一种基于组分闪蒸运算的CO2驱动态埋存潜力计算方法

CO₂驱油与埋存具有经济效应和环保作用,计算CO₂埋存潜力对油藏开发方案设计和安全封存意义重大。已有的潜力计算方法主要针对CO₂的静态埋存潜力进行粗略估算,不能考虑油田的生产实际。为此,提出了一种基于组分闪蒸运算的CO₂驱动态埋存潜力计算方法, 方法基于组分闪蒸运算,考虑了油田的生产实际和CO₂驱的埋存机理,可以计算溶解CO₂、束缚CO₂、自由CO₂和总的CO₂埋存潜力。研究表明:随着埋存时间的增加,会有自由CO₂转变成束缚CO₂和溶解CO₂;经历过水驱开发的油藏,地层水含量高,不能忽略CO₂在地层水中的溶解。基于组分闪蒸运算的CO₂驱动态埋存潜力计算方法可以计算不同种类油藏不同开发方式的动态埋存潜力,方法简单实用且符合生产实际。     

盐水层CO2溶解埋存潜力确定方法

盐水层CO2埋存是一种较为普遍的缓解温室效应的对策之一,而溶解埋存是埋存过程中较为稳定的埋存方式,因此亟需建立一种准确计算溶解埋存潜力的方法。首先利用DUAN等提出的模型计算CO2在水中的溶解系数,进而求得理论溶解埋存量;然后建立有效埋存系数表征指标,并考虑溶解埋存的主控因素,基于数值模拟与回归分析的方法,建立溶解埋存有效埋存系数的预测模型。研究发现：当水平渗透率和地层倾角一定时,溶解埋存有效埋存系数随着初始压力的增大而增大;当初始压力一定时,溶解埋存有效埋存系数随着水平渗透率的增大而增大,随着地层倾角的增大而减小。预测模型预测结果与数值模拟计算结果吻合程度较高。利用孤东油田七区实际参数计算得到理论溶解埋存量为65.382 Mt,溶解埋存有效埋存系数为0.079,溶解埋存有效埋存量为5.178 Mt。     

基于物质平衡方程的CO2理论构造埋存量计算新方法

为进一步提高盐水层中CO₂埋存潜力评价的准确性,基于物质平衡方法,建立CO₂构造埋存过程的物质平衡方程,在对CO₂可埋存地下体积准确计算的基础上,提出了一种新的CO₂理论构造埋存量计算方法。结果表明：新方法计算的CO₂理论构造埋存量,与面积法、容积法相比,误差更小,仅约为10%;新方法可同时预测CO₂增压埋存条件下和保压埋存条件下的理论构造埋存量,且随着注入时间或注采比的增加,CO₂理论构造埋存量和地层压力均呈现不断增加的趋势。该方法对CO₂构造埋存量研究及CO₂注入量实时动态控制具有重要意义。     

CO2地质埋存技术与应用

全球CO2每年排放量约240×108t,地质埋存技术被认为是近期内温室气体减排的主力军。本文首先简要介绍了国际性气候变化会议发展历程,阐述了中国的CO2减排行动、地质埋存路线和地下封存潜力。其次,总结了国内外CO2在高含水老油田、低渗透油藏、天然气田、页岩、煤层、废弃气藏和凝析气藏、盐水层、废弃油藏、煤炭开采废弃矿井区等地质体的提高采收率与埋存"双赢"技术以及封存机理、研究方法、关键技术、示范项目及封存量等,描述了海洋封存、海底沉积物层内封存、CO2水合物方式存储、CO2置换强化开采天然气水合物、CO2作为注入介质开采地热等最新研究动态。最后结合安全埋存,探讨了CO2地质埋存技术的相关科学问题,为我国下一步的CO2地质埋存汲取先进经验。     

底水砂岩气藏注CO2驱气提高采收率机理及埋存效果

注CO₂已被广泛应用于提高油气藏采收率,但有关底水砂岩气藏注CO₂驱及CO₂埋存协同开发的研究较少,气态CO₂和超临界态CO₂驱替天然气的机理和差异尚不明确。为了改善底水砂岩气藏水侵情况和明确气态与超临界态CO₂驱提高采收率及CO₂埋存机理,以X底水砂岩气藏为例,开展了注CO₂驱适宜度评价,提出了X气藏CO₂驱最优开发方案,并对比了气态和超临界态CO₂驱提采机理和效果,最后对注CO₂驱最优方案开展了生产及埋存预测。研究结果表明：(1) X气藏适合进行注CO₂驱,注CO₂提高采收率的最优方案即注采井网为低注高采、关井时机为采出气CO₂浓度达10%～20%、转注时机为地层压力7.5 MPa、压力恢复水平为地层压力7.5 MPa、注气速度为3.5×10⁴ m^...     

