二氧化碳埋存与提高采收率的关系

二氧化碳排放引发的环境问题引起国际社会的广泛关注.埋存主要选择的是枯竭的油气藏、深部的盐水储层、不能开采的煤层和深海埋存等方式.二氧化碳既可提高采收率又能实现埋存是石油企业追求的目标.二氧化碳驱油分为混相驱和非混相驱.二氧化碳注入方式分为水与气交替和重力稳定注入的方法.欧盟混相驱最大提高采收率为9%,最小提高采收率为4%.北海油田使用2.475t二氧化碳可提高1t原油产量.重力稳定非混相驱油最大提高采收率为18%,最小为10%.通过对二氧化碳提高采收率与埋存的研究,必将为环境保护和油气资源的高效开发和可持续发展提供理论及实践依据.     

世界石油工业CO2埋存现状与展望

由于温室气体大量排放而引起的全球气候变暖问题日趋严峻,为减少CO2排放,必须采取积极有效的措施.地质埋存CO2是避免气候变化的有效途径,CO2地质埋存主要的场所包括枯竭的油气藏、深部的盐水储层、不能开采的煤层等.CO2地质埋存在世界范围应用广泛,美国具有成熟的地质埋存技术.本文结合世界地质埋存存在的问题,提出应用发展对策,提高CO2埋存成功率,改善开发效果.这必将为全球资源的高水平、高效益开发和可持续发展提供理论及实践依据.     

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。     

吉林油田变“上天为害”为“入地为宝”

正截至6月底,由吉林油田具体实施的国家"863"重点科研项目、中国石油重大科技专项——二氧化碳捕集、埋存与提高采收率(CCS-EOR)项目,今年年初以来共埋存二氧化碳75万吨,驱油7 000吨,埋存相当于燃烧近33万吨煤所产生的二氧化碳。项目启动4年多来,已累计捕集埋存二氧化碳170万吨,增产原油70余万吨,在推进"三低"油田高效开发的同时,实现了环保生产、绿色发展。吉林油田二氧化碳开发公司生产副经理梅显波介绍,截至6月底,吉林油田已建成二氧化碳注气站3座,应用CCS-EOR技术埋存二氧化碳阶段埋存率保持在96%以上,保障了长岭气田高含二氧化碳天然气     

苏北黄桥二氧化碳气田——一种特殊的成藏类型

苏北黄桥二氧化碳气田是我国目前开发利用的最大气田之一,其地质储量为260×10⁸m³,基本探明储量64×10⁸m³.该气田深部由层状与块状气藏组成,浅部为富含氦气的天然气藏。根据二氧化碳气田的组成与同位素数据表明二氧化碳气来源于深部地幔。各气藏主要是通过裂缝运移、聚集而成。其成藏时间最晚。     

世界气候变暖与二氧化碳埋存

作者在《世芥气候变暖与二氧化碳埋存》一文中指出，由于温室气体大量排放而引起的全球气候变暖问题日趋严峻。二十一世纪环境保护受到高度关注，必须采取积极有效措施。埋存CO2是避免气候变化的有效途径，CO2颁埋存几百或几千年。埋存对环境产生最小影响、低成本、遵守国际法规。CO2地下埋存主要的场所是枯竭的油气藏．深部的盐水储层，不能开采的煤层，深海埋存等。CO2地下埋存回虚因能源需求增长和CO2排放量增加的挑战，必将为全球资源及环境的高水平、高效益开发和可持续发展提供理论及实践依据。[编者按]     

