利用地热能实现热CO2驱的技术研究

前言

利用CO2驱提高采收率技术被证实具有适用范围大、驱油成本低、采收率提高显著、成功率高、风险性低等优点。我国随着某些油田在开发过程中相继发现中小规模的CO2气藏, 注CO2技术也有了很大发展。作为一种不受地域限制的可再生清洁能源, 在已有的热采技术条件下, 为了降低地面加热CO2的费用, 利用深部地热能加热CO2具有其可行性。

1. 热CO2驱油机理

图1为利用流变仪测定的不用温度下的稠油黏度, 得出稠油黏温特性曲线。

热CO2驱依靠溶解在原油中的二氧化碳, 改变原油的粘度从而改观油藏得流动特性, 达到提高原油采收率, 但是溶解在原油中的二氧化碳降低原油的粘度同时还与油藏的压力等有关, 如图2

对于低渗、特低渗稠油油藏, 常规CO2驱提高采收率效果显著, 但由于常规CO2驱无法达到加热油藏的目的, 使其得到的最终采收率提高不会太高。热CO2驱在常规CO2驱的基础上融入了热力采油的优势, 在混相驱油的同时加热油藏, 能更加有效而且更大程度的提高采收率。

2. 地热资源实现热CO2驱

2.1 地热能资源转化为热CO2驱的可行性

土耳其Bati Raman稠油油田常年二氧化碳驱现场经验表明, 热CO2驱比常规CO2驱提高采收率更高, 但是在现场施工中通过加热二氧化碳来实现热驱, 造成地面设备复杂, 热能消耗大并且不能充分利用地面热能, 成本高等缺点, 也造就其利用价值低等。因此地热资源作为一种不受地域限制的清洁能源, 地热能源的利用已受到越来越多国家的关注。在已有的热采技术条件下, 为了降低地面加热CO2的费用, 利用深部地热能加热CO2流体具有其可行性。

2.2 地热资源转化热CO2驱的优势

2.2.1 石油资源相对于地热资源, 利用价值高, 便于储存以及运输;地热能源辅助采油扩大了地热资源的应用范围, 同时作为一种可再生资源对油田开发提供一种技术储备。

2.2.2 热CO2驱在现场运用过程中首先加热CO2, 因此对地面设施要求高, 地面工程量大成本高等缺点。利用地热资源实现热CO2驱不需要地面加热CO2, 让CO2通过地层自动加热, 减少地面成本消耗。

2.2.3 CO2本身具有传热介质的诸多优点:CO2密度小, 黏滞力小, 膨胀系数较高。这些特征使其具有较好的流动性, 并受到较大的浮力作用, 这将降低流体流动所消耗的驱动压力, 节省外在驱动设备的能耗[3]。

2.3 储层地热资源实现热CO2驱的技术关键点

低温超临界CO2通过注入井注入到深部热储层, 在地层孔隙和裂隙介质中渗透运移, 在与水的驱替过程中, 被深部高温岩体加热, 被加热后的CO2不通过地面直接注入到稠油层, 加热油层的同时实现CO2驱。

在目前已有的技术及设备条件下, 尽量缩短注气流程长度, 提高注入效率, 降低成本, 同时尽量减小深部热储层中的CO2损失量, 使尽可能多的热CO2进入到目的油层。

3. 地热能转化为热CO2驱的发展前景

深层地热工程化技术已被确定为中国能源技术发展的技术方向[4], 这意味着地热资源利用技术将在包括地热采油等多个领域推广应用。

4. 结语

利用地热资源实现热CO2驱技术优势明显, 潜力巨大, 具有实施的可行性, 为了方便进行此技术的施工决策, 除了理论研究计算外, 还需要在数值模拟、室内试验等多方面进行探索。

摘要：热CO2驱作为油田开发提高采收率技术的一种, 在油田开发过程中存在热能损耗大, 开发成本高等特点, 而油层附近普遍存在地热能资源也可以作为热CO2驱的辅助资源。若能利用地热能实现热CO2驱, 将会大幅提高热CO2驱的使用价值, 为提高原油采收率做出重大贡献。

关键词：热CO2驱,地热能,提高采收率

参考文献

[1] 许洪星.热CO2驱提高原油采收率技术[J].国外油田工程, 2008, 24 (2) :5-6.

[2] 王学忠.干热岩大幅度提高注水开发采收率研究[J].西南石油大学学报 (自然科学版) , 2010, 32 (5) :122-125.

[3] 石岩.二氧化碳羽流地热系统运行机制及优化研究[D].吉林:吉林大学, 2014.

[4] 王红岩, 李景明, 赵群.中国新能源资源基础及发展前景展望[J].石油学报, 2009, 30 (3) :469-474.