CO2驱油与埋存技术新进展

碳达峰和碳中和发展战略以及社会经济发展对石油等能源需求量的持续增长,为CO₂驱油与埋存技术带来了巨大的发展机遇,也提出了前所未有的挑战。从目前中外CO₂驱油与埋存研究现状入手,通过CO₂驱油与埋存机理和影响因素分析,提出了CO₂驱油与埋存存在的问题和发展方向。结合实践将CO₂驱油与埋存研究内容总结为目标优选、相关机理实验研究、方法技术攻关、经济性评价、安全性评价和现场实践等6方面。CO₂驱油与埋存存在的问题主要包括：CO₂驱油与埋存应用的油藏类型还非常有限,CO₂气田分布特征及其与CO₂驱油与埋存目标油藏之间的时空匹配关系研究还未引起足够重视,CO₂驱油与埋存机理等研究还存在诸多问题,CO₂驱油与埋存方案设计有待优化,CO₂驱油与埋存经济有效性评价体系尚未建立,CO₂埋存安全性跟踪评价还存在一系列问题。对...     

低渗透油藏注CO2混相驱及CO2埋存评价

注CO₂开发低渗透油藏不仅能增加原油采收率，还能将CO₂埋存在地下，实现双赢。为了明确X低渗透油藏注CO₂混相驱油机理、CO₂在地层中的运移规律以及埋存机理，利用实验和数值模拟相结合的方法，从注CO₂混相特征、注CO₂参数优化和CO₂埋存评价3方面对X低渗透油藏进行研究。结果表明：地层原油注CO₂最小混相压力为26.03 MPa,CO₂有降低原油黏度和密度的作用；通过参数优化确定的推荐注采方案与衰竭开采相比，累计增油量为96.21×10⁴ t，主力开发层系X4-2、X4-3提高采收率分别为9.37百分点、6.02百分点；CO₂注入地层后，随着时间的推移，在平面上不断向四周扩散，在纵向上受重力分异的作用向上运移；评价区块注CO₂驱推荐方案预计CO₂埋存量为68.08×10⁴ t，其中构...     

油藏CO_2地质埋存潜力的计算方法

油藏具有良好的封闭条件和巨大的储存空间,可以作为地质埋存CO2的理想场所。CO2地质埋存的潜力可以从自由气埋存、溶解埋存和矿化埋存3个方面进行计算。自由气埋存量可用基于类比法的有效埋存量计算方法进行计算,溶解埋存量采用相关溶解度公式进行计算,矿化埋存量通过X衍射实验进行评价。利用文中提出的计算方法对某油田CO2的地质埋存潜力进行了初步评估。结果表明:该油田CO2埋存的潜力约为33.569×108t,相当于2003年全国CO2排放总量的94%。该计算方法也可为中国CO2的减排提供部分依据。     

油田CO2 EOR及地质埋存潜力评估方法

地质埋存是减少CO2排放、防止全球变暖的有效途径之一.实践证明,将CO2注入油藏提高采收率(EOR)是一种技术和经济都可行的地质埋存方法.在调研的基础上,分析总结了油田CO2埋存潜力评估工作内容及评价方法:油田CO2埋存潜力工作应当包括地质评估、埋存筛选、EOR筛选及潜力评估四方面的内容.目前埋存潜力评估方法没有统一的存储能力准则,但计算方法都以物质平衡为基础.油田CO2埋存潜力评估工作,应结合国内油田的开发状况、油品特点,制定新的CO2 EOR和埋存油藏筛选标准以及埋存潜力评估方法.完善不同EOR操作方式下的CO2埋存潜力评估方法,以适应不同情况、不同等级的评估要求.应用国内外专家提出的标准和方法对胜利油田老油区的CO2 EOR和埋存潜力进行了评估.     

油藏中CO2埋存潜力评价模型与关键参数确定方法

油藏是CO₂地质埋存的重要场所,同时向油藏中注入CO₂能够提高油藏采收率,是一项双赢技术。在国内外CO₂埋存潜力评价方法基础上,针对中国油藏具有高含水、非均质性强、混相压力高等特点,提出了考虑溶解、CO₂波及体积、驱油机理的埋存潜力评价方法,并分别采用分流理论、热力学理论、统计分析等手段确定了溶解系数、最小混相压力、埋存系数、采收率、波及系数等关键参数的计算方法,建立了一套完整的油藏中CO₂埋存潜力评价体系。采用该评价体系对新疆油田进行了埋存潜力评价,结果表明该体系具有非常好的实用价值,值得在CO₂埋存领域推广。     