和田河气田水溶气成藏特点对克拉2气田的启示

塔里木盆地克拉2气田天然气成藏倍受关注,存在许多疑惑有待于解决。本文根据和田河气田水溶气成藏地质条件和成藏特点,认为克拉2气田具有更优越的水溶气成藏条件,拜城凹陷中生界煤系烃源岩生成的天然气在深部高温、高压状态下大量溶解于水,以水溶气的形式保留在深部地层中,而新构造运动产生了断层相关褶皱,深部的水溶气便沿断裂往上运移至第三系和白垩系圈闭中并随温度和压力降低脱气成藏,从而使天然气具备水溶气的某些特征。指出克拉2气田气-水界面以下的高压水体中未释放出的天然气储量也相当可观,随着气田开发,压力降低,水体中天然气会不断释放,这对该气田天然气可采储量和开采年限的重新估算都有重要的意义。     

确定凝析气田地质储量、可采储量及采收率的相关经验公式

在研究凝析气田开发方案时,必须确知凝析气田的天然气原始地质储量,天然气中凝析油的原始地质储量,以及在采用不同开发方式时凝析油的可采储量。这是编制凝析气田开发方案的基础。这一问题的解决,除有赖于矿场地质和储层物性资料外,还需要进行凝析气田的井下取样和高压物性分析工作,以便正确地测定凝析气田的原始露点压力,以及在地层压降条件下各组分的凝析液分离量和最大的凝析油分离量等重要参数。     

大牛地气田产出污水回注防垢技术研究

大牛地气田产出污水既不能注入生产层影响天然气开采,也不能排放地面污染环境,需打新井选非产层进行污水回注,为此对采气井产出污水和回注层的地层水进行了系统的水性分析及配伍性试验研究,依据混配水结垢研究结果进行了阻垢剂优选,提出了稳定地层吸水能力的有效途径。     

中国海上油田注气开发潜力分析

针对中国海上天然气资源丰富与低渗储量逐年增加的情况,对海上油田注气提高采收率的潜力进行了分析。在分析、总结国内外海上油田注气项目的实施情况与特点的基础上,归纳了海上油田注气提高采收率的必要性、优缺点及关键技术,并阐述了对中国海上油田注气技术发展的启示;同时对海上油田注CO_2提高采收率与埋存的前景进行了展望。该研究对中国海上天然气资源的高效利用、低渗油藏提高采收率及温室气体埋存等研究具有现实意义。     

CO2分离捕集技术的现状与进展

捕集来自煤、石油、天然气及其他燃料燃烧而产生的CO₂,用于提高油田采收率的方法（EOR）,既可以缓解资源短缺问题,同时可以缓解由温室效应引起的环境问题。为此,比较了吸附法、胺吸收法、离子液吸收法、CO₂水合物分离法、膜分离法和膜基吸收法等CO₂捕集方法,认为膜基吸收法由于其可操作性强、工业放大性好、吸收液再生循环效率高等优点,将是未来CO₂捕集的主要方法。同时指出应借鉴国外发展经验,进行自主技术创新,研究CO₂分离、富集、输送过程的技术难题,进一步克服技术障碍、降低CO₂捕集成本,尽早实现CO₂分离捕集的工业化,逐步建立适合中国国情的碳捕集技术体系。     

黄桥气田CO2腐蚀现状及完井选材评价研究

CO₂腐蚀是石油天然气工业中一种破坏力极强的腐蚀类型，自1983年在江苏黄桥苏174井钻获高产CO₂气流以后，随后完成了4口试采井，已探明黄桥CO₂气田为国内最大的CO₂气田。1985年投入开发以来，相继发生了气井套管断落、腐蚀穿孔、油管落井、采气树泄漏和地表泄漏等情况，正是由于腐蚀的影响，导致气田生产成本上升、生产时效降低，极大地影响了气田的开发效益。同时，CO₂腐蚀严重威胁着黄桥CO₂气田的安全生产，解决这类腐蚀问题已成当务之急。针对黄桥CO₂气田腐蚀现状和特征，分析了腐蚀异常的原因，并选用4种管材开展CO₂高温高压模拟试验，结果发现：现有的油套管材料P-110和N-80在高温、高压和CO₂环境下对管壁产生严重腐蚀；9Cr管材耐CO₂腐蚀性差，有轻微点蚀；13Cr管材基本不发生腐蚀，可以满足CO₂气井正常生产的要求。这些研究成果对新钻井的井下选材具有指导意义。     

