我國自60年代以來在大慶、勝利、任丘、江蘇等油田先後開展了CO2驅油實驗。由於我國天然的CO2資源比較缺乏,至今尚未發現較為大型的CO2氣藏,因此這方面的技術起步較晚,但是,隨著小型CO2氣藏的發現,CO2驅油作業項目越來越多,向油藏注入CO2氣體能有效的降低原油粘度,減小殘餘油飽和度,溶解儲層中膠質,提高滲透率,在低滲透油藏、高含水油藏以及深層油藏中有良好的應用前景,經過實踐己經證明對於水驅效果不好的透油藏和小段塊油藏,CO2驅也能取得很好的效果; 說明CO2驅油具有成功率高、風險性低、成本低廉、成效顯著,可回收重複利用並且注CO2能夠減少空氣汙染,降低溫室效應,有利於環境保護。

注入方式
1、 連續注二氧化碳氣體
直接向已枯竭的地層中連續注入二氧化碳氣體,特點為:
(1)見效快,但二氧化碳消耗量大,一般為地層孔隙體積的幾倍;
(2)由於不利的流度比,容易發生早期氣竄,產氣量上升快,二氧化碳利用率低;
(3)不適於壓力過低的油藏,因為這類油藏一方面需要大量的二氧化碳氣體,另一方面,過低的壓力下二氧化碳氣體與原油混相困難,造成隻有少量輕質烴采出,大量重質烴留在地下。
2、 注碳酸水
利用二氧化碳溶於水的性質,將水-二氧化碳溶液注入到地層後,水中的二氧化碳在分子擴散作用下與原油接觸並驅油。
(1) 改善流度比
由於水中二氧化碳更容易溶解在原油中,因此注水前緣後面地層中的二氧化碳會轉移到殘餘油相中,降低原油粘度,提高油相滲透率,同時碳酸化水中的二氧化碳對水具有增粘作用,可以改善流度比,並使油水相界面處毛管力下降和岩石水潤視角減小。原來水不能波及到的地方,由於水中溶有二氧化碳而能被波及到,一般碳酸化波及系數要比普通的高出幾倍。
(2) 提高洗油效率
由於原油與二氧化碳要比水與二氧化碳在化學上有更深的“親緣”關系,因此在碳酸化水與石油接觸時,二氧化碳的分子發生擴散,從而使附在岩石骨架表面上的重質油膜“疏鬆”化,最終使這些油膜移動,提高了洗油效率。
(3) 吸附現象
由於二氧化碳也像其他溶劑一樣存在吸附作用,因而通常二氧化碳濃度前緣要遠遠落後於水驅前緣,相差1-7倍,但這種吸附與聚合物不同,不論在原油處吸附,還是岩石表面吸附,對原油開發均有利。
3、水、二氧化碳氣體段賽交替注入
將二氧化碳和水以較小的段賽尺寸(一般小於5%HCPV)交替注入到油層中驅油。雖然注入的水可能造成水屏蔽和二氧化碳繞流原油,且存在潛力的重力分層作用,同時還可能造成注入能力下降等缺點。但由於改善了二氧化碳的流度,提高了二氧化碳的體積波及系數和利用率,因此,交替注入方式是經濟有效的提高采收率的工藝方法。
4、 二氧化碳和水同時注入
二氧化碳和水同時注入是利用雙注系統同時將水和二氧化碳注入油層的方法。可以看做WAG發的一種極端情況。此種注入方法的不利因素就是:當高壓注入二氧化碳和水的混合物時,注入井腐蝕嚴重;當兩相同時注入時,注入能力會降低。
某油田已建成5個集團公司級二氧化碳驅油與埋存示範區,累計埋存二氧化碳225萬噸,年產油能力為10萬噸,年二氧化碳埋存能力為35萬噸,年埋存能力相當於每年植樹280萬棵。
工藝流程示意圖

現場測試流程圖

注入井原采用V錐流量計計量注入CO2流量,注氣壓縮機增壓後的CO2氣體,在輸送到注氣井的過程中,要經曆一個較長的輸氣管段,氣體溫度受環境的影響將會降低,在進入注氣井之前其流體溫度可能降低到臨界溫度之下,使CO2處於臨界或超臨界狀態。目前,V錐流量計僅能保證5%~15%的計量精度,滿足不了處於臨界或超臨界狀態CO2計量的要求,需采用混相流量計有效計量注入介質流量。
注氣井口之前的管線上安裝光量子兩相流量計,則可以計量處於單相氣相狀態、氣液兩相狀態或完全處於液相狀態CO2計量的需要,有效替代V錐流量計。

在采油井出口的生產管線上安裝光量子多相流量計(P系列),在不分離的情況下在線計量采油井的油、氣、水三相流量。經油氣水混相計量的井流物進入計量分離器,進行氣液兩相分離,氣路管線上安裝諧振兩相流量計(R系列),用於計量含CO2的天然氣的質量流量、相分率和混合密度。

注氣井計量數據
