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[摘 要]不断提高采收率是油气田开发过程中永恒的主题。国内外大量研究和实践表明，二氧化碳驱油技术是复杂油藏有效开发的“利器”，是实现老油田持续提高采收率、新油田提高开发水平、致密油寻找更好开发途径的必由之路和必然选择，一方面是因为二氧化碳驱油的效果已证明非常明显，另一方面二氧化碳气体的利用可以减轻温室效应。目前，我国大多数主力油田已进入中后期开发阶段，呈现出自然递减率高、综合含水高等特点，另外，随着石油后备储量的紧张和开发技术的提高，低渗透油田开发所占比例越来越大，因此不论是从提高采收率的需要，还是从保护环境角度出发，二氧化碳驱油技术在低渗透油田均具有广阔的应用前景。
[关键词]二氧化碳 提高采收率 低渗透油田 保护环境
中图分类号：TU154 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）07-0248-01
1. CO2驱油发展概况
1.1 国外CO2驱油发展概况
从上个世纪五十年代，许多国家就开始把CO2作为一种驱替溶剂进行现场和实验研究，随着时代的进步和技术的发展，到九十年代CO2驱油技术日趋成熟。据不完全统计，全世界目前正在实施的CO2驱油项目有上百个，而且还在以逐年增长的态势发展，使用的国家主要有美国、俄罗斯、匈牙利、加拿大、法国、德国、葡萄牙等，其中以美国最多，受益年产油量达到近2000万吨，一般提高采收率10%～20%左右。
1.2 国内CO2驱油发展概况
从上世纪六十年代起，我国已开始重视CO2驱油技术的研究和应用，目前已在大庆、胜利、吉林、江苏、中原等油田进行了现场试验。我国首先在大庆油田将CO2驱油作为提高采收率方法进行了研究，并开辟了小井距试验区进行先导性试验，在葡I牛-7层试验证明其与同条件对比井组的水驱相比，采收率提高了10%左右。在榆树林油田树101区块CO2近混相驱试验也取得了较好效果，其采油速度连续四年保持在1.0%～1.2%。吉林油田建成了我国首个CO2驱油与埋存示范工程，示范效果显著，与水驱相比，单井产量提高了2.3倍，试验区采收率提高了10%以上。
2. 影响CO2驱油因素简析
（1）油藏岩性的影响
从国内外现行的CO2驱油项目进行分析可以得出，注CO2驱油的适应范围较为广泛，其不仅适合于白云岩、砂岩油藏，也适合于硅藻岩、石灰岩以及混合岩性类型油藏，主要是因为二氧化碳溶于水后形成的碳酸可以溶蚀钙盐等，提高油藏底层的渗透率。
（2）渗透率、非均质性的影响
低渗透率可提供充分的混相条件，减少重力分离，渗透率太高易导致早期气窜，从而造成较低的驱油效率，可以说渗透率越低提高采收率效果越明显。另外，随着非均质性的增强，采收率降低，主要是因为非均质油藏中注入的CO2优先进入高渗透层，导致当低渗透层中的原油尚未被完全驱扫时，其已从高渗透层进入到生产井中，产生粘性指进，从而使驱油效率降低，因此储层岩石的非均质性越小越好。
（3）流体性质的影响
一般情况下，原油密度越大，其采收率越低，主要原因是由于油气密度差越大，浮力作用越明显，二氧化碳气体越容易沿着油层的顶部流动，气体接触面小，通过时间短，降低了二氧化碳气体的波及系数，从而导致采收率低。
3.长庆低渗油田实施CO2驱油面临挑战
尽管国内外多项攻关和实践显示，CO2驱油与埋存技术具有较好的推广应用前景，但长庆油田在地形地貌、油藏条件、储层特性及地面工艺等方面与其他项目区块相比差异性比较大，发展CO2驱油与埋存技术在理论、技术和政策等多方面仍面临挑战：