K_2CO_3/MgO催化合成碳酸乙丙酯

以K_2CO_3/MgO为固体碱催化剂,正丙醇与碳酸二乙酯(DEC)经液相酯交换合成了碳酸乙丙酯(EPC);用X射线衍射和CO_2程序升温脱附的方法对催化剂进行了表征。表征结果显示,随K_2CO_3负载量的增加,MgO载体的特征衍射峰强度减弱,在K_2CO_3负载量较高时有明显的K_2O晶相出现;K_2CO_3/MgO催化剂上的弱碱性位可能是催化该反应的活性中心。同时考察了K_2CO_3负载量、催化剂用量、反应时间和原料配比对酯交换反应的影响。实验结果表明,K_2CO_3负载量为20%(相对于催化剂的质量分数)的K_2CO_3/MgO催化剂对该反应有较好的催化性能;适宜的反应条件为:催化剂用量为反应物质量的1.00%、反应温度403 K、反应时间4 h、n(DEC):n(正丙醇)=1.0:1.5;在此条件下,DEC的转化率为62.32%,EPC的选择性为83.29%,EPC的收率为51.89%。     

无机成因二氧化碳气藏研究进展

高纯度的CO2气藏不仅具有重要的资源意义,同时也有很重要的地质意义,因此,近年来对CO2的勘探研究越来越重视。目前对CO2的分布和成因研究程度最高,其主要分布在火山活动频繁的环太平洋及中亚等部分地区;CO2的成因可以分为无机成因和有机成因两大类,无机成因的CO2主要为地幔脱气作用、岩石化学反应及碳酸盐岩受热分解形成的;地幔脱气形成的CO2,其运移成藏过程与深大断裂、地球内部的压力释放和岩浆活动密切相关;值得关注的是近年来对深部处于超临界状态的CO2研究表明,超临界CO2的活动对油气的运移和聚集意义重大,但对超临界CO2如何萃取和分离有机质的机理尚需进一步的研究。     

天然气中微量组分对吸附剂性能的影响

考察了天然气吸附剂LXC对天然气中微量组分C2H6,C3H8,CO2,N2的吸附和脱附特性及其对CH4吸附能力的影响。实验结果表明,天然气吸附剂LXC吸附CH4,C2H6,C3H8的吸附量依次增大,滞留比依次减小,不可逆吸附性增强;CO2在吸附剂上的吸附量和滞留量较大;N2的可逆吸附与脱附性能较好;天然气中C2H6,C3H8,CO2均能导致吸附剂LXC吸附CH4的能力降低。在20℃、充气压力3.5M Pa、放气压力0.1M Pa的条件下,吸附剂LXC对配制的混合气体经12次连续吸脱附后,其吸附能力下降27.5%。     

黄骅坳陷二氧化碳成因研究

黄骅坳陷CO2以丰度大、成因类型较多、分布层位较多、高纯度气藏分布地域较集中和气关系图为主要依据,参考CO2丰度及产区地质条件,对黄骅藏规模较小为特征。以R/Ra与δ13CCO2坳陷CO2成因类型进行了区分。根据对CO2丰度及其碳同位素、He丰度及其同位素、CO2/He比值和Ar同位素的分析认为,岩浆期后的地幔脱气可能是黄骅坳陷幔源CO2的主要来源方式,包括沧东断裂和盆地内二级断层在内的两组区域深断裂交会是黄骅坳陷幔源CO2富集的主要地质因素。     

CO_2-triggered gelation for mobility control and channeling blocking during CO_2 flooding processes

