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摘要：本文主要探討了二氧化碳封存及提高石油采收率的問題，從技術原理、技術優勢、技術風險和挑戰等角度對二氧化碳封存及提高石油采收率做出了詳盡的研究，最后提出了幾點建議。

關鍵詞：二氧化碳；石油采收率

二十一世紀，工業體系對能源的需求越來越大，不但向空氣中排放了大量的二氧化碳，還給石油開采帶來了巨大的壓力，目前雖然有不少新能源開始出現和應用，但是其產量有限，以石油為首的化石能源依然是主要能源。因此，當前的重要任務是提高石油產量的同時減少空氣中的CO2含量，二氧化碳封存及提高石油采收率正是這樣一種可以一舉兩得的方法。

1二氧化碳封存及提高石油采收率的原理

1.1二氧化碳封存CO2封存就是把捕獲的CO2注入地下巖層，注入地點常常處于板塊內部或者穩定板塊的邊緣，這樣的地質環境相對穩定，地層不會受到擠壓，抬升和剝蝕，發生斷裂的可能性微乎其微，因此是比較安全的，CO2不容易受高溫高鹽的影響，能夠在地層中安全封存長達幾百萬年。而生產石油和天然氣的油氣藏，都是封閉條件良好的地下空間，是封存CO2的首選環境。

1.2二氧化碳提高石油采收率二氧化碳提高石油采收率的技術簡稱EOR技術。石油采收率簡單說來就是采收上來的石油占油藏中總儲量的比例。在傳統注水法采油結束時，許多原油會因為毛細作用而殘留在巖石縫隙中，無法向生產井流動，用水和烴類氣體都無法產生足夠大的驅動力將巖石縫隙中的原油擠出來，造成石油資源浪費。而CO2能夠改善原油和水的流速比，增強地層的滲透性，解除一部分油層污染，還能萃取和汽化原油中的輕烴氣體，和油相混溶成均勻的一相。巖石縫隙中殘留的原油體積膨脹，粘度下降，就能順利地向生產井流動。用這樣的辦法能夠將之前無法提取出的原油成功采收，提高了石油的采收率。[1]

2二氧化碳封存及提高石油采收率的優勢

2.1有效減少了大氣中的CO2含量CO2本是自然界的碳循環中的一部分，但是由于人類大量使用石油、煤炭等化石能源，導致大氣中的CO2含量超過了碳循環的承受能力，所以有大量的CO2被滯留在大氣中，引發溫室效應，所以減少大氣中CO2含量成為當務之急。通常來說有以下三種方法，一是減少內燃機中化石能源的使用；二是采用核能、太陽能、風能、水能等綠色能源代替化石能源發電；三是限制工廠向大氣中排放CO2。這三種辦法都各有缺點而不能取得明顯效果。CO2封存技術采集工廠產生的CO2注入油氣藏，能夠有效的減少繼續向大氣中排放的CO2量，能夠緩解溫室效應。

2.2提高石油的采收率用注入CO2的辦法，將原本只能長埋地下的原油開采出來，使得一塊油田中能夠被開采的原油量增加，提高了石油的采收率。目前我國的一些老油田經過長年開采，用常規辦法已經達到了開采極限，尤其是一些滲透性低、井網不完善的小斷塊油田，如果不使用EOR技術，這些油田就會被廢棄，殘留的石油資源就被浪費了。經過石油開采實踐證明，用常規方法開采后再用CO2驅動，石油采集率能夠提高4%到12%。[2]

3二氧化碳封存及提高石油采收率的風險和挑戰

3.1二氧化碳泄露風險CO2封存的根本目的是將CO2永久地封存于地下，其收益是巨大的，但是也面臨著很大的風險，首當其沖的就是CO2泄露風險。封存于地下的CO2可能會沿著注入井、廢棄井、巖石斷層裂縫泄露出來。而一般封存的CO2量是十分巨大的，一旦發生大規模的CO2泄露事件，區域大氣中的CO2含量就會激增，一旦超過3%，就會對人體造成危害；如果超過10%，就會造成人和動物的迅速死亡；當達到20%時，連以CO2為養料的植物也會受到傷害。CO2還會使區域氣候發生顯著變化，甚至蔓延到全世界，造成全球性的氣候災害。

