油田二氧化碳驅(qū)油技術(shù)及實踐對碳捕集及利用意義非凡
2014-04-16 19:03:48
admin
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據(jù)和訊網(wǎng)2014年2月14日訊 目前，世界上大部分油田仍采用注水開發(fā)，針對目前世界上大部分油田采用注水開發(fā)面臨著需要進一步提高采收率和水資源缺乏的問題，國外近年來大力開展了二氧化碳驅(qū)油提高采收率（EOR）技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。這項技術(shù)不僅能滿足油田開發(fā)的需求，還可以解決二氧化碳的封存問題，保護大氣環(huán)境。
全球產(chǎn)油國的動作
由于二氧化碳是一種在油和水中溶解度都很高的氣體，當(dāng)它大量溶解于原油中時，可以使原油體積膨脹，黏度下降，還可以降低油水間的界面張力、改變原油密度，有助于在儲層形成比較有利的原油流動，有利于原油中輕質(zhì)餾分汽化和抽取。
與其他驅(qū)油技術(shù)相比，二氧化碳驅(qū)油具有適用范圍大、驅(qū)油成本低、采收率提高顯著等優(yōu)點。據(jù)國際能源機構(gòu)評估，全世界適合二氧化碳驅(qū)油開發(fā)的資源約為3000億～6000億桶。
二氧化碳純度在90%以上即可用于提高采油率。二氧化碳在地層內(nèi)溶于油后，使原油體積膨脹，黏度降低30～80%，油水界面張力降低，有利于增加采油速度，提高洗油效率和收集殘余油。二氧化碳驅(qū)油一般可提高原油采收率7～15%，延長油井生產(chǎn)壽命15～20年。二氧化碳可從工業(yè)設(shè)施如發(fā)電廠、化肥廠、水泥廠、化工廠、煉油廠、天然氣加工廠等排放物中回收，既可實現(xiàn)溫室氣體的減排，又可達到增產(chǎn)油氣的目的。
前蘇聯(lián)*早從1953年開始對注二氧化碳提高采收率技術(shù)進行研究。1967年前蘇聯(lián)石油科學(xué)研究院在圖依馬津油田的亞歷山德羅夫區(qū)塊進行了工業(yè)性基礎(chǔ)試驗。盡管這些油藏的地質(zhì)條件不同，但都取得了好的應(yīng)用效果。
自20世紀(jì)80年代以來，美國的二氧化碳驅(qū)項目不斷增加，已成為繼蒸氣驅(qū)之后的第二大提高采收率技術(shù)。美國目前正在實施的混二氧化碳相驅(qū)項目有64個。大部分油田驅(qū)替方案中，注入的體積二氧化碳約占烴類孔隙體積的30%，提高采收率的幅度為7～12%。 目前，美國每年注入油藏的二氧化碳量約為2000萬噸至3000萬噸。
近年來，加拿大對二氧化碳驅(qū)開采重油進行了大量的實驗研究。加拿大從實驗上證實二氧化碳一旦溶解在原油中就可使原油粘度降低，并且可以把粘度降低到用蒸氣驅(qū)替的水平。加拿大的韋本項目是目前世界上*大的碳封存項目之一。加拿大能源公司利用從美國北達科他州一座煤氣化廠輸出的二氧化碳給一個老油田加壓，以提高石油產(chǎn)量。此項目將永久封存2000萬噸二氧化碳，并使油田增產(chǎn)1.22億桶石油。
道達爾公司每年把15萬噸二氧化碳注入法國西南部衰竭的Rousse氣田，以提高采收率，并減少溫室氣體排放。道達爾公司與法液空公司、法國石油研究院以及法國地理和礦產(chǎn)研究局共同實施這一項目。
阿聯(lián)酋計劃投資20億～30億美元建設(shè)碳捕集和封存網(wǎng)絡(luò)，以減少排放和提高阿聯(lián)酋的石油產(chǎn)量。該項目將可減少阿聯(lián)酋的碳排放，阿聯(lián)酋擁有廉價的能源，排放地區(qū)相對鄰近于油田和豐富的大型油藏，便于貯存二氧化碳，提高石油采收率。
