碳中和背景下CO2驱油技术研究进展

CCUS是指CO₂捕集、利用和封存,是解决全球气候变暖、控制CO₂排放的重要技术手段,CO₂驱油是CO₂利用的主要形式之一。本文阐述了CO₂混相驱、非混相驱和近混相驱的驱油机理、影响因素及国内外发展简况,系统整理并归纳了国内外CO₂防气窜及提高波及体积技术,重点介绍了水气交替技术、化学封窜剂、CO₂泡沫驱、碳化水驱和增稠的CO₂驱,包括基本做法、封气窜原理、研究进展等,探讨了CO₂驱油过程中存在的问题及解决对策,为碳中和背景下非常规油气的绿色开发提供理论指导和技术支持。     

致密砂砾岩油藏CO2驱传质规律研究

新疆玛湖凹陷致密砂砾岩储层资源量丰富,目前水平井+体积压裂开发方式逐渐展现生产递减快、稳产难度大的难题。玛湖地区地层油具有高溶解气油比的特点,针对这一挑战,新疆油田开展玛湖地区致密油注CO₂提高采收率实验研究,以玛131区块为例,通过细管实验、注气膨胀实验、单次接触实验对地层油与干气传质混相规律进行研究。CO₂相态实验结果表明玛湖地区油气传质规律主要蒸发作用为主,传质过程中膨胀系数达到2以上和降粘幅度50%,混相难度低。长岩心气驱实验结果表明不同压力下CO₂驱油效果存在差异,混相压力之下随着压力升高采收率升高幅度明显,混相压力之上继续升高压力采收率升高幅度降低。     

CO2驱油用咪唑啉缓蚀剂研究现状

对适用于CO₂驱油的咪唑啉缓蚀剂进行了综述,介绍了近几年咪唑啉缓蚀剂的合成、改性的现状,以及咪唑啉缓蚀剂的复配现状。指出了咪唑啉缓蚀剂的发展趋势,可以为CO₂驱缓蚀剂的开发及CO₂驱腐蚀防治提供参考。     

水气交替方法在GGY油田长6油层的应用

根据鄂尔多斯盆地GGY油田区域注水开发存在的问题开展的室内外注气实验,对水气交替驱油技术在该油田的应用进行了分析,并与现场实验相结合,提出对本区超低-特低渗透储层水气交替驱的一些初步认识。     

低渗透油藏注CO2驱油现状研究

低渗透油田最基本的特点就是流体渗透能力差、产能低,常规方式下采收率低。CO2作为一种驱油剂,在低渗油藏的开发中具有明显的增油降水效果,即CO2驱油技术在封存CO2,降低该温室气体对环境影响的同时,可以提高油田的采收率。通过探讨低渗透油藏注CO2提高原油采收率的驱油机理和应用现状,指出CO2在提高低渗油藏采收率方面大有可为。     

CO2驱替开采致密油藏动态规律分析

致密油藏孔喉致密能量补充困难,仅依靠天然能量开采效果很差。为研究CO₂对致密油藏的改善效果,使用数值模拟方法,研究了CO₂驱替开采致密油藏的生产规律。研究表明：(1)CO₂驱替时日产油水平长期处于高产阶段,平均日油水平接近天然能量开采致密油藏的2倍,开采效果显著改善。(2)与水驱相比,CO₂驱可以更好地补充地层能量,具有更大的波及范围,采出程度更好,开采效果更好。(3)转驱时机过早或过晚,均不利于综合开采效果的改善,转驱时机的确定应综合考虑累产油量和CO₂换油率。本研究对促进CO₂驱替在致密油藏开采中的应用具有重要意义。     

注CO2驱油技术的室内评价方法研究

注CO2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。文章阐述了CO2驱油机理,介绍了对应的驱油方式,其中着重系统地总结出了现行测定及评价注CO2驱参数的各种室内试验方法。     

CO2驱及复合驱提高采收率的技术论述

二氧化碳驱可通过二次或三次采油而应用于油田,该技术不仅可以提高采收率,而且可以解决二氧化碳的储存问题,保护空气环境,抑制温室效应。介绍了二氧化碳驱油的驱油机理,各种注入方法的特点以及国内外的应用情况。在能源短缺,节能减排的大背景下,二氧化碳具有广阔的推广和利用前景。     

CO2/表面活性剂复合驱油提高采收率研究

随着油田中大量轻烃采出,CO₂与地层原油的极性差异变大,萃取原油效果变差,并且由于黏性指进和过早突破的问题,开发效果越来越不理想。基于此,初选6种目前常用的驱油表面活性剂,进行溶解度、降黏实验以及耐盐、耐温实验,对表面活性剂进行筛选和评价。通过细管驱替实验测定地层压力下纯CO₂驱和复合驱的驱油效率,评价复合驱提高采收率的可行性。实验结果表明：表面活性剂AES能大大降低原油黏度,有效改善其流动性,并能溶于超临界CO₂,具有良好的两亲性,同时化学稳定性也符合生产要求,可作为驱油剂使用;在不高于混相压力下,以0.08 PV的表面活性剂段塞注入地层,在各个压力点下,复合驱的驱油效率都比纯CO₂驱要高,证明了复合驱提高采收率的可行性,原油MMP降低了5 MPa,使得油田的CO₂近混相驱甚至混相驱具备可能性。     