CO_2 flooding is regarded as an important method for enhanced oil recovery(EOR) and greenhouse gas control.However,the heterogeneity prevalently distributed in reservoirs inhibits the performance of this technology.The sweep efficiency can be significantly reduced especially in the presence of "thief zones".Hence.gas channeling blocking and mobility control are important technical issues for the success of CO_2 injection.Normally.crosslinked gels have the potential to block gas channels,but the gelation time control poses challenges to this method.In this study,a new method for selectively blocking CO_2 channeling is proposed,which is based on a type of CO_2-sensilive gel system(modified polyacrylamide-methenamine-resorcinol gel system) to form gel in situ.A CO_2-sensitive gel system is when gelation or solidification will be triggered by CO_2 in the reservoir to block gas channels.The CO_2-sensitivity of the gel system was demonstrated in parallel bottle tests of gel in N_2 and CO_2 atmospheres.Sand pack flow experiments were conducted to investigate the shutoff capacity of the gel system under different conditions.The injectivity of the gel system was studied via viscosity measurements.The results indicate that this gel system was sensitive to CO_2 and had good performance of channeling blocking in porous media.Advantageous viscosity-temperature characteristics were achieved in this work.The effectiveness for EOR in heterogeneous formations based on this gel system was demonstrated using displacement tests conducted in double sand packs.The experimental results can provide guidelines for the deployment of the CO_2-sensitive gel system for field applications.     

碳酸二乙酯与苯酚催化合成苯乙醚

以碳酸二乙酯(DEC)为乙基化试剂,与苯酚在气固相条件下催化合成苯乙醚。以活性炭(AC)为载体考察了不同活性组分及其负载量对催化剂活性的影响。实验结果表明,以K2CO3为活性组分,负载量达到20%(质量分数)时K2CO3/AC催化剂的活性较好。CO2程序升温脱附表征结果表明,K2CO3/AC催化剂的碱量随K2CO3负载量的增加先增大后减小,这主要是由于K2CO3负载量过多会堵塞催化剂的内孔,从而抑制其碱性中心发挥作用。同时还考察了反应温度、气态空速和原料配比对催化剂活性的影响,在反应温度593K、反应压力0.6MPa、反应时间7h、气态空速1500h-1、n(DEC)∶n(苯酚)=1.5的条件下,苯酚的转化率和苯乙醚的选择性都可达到100.00%。     

松辽盆地北部昌德东气藏CO2成因的地球化学判据

CO2气藏中CO2的百分含量、CO2伴生的烃类气体含量、稀有气体的含量及同位素、CO2产出的地质背景、δ13CCO2以及伴生甲烷同系物的碳同位素系列等特征都可以用来对CO2成因进行判别。昌德东气藏天然气中的CO2含量最高(89%~90%),CO2的碳同位素值为-4.06‰~-6.61‰,落在无机成因区,3He/4He值为3.9×10-6和4.5×10-6,介于幔源与壳源之间,伴生甲烷同系物的碳同位素都呈倒序排列,具有无机成因气负碳同位素系列的特征。对其更具体的母源区的判别有赖于对松辽盆地北部深部地质结构的研究及CO2/3He等新的CO2成因判据的探索。     

高含CO2气井产能计算新方法

松南火山岩气藏高含CO₂,这种气体的存在对天然气的高压物性产生很大影响,使得气井产能预测与实际相差较大。在高含CO₂气体高压物性分析（PVT）实验的基础上,研究了温度、压力和CO₂含量对天然气高压物性参数的影响规律,建立了不同CO₂含量下天然气粘度和偏差因子与压力的相关关系,并结合气体渗流理论建立了考虑高含CO₂天然气高压物性变化的产能预测新模型。实例计算表明:①气井产能随着CO₂含量的增高而降低;②当CO₂含量大于20%时,气井产能评价必须考虑μZ值（天然气粘度与偏差因子的乘积）变化的影响;③开发中后期可以忽略CO₂含量对气井产能的影响。新的产能计算方法能反映CO₂含量对产能计算的影响,精确度更高,对于高含CO₂天然气田的产能评价和生产制度的制定具有重要的指导意义。