二氧化碳驅油小組成員馬文黃家根李廣興高李陽提高石油采收率的方法很多：

熱力采油注高壓蒸汽火燒油層化學驅油聚合物驅活性劑驅堿性驅混相驅油液化氣驅富氣驅高壓干氣驅CO2驅CO2作為一種無污染的驅替劑，應用較早。目前CO2驅油提高采收率技術已成為世界三大采油法（熱采、聚合物驅和CO2驅）之一。CO2驅油是一項成熟的采油技術。據不完全統計，目前全世界正在實施的CO2驅油項目有近80個。美國是CO2驅油項目開展最多的國家，每年注入油藏的CO2量約為2000萬～3000萬噸，其中300萬噸來自煤氣化廠和化肥廠的廢氣。據《中國陸上已開發油田提高采收率第二次潛力評價及發展戰略研究》結果，CO2在我國石油開采中有著巨大的應用潛力。我國現已探明的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CO2驅比水驅具有更明顯的技術優勢。可以預測，隨著技術的發展完善和應用范圍的不斷擴大，CO2將成為我國改善油田開發效果、提高原油采收率的重要資源。美國EOR增產原油的成本對比

方法熱采注CO2化學驅微生物注蒸汽火燒油層聚合物表面活性劑增產成本（美元/bbl）3-65-102-85-108-121-8國外CO2驅應用及研究概況

加拿大石油公司1994年對一些輕質和中質油（原油密度為0.8550-0.9042）油藏進行了CO2驅綜合研究。1997年，投資11億美元在韋本油田進行大規模CO2混相驅采油。經研究，注CO2的采收率將比注水高30%-40%，生產壽命延長25年以上。

加拿大CO2驅的研究與應用國內CO2驅研究及應用概況CO2吞吐：國內吉林、勝利油田等，也陸續實施了許多CO2吞吐項目。濱南采油廠在一些油井進行CO2吞吐后，原油產量大幅提高。經測算，投入產出比為1：4。證實CO2吞吐作為單井增產措施，效果顯著。CO2驅油機理降粘作用改善原油與水的流度比膨脹作用(儲存能量)萃取和汽化原油中的輕烴混相效應一、CO2驅油機理（1）降粘作用

CO2與原油有很好的互溶性，能顯著降低原油粘度，可降低到原粘度的1/10左右。原油初始粘度越高，降低后的粘度差越大，粘度降低后原油流動能力增大，提高原油產量，如下圖所示：（2）改善原油與水的流度比

CO2溶于原油和水，使其碳酸化。原油碳酸化后，其粘度隨之降低，同時也降低了水的流度，改善了油與水流度比，擴大了波及體積。（3）膨脹作用

CO2注入油藏后，使原油體積大幅度膨脹，便可以增加地層的彈性能量，還有利于膨脹后的剩余油脫離地層水以及巖石表面的束縛，變成可動油，使驅油效率升高，提高原油采收率。原油的密度越高，相對分子質量越小，原油的膨脹系數越大[1]。。圖2-2為原油的膨脹系數與CO2物質的量分數關系。從圖2-2可以看到，原油中CO2物質的量分數越大，原油的膨脹系數越大。（4）萃取和汽化原油中的輕烴在一定壓力下，CO2混合物能萃取和汽化原油中不同組分的輕質烴，降低原油相對密度，從而提高采收率。CO2首先萃取和汽化原油中的輕質烴，隨后較重質烴被汽化產出，最后達到穩定。（5）混相效應混相效應是指兩種流體能相互溶解而不存在界面，消除了界面張力。CO2與原油混合后，不僅能萃取和汽化原油中輕質烴，而且還能形成CO2和輕質烴混合的油帶。油帶移動是最有效的驅油過程，可使采收率達到90%以上。

(6)分子擴散作用

多數情況下，CO2是通過分子的緩慢擴散作用溶于原油。分子的擴散過程很緩慢，特別是水相將油相與CO2氣相隔開時，水相阻礙了CO2分子向油相中的擴散并且完全抑制了輕質烴從油相釋放到CO2中，因此，必須有足夠的時間，使CO2分子充分擴散到油相中。

