2 地质封存与利用主要技术
2.1 二氧化碳驱提高石油采收率(CO2-EOR)
二氧化碳驱提高石油采收率(CO2 Enhanced Oil Recovery, CO2-EOR),是指将CO2注入油藏,利用其与原油的物理化学作用,使原油的性质和油藏的性质发生变化,实现增产石油并封存CO2的工业工程(图2-1)。在油田开发后期,注入CO2,通过使原油体积膨胀,改变油水流度比,降低界面张力以及萃取、气化和混相等,改善原油流动性,从而提高原油采收率,增加原油产量。一般通过应用CO2-EOR技术可以进一步提高采出地质储量的7%~23%(平均13%)的原油。CO2-EOR的实施方法主要有CO2混相驱、CO2非混相驱和CO2吞吐法,其中CO2混相驱效率最高、应用最为普遍。CO2-EOR的研究与应用始于20世纪50年代。该技术以其适用范围大、驱油效率高、成本较低等优势,作为一项成熟的采油技术受到世界产油国的广泛重视。目前,美国注入油藏的CO2量约为2000万~3000万吨/年,其中约有300万吨捕集来源于煤气化厂和化肥厂的废气。图2-2展示胜利油田CO2-EOR实现地质封存的整个工业流程,主要包括从烟道气捕集CO2、CO2纯化,然后将其输送到油田进行注入驱油,同时再和原油一同采出,采出的CO2可进行分离和回收循环利用。
图2-1 CO2-EOR示意图
图2-2 胜利油田CO2驱提高石油采收率工程流程图
将捕集或回收的CO2注入油藏驱油,实现原油采收率提高,不仅可以长期封存CO2、履行减排义务,还可以通过提高原油采收率获得更多的原油产量,取得更大的经济效益。根据初步评价,中国石油开发提高采收率的CO2封存容量在20亿吨以上,可增采原油7亿吨以上。渤海湾、松辽、塔里木、鄂尔多斯、准噶尔等9个盆地是开展CO2-EOR技术潜力最大的几个盆地。CO2-EOR技术在国际上已经处于商业应用水平,在中国处于工业应用的初期到中期水平。