利用地熱能實現熱C O2驅的技術研究

杜森垚 陳航 唐唐 李柳逸 何磊（長江大學石油工程學院，湖北 武漢 430100）

前言

利用CO2驅提高采收率技術被證實具有適用范圍大、驅油成本低、采收率提高顯著、成功率高、風險性低等優點。我國隨著某些油田在開發過程中相繼發現中小規模的CO2氣藏，注CO2技術也有了很大發展。作為一種不受地域限制的可再生清潔能源，在已有的熱采技術條件下，為了降低地面加熱CO2的費用，利用深部地熱能加熱CO2具有其可行性。

1.熱 CO2驅油機理

圖1為利用流變儀測定的不用溫度下的稠油黏度，得出稠油黏溫特性曲線。

熱CO2驅依靠溶解在原油中的二氧化碳，改變原油的粘度從而改觀油藏得流動特性，達到提高原油采收率，但是溶解在原油中的二氧化碳降低原油的粘度同時還與油藏的壓力等有關，如圖2

圖2 油藏μm/μo與飽和壓力的關系

對于低滲、特低滲稠油油藏，常規CO2驅提高采收率效果顯著，但由于常規CO2驅無法達到加熱油藏的目的，使其得到的最終采收率提高不會太高。熱CO2驅在常規CO2驅的基礎上融入了熱力采油的優勢，在混相驅油的同時加熱油藏，能更加有效而且更大程度的提高采收率。

2.地熱資源實現熱CO2驅

2.1 地熱能資源轉化為熱CO2驅的可行性

土耳其Bati Raman稠油油田常年二氧化碳驅現場經驗表明，熱CO2驅比常規CO2驅提高采收率更高，但是在現場施工中通過加熱二氧化碳來實現熱驅，造成地面設備復雜，熱能消耗大并且不能充分利用地面熱能，成本高等缺點，也造就其利用價值低等。因此地熱資源作為一種不受地域限制的清潔能源，地熱能源的利用已受到越來越多國家的關注。在已有的熱采技術條件下，為了降低地面加熱CO2的費用，利用深部地熱能加熱CO2流體具有其可行性。

2.2 地熱資源轉化熱CO2驅的優勢

2.2.1 石油資源相對于地熱資源，利用價值高，便于儲存以及運輸；地熱能源輔助采油擴大了地熱資源的應用范圍，同時作為一種可再生資源對油田開發提供一種技術儲備。

2.2.2 熱CO2驅在現場運用過程中首先加熱CO2，因此對地面設施要求高，地面工程量大成本高等缺點。利用地熱資源實現熱CO2驅不需要地面加熱CO2，讓CO2通過地層自動加熱，減少地面成本消耗。

2.2.3 CO2本身具有傳熱介質的諸多優點：CO2密度小，黏滯力小，膨脹系數較高。這些特征使其具有較好的流動性，并受到較大的浮力作用，這將降低流體流動所消耗的驅動壓力，節省外在驅動設備的能耗[3]。

2.3 儲層地熱資源實現熱CO2驅的技術關鍵點

低溫超臨界CO2通過注入井注入到深部熱儲層，在地層孔隙和裂隙介質中滲透運移，在與水的驅替過程中，被深部高溫巖體加熱，被加熱后的CO2不通過地面直接注入到稠油層，加熱油層的同時實現CO2驅。

在目前已有的技術及設備條件下，盡量縮短注氣流程長度，提高注入效率，降低成本，同時盡量減小深部熱儲層中的CO2損失量，使盡可能多的熱CO2進入到目的油層。

3.地熱能轉化為熱CO2驅的發展前景

深層地熱工程化技術已被確定為中國能源技術發展的技術方向[4]，這意味著地熱資源利用技術將在包括地熱采油等多個領域推廣應用。

4.結語

利用地熱資源實現熱CO2驅技術優勢明顯，潛力巨大，具有實施的可行性，為了方便進行此技術的施工決策，除了理論研究計算外，還需要在數值模擬、室內試驗等多方面進行探索。

[1]許洪星.熱CO2驅提高原油采收率技術［J］.國外油田工程，2008，24(2):5-6．

[2]王學忠.干熱巖大幅度提高注水開發采收率研究［J］.西南石油大學學報(自然科學版)，2010，32(5):122－125．

[3]石巖.二氧化碳羽流地熱系統運行機制及優化研究[D].吉林：吉林大學，2014．

[4]王紅巖，李景明，趙群.中國新能源資源基礎及發展前景展望［J］.石油學報，2009，30(3):469 －474．