CO_2井网驱油封存联合优化设计与敏感性分析

伴随碳捕集、利用与封存(CCUS)技术的应用,CO_2驱油作为其中重要一环在提高采收率、增加CO_2封存量方面发挥着重要作用。井网的合理布置能够改善驱油效果,是实现增油、减碳目标的关键。应用改进的粒子群算法对非均质油藏环境下CO_2驱井网进行驱油封存联合优化设计,实现非常规布井,使其相对于传统模式在得到较大累产油量的同时获得较小的气油比,并对影响参数进行敏感性分析,结果表明较大的渗透率有利于原油开采与CO_2封存,气油比大小受井距制约。数值模拟结果证明了本文方法的有效性。     

二氧化碳捕集、利用和封存技术应用现状及发展方向

简单介绍了二氧化碳捕集、利用和封存主要技术应用现状,并对其净减排量进行了分析。指出二氧化碳驱油(驱煤层气)、微藻制油、制化工产品、矿化及深咸水层埋存技术有较好应用前景,需要加大研发力度解决能耗高问题和通过加大与新能源耦合减少技术实施过程中的化石能源消耗,实现真正意义上的减排。二氧化碳捕集、利用和封存要重视环境风险问题,提高安全、环保技术水平。     

CO_2捕集、运输、驱油与封存全流程建模与优化

CO_2捕集、运输、驱油与封存(CCUS)全流程是CO_2减排的有效途径。为了进行CCUS全流程优化设计,保证CCUS技术的顺利实施,根据建立的CCUS全流程模型对其各子系统及全流程系统进行优化设计。采用遗传算法得到多元优化问题的最优解集。以某实际CCUS项目为例进行仿真,结果表明:在CCUS全流程的建设总成本中,CO_2捕集系统费用约占60%,CO_2运输系统费用约占15%,CO_2驱油与封存系统费用约占25%;CCUS全流程建模的优化设计降低了流程建设的总成本,验证了该方法的有效性。     

多法联用CO_2捕集提纯工艺模拟

将CO_2驱油气产出气中的CO_2捕集提纯后再循环回注,不仅能提高油气采收率,而且还可实现CO_2的地质封存,具有良好的社会经济效益。随着CO_2驱油气开发模式的投运推进,单一的捕集提纯工艺难以应对产出气中CO_2含量逐年增加并呈现大范围变化的状况。为了给油气田CO_2-EOR技术的推广提供支持,提出了4种多法联用的CO_2捕集提纯工艺方案,包括两级醇胺法、一级膜分离+一级醇胺法、二级膜分离+一级醇胺法、一级膜分离+两级醇胺法,并结合某油田CO_2驱工况数据开展了HYSYS软件模拟,重点分析了不同方案捕集提纯CO_2的富集程度及其能耗与经济性。研究结果表明:(1)产出气中CO_2浓度低时,可先投产两级醇胺循环工艺实现天然气脱酸工艺,同时须外购纯CO_2气按一定比例掺混后才能满足回注气CO_2纯度要求;(2)产出气中所含CO_2浓度增加时,宜在两级醇胺循环工艺前投用膜分离技术,可满足富集提纯气直接回注CO_2纯度的要求。结论认为,该研究成果可以为CO_2驱油产出气中CO_2富集提纯气工艺方案的确定提供工程实践指导。     

注CO_2驱油技术的室内评价方法及应用概况

注CO_2驱油作为一种有效提高采收率的方法,在油气田开采中已经占据越来越重要的地位。阐述了CO_2驱油机理、及其对应的驱油方式。其中比较系统的总结出了现行测定及评价注CO_2驱参数的各种室内试验方法并调研了CO_2驱油技术的国外概况和国内应用现状,提出在气源上,建议有关油田与工厂合作,合理的利用工业废气,开展CO_2捕集和驱油埋存先导性研究。     