二氧化碳驱气窜治理方法研究

CO2驱油过程中,气窜的发生是影响驱油效果及降低采收率的最重要因素,但不同类油藏、不同开发阶段发生气窜的主要原因各有不同,因此针对气窜原因及类型选择合适的封窜技术十分重要。本文在对不同类封窜体系机理及特点分析的基础上,结合油田树101区气窜井组特点,选择进行泡沫封堵,并优化了调剖方案,从而取得良好的调剖效果。     

低渗砂岩油田CO2驱化学机理及提高采收率研究

针对低渗砂岩油藏进行了CO₂驱开发技术研究,分析了CO₂驱油化学机理及主要影响因素。基于目标油藏流体特征进行了PVT拟合,确定其CO₂驱最小混相压力,明确了不同压力及注入时机对CO₂驱采收率、气油比、含水率及驱动压差等的影响规律,探究了CO₂泡沫驱在提高采收率方面的效用。结果表明：24.5 MPa为目标区域CO₂驱的最小混相压力,采收率会随着压力的升高而增加,28 MPa时CO₂驱提高采收率可达30.57%。气体突破时间、总采收率与CO₂注入时机密切相关,CO₂注入越早,越有利于采收率的提高,出口含水率为60%时注入可提高采收率39.13%。CO₂泡沫驱可以在一定程度上起到提高采收率的效用。     

CO2驱配套采油工艺设计及问题的解决思路

葡南扶余油田主要开发目的层为特低渗透扶余油层,渗透率平均1.03×10-3μm2,储层喉道半径0.37-0.61μm,流体渗流特点为非达西渗流,存在启动压力梯度,注水开发渗流阻力大,造成油层产能低,油井日产油不足1t,其开发效果和经济效益均较差。为探索该类油藏有效动用方式,计划在葡462区块开展二氧化碳驱先导性试验,解决渗透率小于2×10-3μm2油藏能量补充的问题。本文借鉴大庆油田同类区块CO2驱试验的宝贵经验,对配套的采油工艺进行设计;并针对同类区块在开发过程中暴露出的问题,超前储备技术对策,保证CO2驱试验在我厂顺利开展。     

耐酸纳米微球的研发及CO2驱封窜性能研究

针对长庆低渗透油藏CO₂驱出现的窜流难题,以丙烯酰胺(AM)、4-苯乙烯磺酸钠(SSS)和二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为共聚单体,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,亚硫酸氢钠(SHS)和过硫酸铵(APS)为引发剂,通过反相微乳液聚合法研发了一种耐酸纳米微球(AR-NS)。采用红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、热重(TG)及流变仪对产物的结构、形貌和性能进行了分析。结果表明,合成产物在乳液中为高分散度的纳米微球,其平均初始粒径为255 nm。在酸性地层水条件下,耐酸纳米微球的膨胀倍数为13.8倍而普通微球膨胀倍数仅为3.7倍;油藏温度85℃条件下、质量浓度为5 000 mg/L时耐酸纳米微球悬浮液黏度仅为0.56 mPa·s,具有优异的注入性;低渗裂缝岩心超临界CO₂驱封窜实验表明,耐酸纳米微球注入后裂缝性岩心的封堵率达95.41%,采收率提高了21.03%,耐酸纳米微球在低渗CO₂驱油藏中具有优异的封窜效果。     

CO2驱技术及其油田应用前景

随着温室效应对世界气候影响日益明显,co2驱技术已经渐渐成为石油开采的主流技术。虽然co2驱技术尚未广泛的应用在石油开采中,但随着技术的不断发展进步,co2驱技术必将会成为油田开发的主要技术。本文主要从co2驱技术概念、co2驱技术在国内外油田的中应用、应用中出现的问题及解决策略等方面其进行分析。     

CO_2气/液交替驱提高M油藏采收率实验研究

采用三维物理模型进行不同驱替方式的CO_2气液交替驱实验,分析不同驱替方式下的控水增油效果,筛选合适的开发方式,优化段塞长度。结果表明,CO_2气液交替注入的驱替方式能够有效提高M油藏的原油采收率,相同段塞长度下,气聚交替驱比气水交替驱的驱油效率高4. 37%。段塞驱阶段,采出的油量多集中在气驱和后续水驱阶段,中间液驱阶段采出油量少,主要作用是防止气窜。降低气聚交替驱的聚合物段塞长度,驱油效率会降低,但是较小尺寸的聚合物段塞和较大的水段塞相比,驱油效果要好。     