挑战一：属于典型的三低（低渗、低压、低丰度）油藏，非均质性强、矿化度高等特征与CO2驱油相适应性问题。挑战二：注水开发配套的注采工艺与CO2驱油适应性问题。 挑战三：注水开发配套的地面工程与CO2驱油适应性问题。长庆油田地处黄土高原，沟壑纵横、梁峁交错、高差起伏大，冬季气候寒冷，针对特殊的地形地貌、含CO2采出液易导致地面管道冻堵、地面设备管道结垢加剧，常温密闭输送工艺及已建地面系统适应性问题，亟需开展与长庆CO2驱相适应的地面工艺技术研究。挑战四：CO2驱油与封存安全风险控制问题。鄂尔多斯盆地储层的封闭性、地质体与露头的关联性及配置关系尚不明确，局部裂缝发育，CO2长期埋存面临着地质构造密封性、井筒泄漏及油田弃置后维护的风险问题。另外在运输、储存、注入、集输过程中存在因CO2泄漏造成低洼聚集。从而引发当地环境污染和人畜伤害的风险，需开展CO2驱油与埋存过程的安全风险控制技术研究。挑战五：CO2驱油提高采收率政策及成本问题。作为低渗透油藏，CO2驱同深海、油砂开采和其他石油开采一样，需要新理念、新技术、新模式、新政策体系和高油价的支撑配套，对长庆油田长期形成的低成本战略面临挑战。
4.长庆低渗油田实施CO2驱油应用前景
（1）资源储量丰富
长庆油田位于鄂尔多斯盆地，地跨陕、甘、宁、蒙、晋五省区，已探明石油地质储量数十亿吨，成功开发建设了三十多个油田，主要开发层位为侏罗系延安组和三叠系延长组油层，采出程度均不足20%，盆地内剩余可采储量十分丰富。
（2）油藏特点有利
盆地内已探明石油地质储量中90%以上为低渗—特低渗透储油层，平均渗透率0.2×10-3μm2～1×10-3μm2，储层孔隙以粒间孔为主，平均喉道半径1.1μm～5.7μm，属于典型的底孔、低渗油层，从宏观上讲有利于采用CO2驱油整体提高采收率。
（3）原油性质较好
长庆原油具有相对密度低、粘度低、含硫低、含蜡低和凝固点较高的特点。地面原油相对密度为0.834 mg/cm3～0.859mg/cm3，地层原油粘度为1.7 mPa·s～5.5mPa·s，原始地层压力为9.53 MPa～15.70MPa，油层温度41℃～58℃，有利于CO2混合物萃取和汽化原油中的轻质组分，进一步降低原油相对密度，从而提高采收率。
（4）油藏水驱程度低，原油含水高
长庆油田三叠系注水开发油藏，经过堵水、分注、加密调整等，水驱采收率能达到30%左右，采收率仍有一定提升空间，按照长庆目前动用地质储量估算，采收率提高1%，将新增上千万吨可采储量。另外，随着油田开发时间的不断延长，一些主力油藏含水达到70%以上，部分油藏出现水淹现象，采用CO2驱油技术可有效改善油藏环境，降低含水率，延长油井生产寿命。
（5）有利保护水资源和大气环境
长庆油田开发区域大部分地处陕甘宁老区，水资源严重匮乏，目前全油田日注入清水量达到24×104m3，对当地城乡生产生活用水会造成一定影响。另外，长庆油气区叠合开发，净化厂硫磺回收后的高含CO2尾气可以作为原料，有一定的二氧化碳资源可以利用，不仅可以解决其封存问题，还可以保护大气环境。
5. 总结
在能源紧缺和节能减排的背景下，二氧化碳驱油有着非常广阔的推广利用前景，在不同类型的油藏条件下其提高采收率效果明显。本文结合长庆低渗透油藏的特点和开发现状，综合分析了其采用二氧化碳驱油技术提高采收率所面临的挑战和前景。
参考文献：
[1] 高慧梅，何应付等主编，注二氧化碳提高原油采收率技术研究进展 特种油气藏，2009.