基于改进粒子群算法的CO_2驱井网优化设计

CO_2驱油是碳捕集、利用与封存(CCUS)技术发展中的重要一环,对提高采收率、减少碳排放、增加经济效益具有显著的促进作用。CO_2驱过程复杂,驱油效率受多重因素影响,合理的布井方案可以有效地提高CO_2驱的采油效果。基于智能优化算法在求解非线性函数方面的优势,将改进的粒子群算法应用于油藏井网优化中,通过建立优化模型,充分考虑渗透率等影响采油效果的因素,力求实现产油量的最大化。通过仿真比较,优化后的井网系统累积采油量能得到较大提升。     

二氧化碳输送与封存方式利弊分析

面对二氧化碳排放导致环境急剧恶化的问题,CO_2捕集与封存(CCS)作为一种新兴的减排技术,成为了各国研究的热点,CCS不是一项单一的技术,它是多项技术的组合体,主要包括收集或捕获、输送和封存等三部分,其中CO_2的输送和封存是实现CCS技术的关键所在。本文介绍了CO_2的不同输送与封存方法,讨论了各方法存在的优缺点,为CO_2输送与封存提供理论依据。     

碳税:擒拿CO2利器

有了合理的碳税政策,石油企业的二氧化碳驱油技术便有了最基本的原料保障。该项技术就可以大规模推广,整个二氧化碳捕集与封存产业链会变得更加完整,运行更加顺畅。     

中国石油与神华携手共推温室气体减排

中国石油、神华集团目前商定共同探索将神华集团鄂尔多斯煤化工企业排放的二氧化碳,捕集后就近输送至长庆油田用于驱油,在提高采收率的同时实现封存二氧化碳的目的。两大能源央企的这次合作,被业界称为国内首次“跨地区、跨行业、跨企业”的二氧化碳捕集利用及埋存（CCUS）全产业链合作。     

中国CCUS-EOR技术研究进展及发展前景

碳捕集、利用与封存技术(CCUS)是减少碳排放的有效手段之一，是实现中国双碳目标的重要技术保障。CO₂驱油(CCUS-EOR)是其中最主要的CO₂利用方式。梳理了CCUS-EOR整个流程，系统阐述了捕集技术、输送方式和驱油封存过程的发展现状及发展前景。针对捕集过程，着重分析了不同CO₂捕集技术的优缺点、成本及其发展趋势，指出了中国在大规模碳捕集成本和捕集工艺方面存在的问题；针对输送过程，着重分析了超临界管道输送面临的挑战如管道建设、管输工艺和管输设备等方面；针对CO₂驱油过程，着重分析了中国在CCUS-EOR技术上的技术水平、应用规模及生产效果方面存在的问题；针对CO₂封存过程，侧重对埋存的安全性进行分析，列举了可能的CO₂泄漏监测方法。中国的双碳政策指引、主要产油盆地周边源汇匹配、储量丰富的低渗透油藏都为CCUS-EOR的发展奠定了良好的基础，但在大规模低浓度捕集技术、长距离超临界管道输送技术、规模化驱油埋存、智能化监测技术等方面与国外较为成熟的工业化C...     

CCS—EOR项目碳净减排量方法学模型

介绍了碳捕集与驱油封存项目工艺流程,以此为基础建立了碳捕集与驱油封存过程碳净减排量的计算模型。以50万吨/年碳捕集与驱油封存项目为例,参照目前主流工艺水平,核算了每吨CO2的实际减排量和能量消耗值。计算结果表明,对碳捕集与驱油封存项目,在没有采出气回收环节的情景下,每吨CO2的净减排量为0.496 5 t,能量消耗值为5.740 5 GJ;在有采出气回收环节的情景下,每吨CO2的净减排量为0.395 1 t,能量消耗值为6.6117 GJ。     