3.2二氧化碳提高石油采收率的風險CO2提高石油采收率的風險主要來自于具體的實施過程。CO2首先要經過氣體的收集、凈化、干燥和液化，在此過程中CO2儲存罐和用于液化的氨氣罐可能發生泄露或爆炸，使工作人員窒息或中毒；CO2液體注入油田時可能由于壓力失控導致CO2噴出傷及工作人員；CO2注入后可能會引發氣體流竄，對油藏的本身造成危害；在原油被開采出來的集輸過程中，混在其中的CO2會對油氣田管道和設備造成腐蝕，出現油管斷裂、套管破裂，引發原油泄露、燃爆，對周圍的水、空氣、突然和工作人員造成危害，我國江蘇就曾經發生過腐蝕問題導致EOR技術工程停止的事故。[3]

3.3我國油藏本身復雜性的挑戰在美國，CO2混相驅已成為提高原油采收率的重要手段，這其中有很大一部分原因是因為美國的油藏情況相對簡單，采用EOR技術的條件相對比較好。我國油藏層間的非均質性嚴重，同一油藏層間的滲透率差異巨大，一些低滲透油藏中還有天然裂縫，注入CO2后極易引起氣體流竄，給施工帶來難題。另外，更主要的困難來自于我國油藏中原油的蠟、瀝青質和膠質含量高，整體黏度大，凝固點高，對于EOR技術的混相劑要求比較高。

4對于二氧化碳封存及提高石油采收率的實施建議

4.1科學實現尋找適應的混相劑EOR技術的實現最終目的就是能夠使地下油藏中的原油能夠最大程度的被CO2驅替，這久需要注入的混相劑能夠提供足夠大的壓力。目前地下油藏的一般壓力為25MPa，也就是說EOR技術需要的最小混相壓力必須小于25MPa，才能保證應用EOR技術能夠最大化的驅替原油。采取的實驗為“細管實驗”。實驗選取兩種混相劑，M1為99.99%純度的CO2，M2為5%孔隙體積的液化石油氣段塞，再連續注入CO2。其他條件相同，測試兩種混相劑在不同壓力下的原油采收率，經過數據收集比對，最終得到兩種混相劑收率與驅替壓力的關系曲線：由關系曲線可知，M1在30MPa壓力下采收率仍然沒有達到90%，這久意味著在25MPa的地層壓力下，無法最大程度上驅替原油，油藏注入CO2后剩余的原油將更難提取利用，因此不是理想的混相劑。M2在壓力達到23.2MPa時，其原油采收率已經達到了90%，這意味著M2在地層25MPa的壓力下能夠達到90%以上的采收率。因此比較理想的混相劑是M2，即5%孔隙體積的液化石油氣段塞,再連續注入CO2。

4.2取得外部支持EOR技術面臨的風險和挑戰中并不能成為停止研究的理由。國家應給予支持，將CO2封存技術納入國家科技發展規劃中進行重點突破，選取條件良好的油田進行EOR技術實踐，同時要注重博采眾長學習國外的優秀技術經驗，以求能夠攻克EOR技術。

5結語

EOR技術不但可以提高石油采收率，還能將CO2埋存在油藏中，既實現了經濟效益，又能緩解全球變暖，是利國利民的先進技術。應集中科技力量，促進EOR技術的完善和應用。

參考文獻：

[1]毛昭均.二氧化碳采油一石二鳥[J].中國石油石化,2007(17):48-49.

[2]侯銳,師慶三,劉熠,庫利孜娜,楊文慧.淺談二氧化碳封存及提高石油采收率的探討與研究[J].化工管理,2015(35):160.

[3]董凌辰.CO_2驅吸氣剖面監測技術研究與應用[J].江漢石油職工大學學報,2015,28(06):12-15.

作者：陳穎 趙田紅 單位：西南石油大學