[2] 沈平平、江怀友等主编，CO2注入提高采收率研究[J].特种油气藏，2007.
[3] 钱伯章，朱建芳主编，世界封存CO2驱油的现状与前景，能源环境保护，2008.
作者简介
翟博文，女，1983年生，2009年7月研究生毕业于华中科技大学应用化学专业，现在西安长庆科技工程有限责任公司石油设计部工作，主要从事油气储运的相关设计工作。
[关键词]二氧化碳 提高采收率 低渗透油田 保护环境
中图分类号：TU154 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）07-0248-01
1. CO2驱油发展概况
1.1 国外CO2驱油发展概况
从上个世纪五十年代，许多国家就开始把CO2作为一种驱替溶剂进行现场和实验研究，随着时代的进步和技术的发展，到九十年代CO2驱油技术日趋成熟。据不完全统计，全世界目前正在实施的CO2驱油项目有上百个，而且还在以逐年增长的态势发展，使用的国家主要有美国、俄罗斯、匈牙利、加拿大、法国、德国、葡萄牙等，其中以美国最多，受益年产油量达到近2000万吨，一般提高采收率10%～20%左右。
1.2 国内CO2驱油发展概况
从上世纪六十年代起，我国已开始重视CO2驱油技术的研究和应用，目前已在大庆、胜利、吉林、江苏、中原等油田进行了现场试验。我国首先在大庆油田将CO2驱油作为提高采收率方法进行了研究，并开辟了小井距试验区进行先导性试验，在葡I牛-7层试验证明其与同条件对比井组的水驱相比，采收率提高了10%左右。在榆树林油田树101区块CO2近混相驱试验也取得了较好效果，其采油速度连续四年保持在1.0%～1.2%。吉林油田建成了我国首个CO2驱油与埋存示范工程，示范效果显著，与水驱相比，单井产量提高了2.3倍，试验区采收率提高了10%以上。
2. 影响CO2驱油因素简析
（1）油藏岩性的影响
从国内外现行的CO2驱油项目进行分析可以得出，注CO2驱油的适应范围较为广泛，其不仅适合于白云岩、砂岩油藏，也适合于硅藻岩、石灰岩以及混合岩性类型油藏，主要是因为二氧化碳溶于水后形成的碳酸可以溶蚀钙盐等，提高油藏底层的渗透率。
（2）渗透率、非均质性的影响
低渗透率可提供充分的混相条件，减少重力分离，渗透率太高易导致早期气窜，从而造成较低的驱油效率，可以说渗透率越低提高采收率效果越明显。另外，随着非均质性的增强，采收率降低，主要是因为非均质油藏中注入的CO2优先进入高渗透层，导致当低渗透层中的原油尚未被完全驱扫时，其已从高渗透层进入到生产井中，产生粘性指进，从而使驱油效率降低，因此储层岩石的非均质性越小越好。
（3）流体性质的影响
一般情况下，原油密度越大，其采收率越低，主要原因是由于油气密度差越大，浮力作用越明显，二氧化碳气体越容易沿着油层的顶部流动，气体接触面小，通过时间短，降低了二氧化碳气体的波及系数，从而导致采收率低。
3.长庆低渗油田实施CO2驱油面临挑战
尽管国内外多项攻关和实践显示，CO2驱油与埋存技术具有较好的推广应用前景，但长庆油田在地形地貌、油藏条件、储层特性及地面工艺等方面与其他项目区块相比差异性比较大，发展CO2驱油与埋存技术在理论、技术和政策等多方面仍面临挑战：