深部盐水层CO2埋藏量计算方法研究与评价

盐水层分布范围广,对CO2埋藏潜能大,将CO2注入深部盐水层进行埋存,已成为一种重要的减缓温室效应的途径。针对埋藏过程中如何准确预测CO2埋存容量这一重点和难点,简要论述深部盐水层CO2埋藏机理及适合进行CO2埋存的深部盐水层储层条件,重点介绍了几种深部盐水层CO2埋藏量的计算方法,并对比分析了不同方法对注入量的影响,提出适用于中国深部盐水层条件的CO2容量计算方法,为CO2在盐水层中埋藏的实际应用提供一定的参考和借鉴。     

盐水层CO2稳定埋存效率及储层参数优化

CO₂埋存是应对“碳达峰”和“碳中和”最为有效的埋存方式,为了筛选适合CO₂长期稳定埋存的盐水层,考虑了CO₂在盐水层中的4种埋存方式,建立了评价盐水层CO₂稳定埋存效率综合表征指标,并且基于数值模拟与Pearson (皮尔逊)相关系数统计的方法,确定影响盐水层CO₂稳定埋存效率的主控因素为储层底层与顶层渗透率的比值、储层中部渗透率和温度,在此基础上进行了盐水层CO₂稳定埋存储层参数优化。研究结果表明：反韵律储层有利于盐水层CO₂的稳定埋存,且储层底层与顶层渗透率的比值为1/7时,稳定埋存效率综合表征指标较大,盐水层CO₂稳定埋存潜力较大;当储层温度为55℃时,稳定埋存效率综合表征指标达到较高水平;随着渗透率的增大,稳定埋存效率综合表征指标先增大后减小,渗透率为0.8μm²时,盐水层CO₂稳定埋存潜力较大;因此,确定反韵律储层渗透率级差为7、储层渗透率为0.8μm     

胜利油田老油区CO2提高原油采收率及其地质埋存潜力评估

胜利油田经过近40年的开采,大部分油藏已进入开发中后期,注CO_2提高原油采收率(CO_2 EOR)及地质埋存技术应用前景广阔.以胜利油田老油区3个采油厂共183个油藏作为评估对象,依次从区域地质、CO_2埋存油藏筛选、CO_2EOR油藏筛选、增产油量及埋存潜力计算4个方面进行CO_2EOR及埋存潜力评估.评估结果表明,胜利油田老油区距离CO_2主要排放源近,具备CO_2埋存的地理和地质条件,共有41个油藏适合埋存,其中18个适合EOR,23个可作为废弃油藏直接埋存,期望总增产油量为999.72×10~4t,CO_2总埋存量为9 553.92×10~4t,整体可提高采收率5.76%.油藏的地质储量越大,CO_2埋存量和增产油量越大,越适合大规模的埋存工程.地质储量大的CO_2EOR油藏是将来CO_2埋存的首选场地.可用于埋存的(即将)废弃油藏数量多且地质储量大,在不久的将来很有可能成为CO_2埋存的主力油藏.图6表6参27     

海上CO2埋存井井筒温度压力影响因素研究

准确预测CO₂埋存过程中井筒温度压力场以及CO₂的物性参数变化对安全埋存至关重要。为此,建立了埋存井井筒温度、压力与CO₂物性参数的耦合计算模型,计算得到了实例井井筒温度压力分布以及CO₂物性参数随井深的变化规律,并对注入参数对于井筒温度压力分布影响规律进行分析。研究结果表明：井筒内CO₂流体的流速、努塞尔特数和对流换热系数随井深的增加而增大,密度、黏度、摩阻系数、导热系数和普朗特数随井深增加而减小,定压比热容在温度压力综合作用下有一定波动;注入温度对井筒压力和井底温度压力影响很小;注入速率增大会使相同井深处温度降低、压力升高,调节注入速率可以在对压力影响较小的同时有效调节井筒温度分布;注入压力的变化对压力梯度几乎无影响,在压力较大时对温度梯度影响较大,通过调节注入压力可以有效调节井筒压力分布。研究结果可为海上CO₂埋存井井筒完整性的准确评价提供理论基础。     

页岩油CO2非混相吞吐与埋存实验及影响因素

将CO₂注入页岩,不但能提高页岩油采收率,还能达到埋存CO₂的目的,但CO₂吞吐和埋存的影响因素较多且相互作用。为搞清楚页岩油CO₂非混相吞吐与埋存特征,通过开展页岩岩心CO₂吞吐、吸附实验,定量评价了CO₂注入压力、CO₂相态类型、储层温度、闷井时间、裂缝、吞吐次数对CO₂吞吐效果以及颗粒直径、CO₂注入压力、储层温度对CO₂埋存效果的影响程度。研究表明：增大注入压力不但有利于CO₂吞吐,还能增大吸附量;增加注入压力会诱导天然微裂缝的扩展、延伸,有利于扩大CO₂波及面积,减小原油渗流阻力;当储层温度小于50℃时,温度升高有利于提高吞吐采收率,但会降低CO₂吸附量;当温度大于等于50℃时,温度升高不利于CO₂吞吐和埋存;在超临界条件(7.4 MPa、31℃)下CO₂     