(7)降低界面張力

CO2混相驅中，CO2抽提原油中的輕質組分或使其汽化，從而降低界面張力。CO2驅過程是CO2不斷富化過程。CO2富化是通過CO2對原油中的C2～C6組分的抽提作用引起的。CO2對原油中的C2～C6組分的抽提作用產生兩種情況，如圖2-4所示。一種情況是當油層溫度>50℃時，CO2萃取原油組分，形成CO2—富氣相，稱為原油的氣化機理；另一種情況是當油層溫度<50℃時，CO2不能氣化原油，只能萃取原油的輕餾分，形成CO2—富液混合物，稱為CO2在原油中的冷凝機理。

CO2對原油組分的抽提過程，也是它與原油之間界面張力不斷降低的過程。圖2-5說明隨著界面張力的降低，毛管數增大，相對滲透率曲線發生相應的變化。從圖2-5可以看到，當界面張力達到超低界面張力時（由水驅的101mN·m-1數量級降至10-3mN·m-1數量級以下），毛管數增大至10-2數量級以上（水驅時為10-6），剩余油飽和度為零。圖2-4溫度對二氧化碳與原油p-x相圖的影響

L—液相；L1、L2—第一液相、第二液相；V—蒸氣(8)溶解氣驅作用大量的CO2溶于原油中具有溶解氣驅的作用。降壓采油機理與溶解氣驅相似，隨著壓力下降，CO2從液體中逸出，液體內產生氣體驅動力，提高了驅油效果。另外，一些CO2驅油后，占據了一定的孔隙空間，成為束縛氣，也可使原油增產。(9)提高滲透率作用

CO2溶于原油和水，使其碳酸化。碳酸水與油藏的碳酸鹽反應，生成碳酸氫鹽。碳酸氫鹽易溶于水，導致碳酸鹽尤其是井筒周圍的大量水和CO2通過的碳酸巖滲透率提高，使地層滲透率得以改善，上述作用可使砂巖滲透率提高5%-15%，同時CO2還有利于抑制粘土膨脹。另外，CO2

–H2O混合物由于酸化作用可以在一定程度上解出無機垢堵塞、疏通油流通道、恢復單井產能。CO2驅油的油藏條件1.油層的巖性可以是灰巖、白云巖、或砂巖等，CO2溶于水后形成的碳酸可以溶蝕鈣鹽等，提高底層滲透率2.CO2驅油油藏一般埋深在600~3500米，油層溫度一般低于120oC，油層厚度大于3米3.油層的破裂壓力大于要求的注入壓力大于要求的注入壓力，防止地層的壓裂，影響驅油效果4.油層具有大的空隙體積以便與CO2接觸,滲透率一般大于5mD(毫達西)。二氧化碳驅油技術的幾種方式1．連續注二氧化碳氣體2．注碳酸水（ORCO）3．二氧化碳氣體或液體段塞后交替注水和二氧化碳氣體（WAG）4．二氧化碳氣體或液體段塞后緊跟著注水5．同時注入二氧化碳氣體和水【例】：注CO2前置段塞N2頂替提高采收率—孫楊影響二氧化碳驅油的因素影響CO2驅油效果的因素很多，主要分為儲層參數、地層流體性質以及注氣方式三大類。其中．儲層參數主要包括油藏的非均質性、油層厚度、滲透率眭等，流體性質主要包括原油粘度及原油密度等。一、儲層特征影響因素分析1.滲透率、平面非均質性影響低滲透率可提供充分的混相條件．減少重力分離，滲透率太高容易導致早期氣竄，從而造成較低的驅油效率。隨著非均質性的增強，采收率變小。因為非均質油藏中，注入的co2優先進入高滲透層，導致當低滲透層中的原油尚未被完全驅掃時，CO2已從高滲透層突人到生產井中．產生粘性指，從而使驅油效率降低。因此，儲層巖石的非均質性越小越好。2.垂向橫向滲透率比值的影響隨著Kv／Kh的增大．采收率有所下降隨著縱橫向滲透率比值的增大．浮力的作用加劇，層間矛盾更加突出。二、 流體性質影響因素分析