中國的潛力
二氧化碳在中國石油開采中有著巨大的應(yīng)用潛力。但是，二氧化碳驅(qū)技術(shù)在中國尚未成為研究和應(yīng)用的主導(dǎo)技術(shù)。雖然我國東部主要產(chǎn)油區(qū)二氧化碳?xì)庠摧^少，但注二氧化碳提高采收率技術(shù)的研究和現(xiàn)場先導(dǎo)試驗卻一直沒有停止。注二氧化碳技術(shù)在油田的應(yīng)用越來越多，已在江蘇、中原、大慶、勝利等油田進行了現(xiàn)場試驗。
可以預(yù)測，隨著技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用范圍的擴大，二氧化碳將成為中國改善油田開發(fā)效果、提高原油采收率的重要資源。
大慶油田已將二氧化碳驅(qū)油技術(shù)納入戰(zhàn)略儲備技術(shù)，正擴大二氧化碳產(chǎn)能建設(shè)和驅(qū)油試驗區(qū)規(guī)模，并逐步將試驗區(qū)從外圍油田向老區(qū)油田延伸。
長嶺氣田是吉林油田的主力氣田，在開發(fā)過程中，以大情字井油田黑59區(qū)塊為首塊試驗田，開展了注入二氧化碳代替水驅(qū)提高油田采收率試驗。2010年12月15日，長嶺氣田全面投產(chǎn)，標(biāo)志著我國集天然氣開采、二氧化碳分離、二氧化碳埋存和驅(qū)油提高采收率于一體的配套技術(shù)系列取得重大突破。
在吉林油田，科技人員還根據(jù)二氧化碳對原油具有較好的溶脹性和降黏作用的特性，創(chuàng)造性地開展了二氧化碳吞吐試驗，選取了投產(chǎn)時間較長的黑平1井，通過數(shù)值模擬優(yōu)化，確定了施工參數(shù)。試驗取得成功后，在示范區(qū)內(nèi)進一步擴大實施，形成新的水平井開發(fā)模式。該試驗為今后形成二氧化碳年驅(qū)油50萬噸乃至更大規(guī)模目標(biāo)奠定基礎(chǔ)。
針對勝利油田特超稠油油藏的開采，勝利采油院研發(fā)成功以蒸汽吞吐為主、二氧化碳?xì)怏w采油為輔的綜合熱力采油新工藝，在現(xiàn)場試驗應(yīng)用收到良好效果。勝利油田通過自主研發(fā)，已建成了國內(nèi)*大的燃煤電廠煙氣二氧化碳捕集純化裝置，全年能夠捕集、液化二氧化碳3萬至4萬噸，可全部用于低滲透油藏開發(fā)。
目前，勝利油田正在進行每年100萬噸二氧化碳捕集及利用工程的設(shè)計、論證，項目建成后，將實現(xiàn)大規(guī)模二氧化碳封存和驅(qū)油提高采收率的雙重目的，成為世界上*大的二氧化碳驅(qū)油項目，也將為我國和世界各國實施碳捕集工程提供樣板借鑒。
在勝利油田實際應(yīng)用中，二氧化碳被注入地下后，約有50%至60%被永久封存于地下，剩余的40%至50%則隨著油田伴生氣返回地面，通過原油伴生氣二氧化碳捕集純化，可將伴生氣中的二氧化碳回收，就地回注驅(qū)油，進一步降低了二氧化碳驅(qū)油成本。
實踐證明，只要儲層條件合適，生產(chǎn)措施到位，注二氧化碳軀替能大大提高油田采收率。據(jù)“中國陸上已開發(fā)油田提高采收率第二次潛力評價及發(fā)展戰(zhàn)略研究”結(jié)果，二氧化碳在我國石油開采中有著巨大的應(yīng)用潛力。我國現(xiàn)已探明的63.2億噸低滲透油藏原油儲量，尤其是其中50%左右尚未動用的儲量，運用二氧化碳驅(qū)比水驅(qū)具有更明顯的技術(shù)優(yōu)勢。