CO_2驱配套地面工艺技术研究现状

CO_2驱油是油田提高采收率的重要手段之一,开展对CO_2驱油配套地面工艺全过程(CO_2的捕集、管输、增压及回注)的系统梳理与总结,有利于明确其关键技术问题,以推广该技术的应用。对CO_2捕集工艺而言,须明确各工艺方法的适用性,深入研究多法联用技术以适应工况的变化;根据所建膜分离和化学吸收法联合捕集工艺的模拟,表明该工艺方案可以实现对含高浓度CO_2产出气中CO_2的富集提纯以利于CO_2的循环注入工艺。对CO_2管道输送工艺而言,根据应用PR方程所开展的含杂质CO_2物性参数计算结果,明确了杂质种类、杂质含量以及沿线温度压力变化对CO_2物性参数的影响不可忽略,选用精度高的物性计算方法,关注杂质对管输CO_2相态及物性参数的影响至关重要;根据应用商用PIPESIM软件所建立的CO_2管输工艺模型计算结果,指出在水力热力计算结果上所开展的参数优化须充分考虑各种因素对运行参数的影响,以期得到更优的计算结果。对CO_2增压工艺而言,在相平衡控制和预处理基础上开展的增压设备选型是保证该工艺经济可行的关键。对CO_2回注工艺而言,完善的注入增压技术的应用须重点关注气体组成。最后,给出了CO_2驱配套地面各关键环节工艺设计的建议。     

二氧化碳捕集技术研究进展及其在驱油中的应用

控制二氧化碳(CO₂)排放对保护环境至关重要。综述了目前主流的CO₂捕集技术,包括吸收法和吸附法。介绍了膜分离、离子液体和超重力等化工过程强化技术分别结合吸收法和吸附法在CO₂捕集中的研究进展。CO₂驱油(CO₂-EOR)是CO₂捕集后重要的封存及利用方式,介绍了化学吸收法CO₂捕集应用于CO₂-EOR项目的典型案例。指出需要进一步降低目前CO₂捕集技术的能耗和成本、提高CO₂-EOR注入气源的质量和纯度,并对未来CO₂捕集、利用和封存技术的发展进行了展望。     

中国CO_2驱油与埋存技术及实践

系统阐述近年来中国CO_2驱油和埋存理论及技术的最新进展,并提出了下一步发展方向。基于陆相油藏地质特征,发展和形成了5个方面的理论和关键技术:①丰富了对陆相油藏CO_2与原油间的组分传质特征、微观驱油和不同地质体埋存机理的认识;②形成了CO_2驱油藏工程参数设计、注采调控、开发效果评价等油藏工程技术系列;③发展了CO_2分层注气工艺、高效举升工艺、井筒腐蚀在线监测与防护等采油工程技术系列;④创新了CO_2捕集、管道输送、地面注入、产出气循环注入等地面工程技术系列;⑤形成了CO_2驱油藏监测、安全环保评价等配套技术系列。在此基础上提出了下一步技术发展方向:①突破低成本CO_2捕集技术,提供廉价的CO_2气源;②改善CO_2与原油之间混相的技术,提高驱油效率;③研发提高CO_2波及体积技术;④研制更高效举升工具和技术;⑤加强CO_2埋存监测基础理论研究和关键技术的攻关。吉林油田的实践表明CO_2驱油与埋存技术在中国具有广阔的应用前景。图4表5参36     

二氧化碳驱油及封存过程中的地质安全界限体系

针对CO_2驱油及封存过程中的地质安全问题,利用油气封盖理论和油藏工程理论,研究了油藏条件下CO_2驱油及封存的定量地质安全界限体系。研究结果表明:CO_2驱油及封存过程可划分为CO_2注入驱油阶段、CO_2注入封存阶段和CO_2静态封存阶段;CO_2在油藏条件下存在扩散泄漏、低速渗流泄漏和高速渗流泄漏3种泄漏机理;CO_2的地质安全性主要受盖层岩封堵压力、断层岩封堵压力、断层重开启压力、断层岩破裂压力及盖层破裂压力等的控制。研究成果对CO_2驱油及封存项目的选址及风险分析有重要意义。     

