二氧化碳驱油技术及比较
1.2 CO2-EOR驱油技术
目前CO
2-EOR的实施方法主要有CO
2
混相驱、
CO
2非混相驱和CO
2
吞吐，其中CO
2
混相驱应用最
为普遍。
另外，CO
2-EOR实施中也有热CO
2
驱、碳
酸水驱、就地生成CO
2
技术等其他方法。
1.2.1 CO
2
混相驱
CO
2混相驱一般采用CO
2
与水交替注入储层
的方法，具体注入方法取决于储层的性质，主要有连续注入、简单注入、锥形注入等（如图2）。
实施过程中首先注入CO
2，由于连续注CO
2
驱替油
层时宏观波及系数很低，因此注水改变二氧化碳
的驱油速度，扩大CO
2
的波及效率。
基本机理是
CO
2
和地层原油在油藏条件下形成稳定的混相带前缘，该前缘作为单相流体移动并有效地把原油驱替到生产井（图3），由于混相，多孔介质中的毛细管力降至为零，理论上可使微观驱替效率
达到100%。
混相驱要求油藏压力高于或等于CO
2与原油完全混相的最低压力（MMP）。
由于受地层破裂压力等条件的限制，该方法通常用于原油相对密度小于0.89g/cm3，油层温度小于120℃的
中、深层油藏。
通过CO
2
混相驱，原油采收率比
注水方法提高约30%~40%。
与水交替注入驱油示意图
图2 CO
2
混相驱技术示意图
图3 CO
2
混相驱对开采下面几类油根据以往的经验，CO
2
藏具有更重要的意义。
（1）不合适水驱开采的低渗透油藏。
（2）水淹后的砂岩油藏。
（3）接近开采经济极限的深层、轻质油藏。
1.2.2 CO
2
非混相驱
CO
2
非混相驱效率次于混相驱，但高于水驱
或惰性气驱，一般以重力稳定CO
2
注入方式生产，将二氧化碳注入到圈闭构造的顶部，使原油向下及构造两边移动，在构造两边的生产井中将原油采出（图4）。
主要采油机理是对原油中轻烃汽化和抽提，使原油体积膨胀，黏度降低，界面张
力减小。
另外，CO
2
还可以提高或保持地层压力，
当地层压力下降时，CO
2就会从饱和了CO
2
的原油
中溢出，形成溶解气驱，达到提高原油采收率的目的。
适用于非混相驱的油藏类型主要有：（1）重油或高黏油油藏；
（2）压力衰竭的低渗透油藏；
（3）高倾角、垂向渗透率高的油藏。
图4 CO
2
非混相驱技术示意图
1.2.3 CO
2
吞吐
CO
2
吞吐的实质是非混相驱，采油机理主要
是原油体积膨胀、降低原油界面张力和黏度，以对轻烃的抽提作用。
该方法的一般过程是及CO
2
注入到生产井底，然后关井几个星把大量的CO
2
渗入到油层，然后重新开井生产。
这期，让CO
2
种单井开采技术不依赖于井与井间的流体流动特性，适用范围很广，一般对开采下面几类油藏具有更重要的意义：
（1）井间流动性差，其他提高采收率方法不能见效的小型断块油藏。
（2）裂缝性油藏、强烈水驱的块状油藏、有底水的油藏等一些特殊油藏。
（3）不能承受油田范围的很大前沿投资的油藏。
吞吐增产措施相对来说具有投资低、返CO
2
本快的特点，能在CO
耗量相对较低的条件下增
2
加采油量。
近混相驱
1.2.4 CO
2
驱细管目前，已有外国研究人员在进行CO
2
实验时提出：采收率曲线中的转折点不一定表示由不混相状态到动态混相状态的转变，而可能表
近混相驱的特点是，驱示是“近似混相的”。
CO
2
替压力低于并保持在MMP附近，注入的CO
与油
2
只是接近混相状态。
近混相驱在现场较容易实现，且有较高的驱油效率。
有研究表明，大多混相驱项目基本实现的是近混相，但由于近混相驱相关的理论和方法研究尚不成熟，而仍沿用着混相驱评价系统。
研究近混相驱驱油机理，确定近混相驱条件，是以后油田设计CO
2
-EOR开发项目的发展方向。
1.2.5 热CO
2
驱
热CO
2
驱是热力采油和混相驱油的联合应
用，其驱油机理是热CO
2加热油藏及CO
2
与原油
部分混相。
实施过程中，首先要加热CO
2，CO
2
的加热温度取决于油藏温度及原油性质，但必须高于其临界温度（图5）。
热CO
2
驱广泛适用各种原油和油藏类型，可有效提高驱油效率。
目前热
CO
2注入方法主要有热CO
2
连续注入，热CO
2
、水
交替注入，热CO
2
注入后注蒸汽。
图5 CO
2
的PT相图1.2.6 碳酸水驱
利用CO
2溶于水的性质，将CO
2
和水溶液注
入到储油层，水中的CO
2
在分子扩散作用下与地
层油接触并驱油（图6），但此扩散过程较慢，
与注入纯CO
2
相比，采收率较低。
计算表明，向油层注入5~6倍孔隙体积的3%~5%碳酸水，驱油效率增加10%~15%。
该方法通常作为一种辅助性方法使用。
图6 碳酸水驱技术示意图
1.2.7 CO
2
泡沫驱
CO
2泡沫驱是通过加入发泡剂，使得CO
2
气体
在地层中形成泡沫体系，增加其流动阻力，提高
波及效率。
国外许多经验和研究表明，CO
2
泡沫
驱的性能优于CO
2
驱，特别是用于非均质油藏效果更加显著。
但由于地层中压力很大，泡沫在运移过程中，实际上气体向液膜及地层水中的扩散很难形成理想的泡沫体系。
1.2.8 就地生成CO
2
技术
就地生成CO
2
技术是向地层中注入反应液，反应液为低浓度酸和低浓度表面活性剂及聚合物的混合液，这种混合液能够优先进入高渗透
层，在高渗透层中，产生放热化学反应生成CO
2。
由于开发该项技术在地层中就地产生CO
2
驱替剂，不需要使用过多的地面设备，不会对设备产生腐蚀，所以具有优先推广优势。
1.3不同驱油技术的比较
不同驱油技术的比较，如下表1所示。
序号驱油方式注入方式适用油藏
1 CO2混相驱连续,简单,锥形油藏压力高于或等于CO2与原油完全混相的最低压力(MMP),该法通常用于原油相对密度小于0.89g/cm3,油层温度小于120℃的中深层油藏
2 CO2非混相驱重力稳定CO2重油或高黏油油藏;压力衰竭的低渗透油藏;高倾角,垂向渗透率高的油藏
3 CO2吞吐重力稳定CO2不依赖于井与井间的流体流动特性,适用范围很广,小型断块油藏,特殊油藏
等
4 CO2近混相驱连续,简单,锥形---------------
5 热CO2驱热CO2连续注入;热CO2水交
替注入;热CO2注入后注蒸汽
加热温度必须高于临界温度,适用各种
原油和油藏类型,可有效提高驱油效率
6 碳酸水驱--------------
扩散慢,采收率低(较纯CO2),通
常为一种辅助性方法
7 CO2泡沫驱-------------- CO2泡沫驱的性能优于CO2驱,尤其非均质油藏,但泡沫受地层压力大的影响,实际较难形成理想的泡沫体系
8 就地生成CO2技术-------------- 无需过多的地面设备,不会有腐蚀问题,具有优先推广优势。