1.浮力、重力影響因素在油藏中由于密度差引起溶劑超覆原油而產生流動。二氧化碳氣體在驅替前緣向油藏上部移動，在上部與油形成混相，驅替效率較高。在油藏下部，驅替效率明顯比上部低。隨著原油密度的增大，其采收率減小，變小的主要原因為由于油氣密度差越大，浮力作用越明顯，二氧化碳氣體越容易沿著油層的頂部流動，氣體突破的時間就越短，大大降低了二氧化碳氣體的體積波及系數，導致采收率下降。2. 擴散、彌散作用混相流體的混合作用有分子擴散、微觀對流彌散、宏觀彌散三種機理隨著橫向擴散系數的增大，其采收率也在增大，變大的主要原因為考慮了擴散的影響，二氧化碳氣體分子擴散作用、對流彌散作用延遲二氧化碳的突破時間使二氧化碳向周圍遷移，減緩了二氧化碳向生產井的推進，提高了波及系數，因而可獲得較高的采收率：在不考慮分子擴散作用情況下，二氧化碳向生產井推進較快，波及效率較低，從而使二氧化碳較早突破，生產井二氧化碳的含量很快上升，所獲得的采收率偏低。二氧化碳驅油技術優點1.不僅適用于常規油田，尤其對低滲、特低滲油藏可以明顯提高原油采收率2.適合二氧化碳驅油的油藏儲量非常可觀3.二氧化碳具有適用范圍大、驅油成本低、采油率提高等顯著的優點4.能滿足油田開發需求，還能解決二氧化碳封存問題，保護大氣環境待解決問題1.腐蝕作用（如何減緩腐蝕？）

CO2在注入油層的過程中，與水反應生成的碳酸，對設備、管線、井筒有較強的腐蝕性，而且腐蝕產物被注人流體帶人地層會堵塞儲層孔隙。如何加強對注入油層過程進行CO2性能分析、油藏性質的分析以及防腐材料、涂層的研究，是解決腐蝕問題的關鍵。2.最小混相壓力較高

CO2與原油的最小混相壓力不僅取決于油藏的溫度和CO2的純度，而且也取決于原油組分。因此，加強含雜質的CO及可改變原油組分物質的性能分析，是解決混相壓力的關鍵。3．竄流嚴重在驅油過程中，南于CO黏度低及油層的非均質性，易出現黏性指進及竄流，造成不利的流度比，致使CO過早突破含油帶，影響驅油效率。加強油藏地質結構、滲透率、油藏縱向非均質性、油藏流體飽和程度和油藏流體性質的性能分析研究，是解決CO竄流問題的關鍵。發展現狀

2009年7月12Et，在綏中36．1油田H5井組進行了層內生成二氧化碳驅油技術的現場先導性試驗。施工2天，累計注入生氣劑250m3，釋氣劑250m。，注人藥劑時間僅為22小時。該井組實施該技術后對應的8口油井3個月平均產油量較施工前增加30．72m／d，增產幅度近10％，累計增油2857m3，雖然施工后注水量提高至600m3／d，但綜合含水率也有了一定的降低，取得了較好的增油控水效果。二氧化碳驅油前景光明“如果將二氧化碳作為注入劑，是氣態形式注入地層效果好，還是液態形式的好？”“液態二氧化碳需要溫度達到零下20℃，對地層傷害比較大，氣態二氧化碳對地層沒有傷害，但是很難封住，一般以超臨界狀態注入地層最好”。新疆油田勘探開發研究院近日聘請中國石油大學（華東）泰山學者、特聘教授，英國Heriot-Watt大學榮譽研究員任邵然，專門為科研人員講解“二氧化碳驅油技術”。當二氧化碳壓力超過臨界壓力（7.39兆帕）、溫度大于臨界溫度（31℃時），二氧化碳將變成一種液態的黏稠狀物質，稱為超臨界狀態。超臨界二氧化碳具有黏度低、流動性好、擴散性強、對溶質有較強的溶解能力，且比重是水的0.6~0.8倍，因此，二氧化碳逐步成為一種安全、高效、節能、節水的驅油介質。

2002年國家氣象局表示，未來50年，全球氣溫將上升4℃，對生態系統、社會經濟系統將產生持久的嚴重影響。全球溫室效應越來越明顯，很多國家已積極開展二氧化碳減排研究工作，為全球氣候和環境保護做出貢獻。很多國家已經開始研究、實施將二氧化碳注入地下進行儲存，包括煤田和油氣田，在保護環境的同時，也提高了采收率，一舉兩得。研究表明，二氧化碳驅油技術可以在水驅油提高采收率的基礎上，再提高10%～20%。二氧化碳驅油技術在新疆油田的應用潛力占全國評價中的51%，前景光明。

2007年9月，國務院通過的32號文件，即《關于進一步促進新疆經濟社會發展的若干意見》提出，“到2020年，把新疆建成全國大型油氣生產和