挑战一：属于典型的三低（低渗、低压、低丰度）油藏，非均质性强、矿化度高等特征与CO2驱油相适应性问题。挑战二：注水开发配套的注采工艺与CO2驱油适应性问题。 挑战三：注水开发配套的地面工程与CO2驱油适应性问题。长庆油田地处黄土高原，沟壑纵横、梁峁交错、高差起伏大，冬季气候寒冷，针对特殊的地形地貌、含CO2采出液易导致地面管道冻堵、地面设备管道结垢加剧，常温密闭输送工艺及已建地面系统适应性问题，亟需开展与长庆CO2驱相适应的地面工艺技术研究。挑战四：CO2驱油与封存安全风险控制问题。鄂尔多斯盆地储层的封闭性、地质体与露头的关联性及配置关系尚不明确，局部裂缝发育，CO2长期埋存面临着地质构造密封性、井筒泄漏及油田弃置后维护的风险问题。另外在运输、储存、注入、集输过程中存在因CO2泄漏造成低洼聚集。从而引发当地环境污染和人畜伤害的风险，需开展CO2驱油与埋存过程的安全风险控制技术研究。挑战五：CO2驱油提高采收率政策及成本问题。作为低渗透油藏，CO2驱同深海、油砂开采和其他石油开采一样，需要新理念、新技术、新模式、新政策体系和高油价的支撑配套，对长庆油田长期形成的低成本战略面临挑战。
4.长庆低渗油田实施CO2驱油应用前景
（1）资源储量丰富
长庆油田位于鄂尔多斯盆地，地跨陕、甘、宁、蒙、晋五省区，已探明石油地质储量数十亿吨，成功开发建设了三十多个油田，主要开发层位为侏罗系延安组和三叠系延长组油层，采出程度均不足20%，盆地内剩余可采储量十分丰富。
（2）油藏特点有利
盆地内已探明石油地质储量中90%以上为低渗—特低渗透储油层，平均渗透率0.2×10-3μm2～1×10-3μm2，储层孔隙以粒间孔为主，平均喉道半径1.1μm～5.7μm，属于典型的底孔、低渗油层，从宏观上讲有利于采用CO2驱油整体提高采收率。
（3）原油性质较好
长庆原油具有相对密度低、粘度低、含硫低、含蜡低和凝固点较高的特点。地面原油相对密度为0.834 mg/cm3～0.859mg/cm3，地层原油粘度为1.7 mPa·s～5.5mPa·s，原始地层压力为9.53 MPa～15.70MPa，油层温度41℃～58℃，有利于CO2混合物萃取和汽化原油中的轻质组分，进一步降低原油相对密度，从而提高采收率。
（4）油藏水驱程度低，原油含水高
长庆油田三叠系注水开发油藏，经过堵水、分注、加密调整等，水驱采收率能达到30%左右，采收率仍有一定提升空间，按照长庆目前动用地质储量估算，采收率提高1%，将新增上千万吨可采储量。另外，随着油田开发时间的不断延长，一些主力油藏含水达到70%以上，部分油藏出现水淹现象，采用CO2驱油技术可有效改善油藏环境，降低含水率，延长油井生产寿命。
（5）有利保护水资源和大气环境
长庆油田开发区域大部分地处陕甘宁老区，水资源严重匮乏，目前全油田日注入清水量达到24×104m3，对当地城乡生产生活用水会造成一定影响。另外，长庆油气区叠合开发，净化厂硫磺回收后的高含CO2尾气可以作为原料，有一定的二氧化碳资源可以利用，不仅可以解决其封存问题，还可以保护大气环境。
5. 总结
在能源紧缺和节能减排的背景下，二氧化碳驱油有着非常广阔的推广利用前景，在不同类型的油藏条件下其提高采收率效果明显。本文结合长庆低渗透油藏的特点和开发现状，综合分析了其采用二氧化碳驱油技术提高采收率所面临的挑战和前景。
参考文献：
[1] 高慧梅，何应付等主编，注二氧化碳提高原油采收率技术研究进展 特种油气藏，2009.
[2] 沈平平、江怀友等主编，CO2注入提高采收率研究[J].特种油气藏，2007.
[3] 钱伯章，朱建芳主编，世界封存CO2驱油的现状与前景，能源环境保护，2008.
作者简介
翟博文，女，1983年生，2009年7月研究生毕业于华中科技大学应用化学专业，现在西安长庆科技工程有限责任公司石油设计部工作，主要从事油气储运的相关设计工作。