高矿化度地层水对废弃气藏注CO_2埋存影响研究

本文开展了高矿化度地层水对废弃气藏注CO_2埋存影响研究。高矿化度气藏体系在生产中伴随着结盐颗粒和凝析液的产生,地层水蒸发促使体系液相重质化,凝析液量增加;矿化度抑制了凝析液量产生,矿化度越高,凝析液量越小。对于废弃高矿化度气藏,随着CO_2注入量增加,凝析液量减小,露点压力降低,反蒸发区域减小,液相密度减小。生产中,地层水矿化度越高,体系CO_2埋存量越小,注入CO_2加速了地层水蒸发,促使气相中水含量增加,体系结盐量增加。     

页岩油井缝网改造后CO2吞吐与埋存特征及其主控因素

为了明确裂缝性页岩储层注CO₂吞吐后的埋存效果,探究注CO₂吞吐实现CO₂有效埋存的可行性,通过建立含复杂缝网的页岩油井CO₂吞吐与埋存数值模型,对比不同生产与裂缝参数下的吞吐与埋存特征,并引入灰色关联分析方法确定了影响CO₂吞吐与埋存效果的主控因素。结果表明：CO₂吞吐不仅可以提高页岩油的采收率,而且可以实现部分CO₂的有效埋存,埋存系数可达0.40;注CO₂吞吐开发页岩油藏时,吞吐和埋存效果随着吞吐轮次、注入速度、闷井时间和周期注入量等生产参数的增大而增强,其中吞吐轮次对吞吐效果影响最大,可使累计产油量增加22.12%,注入速度对埋存效果影响最大,可使埋存系数达到0.40;CO₂吞吐时间越晚,累计产油量越少,但埋存系数越大,累计产油量每年减少3.47%,埋存系数每年增加39.48%;页岩储层裂缝条数、长度的增加有利于提高采收率、实现更多的CO₂埋藏,累计产油量最大可...     

CO2的埋存与提高天然气采收率的相行为

CO₂捕集与埋存可实现大气中CO₂的有效降低,但成本高昂,而处于特定温度压力范围的气藏可保证超临界CO₂的稳定埋存,是其理想的埋存靶场。研究认为：气藏中所储存的具有开发潜力的天然气会挤占超临界CO₂的地层空间,影响其稳定埋存;选择适合的超临界CO₂稳定埋存深度,在埋存的同时利用CO₂驱替开采天然气,有利于CO₂埋存并降低成本;在向气藏注入CO₂提高天然气采收率的过程中,CO₂驱替地层天然气的过程是“混相驱替”。根据PY干气藏温度、压力条件,在CO₂与天然气混合体系PVT相态特性实验测试基础上,运用状态方程模拟方法,分析了3种不同流体带特别是超临界CO₂天然气过渡带的偏差系数、地下体积比、密度、黏度的变化,明确了利用气藏实施超临界CO₂稳定埋存与注CO₂提高天然气采收率相互配套的必要性和可行性,并据此给出PY气藏在实施注入CO₂提高天然气采收率技术时,超临界CO₂可行的注入深度和采气压力范围。     

炼油厂排放二氧化碳用于驱油埋存的可行性评价

二氧化碳捕集和驱油埋存是目前解决温室气体减排的可行方法。为分析炼油厂排放的CO2用于油田驱油同时埋存的可行性,通过聚合物驱的吨聚增油和CO2驱油埋存的CO2利用系数2个指标,建立了等效CO2利用系数、CO2等效成本上限、CO2经济极限成本和极限供气距离等计算公式。以N公司所属的炼油厂和油田为例,估算了炼油厂CO2的排放量、捕集量和适合CO2驱油田CO2的有效埋存量。分析结果表明,当CO2利用系数为0.25t/bbl且CO2捕集成本为30美元/t时,炼油厂捕集的CO2用于驱油埋存是可行的,CO2在低渗透油藏的驱油埋存可以达到聚合物驱在高渗透油藏的驱油效果,建议有关油田和炼油厂联合开展CO2捕集和驱油埋存先导性试验。     

盐水层CO2埋存潜力及影响因素分析

温室气体CO2使全球气候变暖,对人类生存和社会经济发展构成了严重威胁.只要CO2的埋存场所和埋存方法选取得当,全球将具有巨大的发展潜力.沉积盆地深部存在体积巨大的含盐水层,盐水不宜开发利用,但可用来埋存CO2.文中首先对盐水层CO2埋存机理进行研究分类,得到盐水层CO2埋存量计算公式;然后,在分析埋存机理及埋存公式的基础上,通过数值模拟的方法对影响盐水层CO2埋存的地层及流体因素进行了综合分析,并对各影响因素进行了系统评价.