C5～C30范围内更重的组份，这就意味着CO2能够与几乎没有C2～C6组份的原油达成混相。因而这种方法可以应用于很多油田，CO2驱通常要求原油相对密度在0.99042以上，混相压力在10.34MPa以上，这与N2驱相比之下它的应用范围将会更加广泛。CO2溶于原油其可以降粘，可使原油体积膨胀，可生成碳酸，这些性质都对驱替原油有更好的效果，另外他可使接触地区内的原油饱和度减小至约为孔隙体积的5%，在有些油藏条件下，CO2的密度接近于原油并逼近于水。这就极大限度的把石油中的较重组份（C30的烃）占优势的影响减小至最小限度。另外，由于CO2的粘度是甲烷的2～4倍，因此它可以改善关于烃混相法的波及系数。

5 结论

对于埋藏较深的油藏，注N2是最佳选择，由于 N2的最小混相压力太高，所以中等深度油藏不适合，而由于N2的密度，粘度均较小所以在重力驱气顶油藏和凝析气藏适合注N2。中轻质油藏适合注CO2，从以往的经验来看CO2混相驱油藏，其最小含有饱和度不得小于体积的20%孔隙，为了改善非均质性带来的影响，在注驱前要查阅能够反映油井注水历史，测井，试井等资料，从经济方面考虑，我国现今CO2气田比较少，所使用的大部分CO2来源于商业气，所以小型油藏进行注CO2驱替是比较理想的选择。

参考文献：

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[2]江怀友，沈平平，卢颖，姜良冀，罗金玲.CO2提高世界油气资源采收率现状研究[J].特种油气藏，2010年4月十七卷第二期.

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