低渗油藏CO2驱提高采收率模拟技术研究

主要论述了在低渗油藏中使用CO₂驱进行开采的开发方案。首先,依据目标油藏建立了基本油藏模型,并用油藏数值模拟方法对油藏进行了模拟计算。然后对比不同开发方式,最终选择CO₂驱作为该油藏的开发方式。之后对井网井距进行优化研究,选择五点法、350～450 m的井距对本区块进行开发,通过对压力水平优化研究,得出30 MPa为最优压力值;针对注气井注气能力及产能进行预测研究,通过对油藏模型的计算,计算出单井最大注气量为93.1～127.5 t/d、单井最大日产油量为27.32 t/d。最后针对开发指标进行预测,发现15年后采出程度高达29.00%。低渗油藏运用CO₂驱进行开采可以显著提高采收率,该研究成果对该类低渗油藏的开发具有极好的借鉴意义。     

高含水期水气交替方法提高采收率室内实验研究

提高油气田高含水期的采收率,是我国油气田急需解决的问题。水气交替注入方法是油气田提高原油采收率的一种有效方法。本文通过室内岩心实验,研究了低渗储层岩心,水气交替注入方法对驱油效率和相对流度的影响。室内实验研究表明,水气交替注入方式可以提高原油驱油效率17.0%;水气交替注入方式过程中的相对流度比水驱过程中的相对流度平均提高0.06mPa.s-1。水气交替注入方式第一周期的驱油效率高于第二周期。岩心的渗透率对水气交替注入方式最终驱油效率和相对流度有很大影响。研究水气交替注入方法对于油田高含水期提高采收率具有重要意义。     

高温环境下模拟CO2驱采出液中304不锈钢的腐蚀行为

现阶段随着CO₂驱油技术的普遍使用,采出液中CO₂的含量不断上升,使得采出系统中金属管道的腐蚀程度逐渐增大。为了掌握304不锈钢在高温环境下CO₂驱采出液中的腐蚀行为,室内配制了模拟CO₂驱采出液,测试了304不锈钢在高温环境下不同含量CO₂、不同腐蚀时间下的金属腐蚀速率,并对不同腐蚀时间下金属表面的微观形貌和腐蚀产物组成进行了表征。结果表明,随着CO₂含量和腐蚀时间的不断上升,金属的腐蚀速率上升;随着腐蚀时间的上升,金属表面的腐蚀产物逐渐增加,发生了局部区域析氢腐蚀过程;腐蚀产物膜主要由Fe₂O₃、Cr₂O₃和Fe CO₃组成。     

电石渣直接湿法碳酸化固定CO2的反应特性

碱性固废湿法碳酸化是一种矿化固定CO₂的有效方式。为探究电石渣废弃物直接湿法碳酸化固定CO₂的反应特性,基于高压反应釜试验装置,在常温环境下研究液固比(5～20)、碳酸化时间(0～4 h)和反应压力(0.1～1.0 MPa)对电石渣碳酸化速率和CO₂固定能力的影响。结果表明,电石渣具备良好的CO₂固定能力,1 h内整体碳酸化反应基本完成,CO₂固定能力会随液固比和反应压力的增加而提升。反应时间4 h,最优工况(1 MPa、液固比20)下电石渣的CO₂固定量达9.26 mmol/g,而在0.1 MPa、液固比5时,电石渣的CO₂固定量仅3.58 mmol/g。电子扫描显微镜和热重分析证明了电石渣碳酸化反应后生成了大量CaCO₃,且碳酸化产物的粒径显著减小。因此,在反应釜中常温加压条件下,电石渣直接液相碳酸化即具备较好的CO₂固定能力和较高的碳酸化效率。本研究结果能为电石渣加速矿化固定CO     

致密油藏CO2驱响应性防气窜体系的制备及性能

以3-二甲胺基丙胺(NNDP)和油酸为原料,制备了具有叔胺结构的CO₂响应性单体N,N-二甲基油酸酰胺丙基叔胺(DOAPA),将其与阴离子表面活性剂对甲苯磺酸钠(SPTS)复配,构建了具有CO₂响应性的蠕虫状胶束(CO₂-TWMS)。通过考察CO₂-TWMS与CO₂接触前后的电导率、化学结构和微观形貌变化表征了体系的响应性,结合其表面活性变化及致密基质/裂缝双重介质CO₂驱替与CO₂-TWMS防气窜过程中的压力和采收率变化,揭示了CO₂-TWMS防气窜性能与机制。结果表明,当n(SPTS)∶n(DOAPA)=1∶1时,CO₂-TWMS的黏度最大(4125m Pa·s)。CO₂和N₂能够刺激CO₂-TWMS电导率在0.90～1.95mS/cm之间可逆变化,诱导微观形貌在蠕虫状胶束和球形胶束间转换。此外,CO₂