电厂烟气CO_2捕集技术及在三次采油中的应用

CO2驱油是提高采收率非常有效的技术,但由于目前缺少高纯度的CO2资源,制约了该项技术的推广应用。从电厂烟气中捕集纯化CO2是解决驱油用CO2资源的途径,不仅可以获得强化采油所需的CO2,提高了经济收益,而且能实现CO2地质封存,控制温室气体排放,节能减排。     

延长油田CO_2非混相驱地质封存潜力初步评价

针对CO_2驱油项目地质封存潜力评价难度大的问题,选取了一种适合延长油田低渗透油藏CO_2驱油与封存的潜力评价模型,从延长油田176个油藏中筛选出87个适合CO_2非混相驱的油藏,运用模型对靖边及吴起2个CO_2驱油先导试验区的地质封存量及封存潜力进行了评价,全面掌握了延长油田开展CO_2非混相驱油的地质封存潜力,为CO_2驱油与封存试验区的选择提供了决策参考。经统计与计算,2个先导试验区已累计注入并动态封存CO_2约9.4×104t,87个适合CO_2非混相驱油藏的理论地质封存量约为6×108t,有效地质封存潜力可达4×108 t。     

低渗透致密油藏CO2驱油与封存技术及实践

延长油田将煤化工CO2减排和CO2资源化利用创新结合,开创了陕北地区煤化工低碳发展和低渗透致密油藏绿色高效开发联动发展的产业模式。系统阐述了延长油田全流程一体化碳捕集、利用与封存（CCUS）技术及矿场试验,形成了煤化工低温甲醇洗低成本CO2捕集技术,提出了低渗透致密油藏CO2非混相驱“溶蚀增渗、润湿促渗”新理论,形成了以提高CO2混相程度和CO2驱立体均衡动用为主的CO2高效驱油技术,明确了储层上覆盖层封闭机理,完善了盖层封盖能力和CO2封存潜力评价方法,丰富了油藏CO2安全监测技术体系。矿场实践表明CO2驱油与封存技术在低渗透致密油藏具有广阔的应用前景。     

低渗透油藏CO2驱提高采收率技术进展及展望

CO2驱技术可以提高低渗透油藏采收率和实现CO2地质封存,在中国具有广阔的应用前景。针对中国陆相低渗透油藏复杂的地质和开发特征,系统阐述了中国石化CO2驱油理论、油藏工程优化设计、注采工程及防腐工艺、产出CO2回收利用等技术进展及矿场试验情况。分析了低渗透油藏CO2驱技术面临的挑战和技术需求,从低成本CO2捕集、输送、降低混相压力,改善CO2驱开发效果、埋存优化及监测技术和超临界CO2压裂技术等方面提出了加快CO2驱技术发展的建议。对于推动CO2驱油和埋存技术发展,提高低渗透油藏储量动用率和采收率、保障国家能源供应和低碳减排具有重要意义。     

低渗透-致密油藏CO2驱油与封存协同评价方法

针对目前CO2驱油与封存（CCUS-EOR）油藏工程理论缺少对CO2驱油与封存协同评价指标及协同评价方法相关研究的问题,从CO2驱油与封存双目标协同设计的角度出发,明确CO2驱油与封存油藏工程方案设计原则,构建CO2驱油与封存油藏工程评价指标体系。分析驱油与封存双目标评价指标间的内在联系,构建CO2驱油指数和CO2埋存指数。在此基础上,构建CO2驱油与封存油藏工程协同评价指标：CO2驱油与封存协同指数,建立CO2驱油与封存协同评价模型,形成CO2驱油与封存协同评价方法。低渗透-致密油藏试验井区的应用实例表明,该协同评价方法有助于明确CO2驱油与封存油藏工程方案中关键注采参数的技术政策界限,所推荐方案能够同时实现驱油效果好和埋存量大的双重目标。