二氧化碳强化致密油藏开发与地质封存研究

二氧化碳强化致密油藏开发与地质封存研究

杨帆

（吉林油田二氧化碳开发公司 吉林省松原市138000）

摘要：随着全球能源需求的持续增长，石油作为主要的能源来源，其开采和利用方式受到了广泛关注。其中，二氧化碳强化致密油藏开发和地质封存研究成为了一个重要的研究方向。基于此，本文主要对此进行深入探讨，以期为相关领域提供一些有益的参考。

关键词：二氧化碳；致密油藏；地质封存

随着全球气候变化问题日益严重，减少温室气体排放已成为国际社会的共同目标。二氧化碳的排放是全球气候变暖的主要原因之一，因此，将二氧化碳进行长期、安全的地质封存已成为当前研究的热点。

一、二氧化碳强化致密油藏开发

致密油藏是一种储层渗透率较低、孔隙度较小、开采难度较大的石油资源。传统的致密油藏开发方式主要依赖于水力压裂等物理手段来提高油藏的渗透率和产能。然而，这种开发方式不仅成本高昂，而且会对环境造成一定的影响。而二氧化碳强化致密油藏开发则是一种更为环保和高效的开发方式。而二氧化碳强化致密油藏开发主要是利用二氧化碳在油藏中具有较大的溶解度和扩散性，通过向油藏中注入二氧化碳气体，提高油藏的产能和采收率。这种开发方式不仅可以降低水力压裂等物理手段对环境的影响，而且还可以利用工业排放的二氧化碳，实现碳减排和资源化利用。首先，提高石油采收率。传统的石油开采方式往往面临采收率低下的问题，大量的石油资源被浪费，而二氧化碳作为一种强溶解性气体，能够有效地提高石油的流动性，使其更容易从地下开采出来，这不仅可以减少资源的浪费，而且可以提高石油的产量，满足全球日益增长的能源需求。其次，具有环保优势。随着人们对环境保护意识的提高，开发清洁、绿色的能源开采方式已成为全球共识，二氧化碳强化致密油藏开发技术将原本被排放到大气中的二氧化碳用于石油开采，既减少了温室气体的排放，又实现了资源的再利用，这无疑是一种既经济又环保的新型石油开采方式[1]。

二、地质封存的一些研究

1.构造封存

构造封存是指通过地壳中的构造运动，将二氧化碳有效地圈闭在特定的地质构造中，从而防止其向大气中逸散。这一过程涉及到多种地质因素，包括地层压力、地层厚度、地层温度、地层流体性质等。首先，地层压力是影响二氧化碳封存的关键因素。当地层压力高于二氧化碳的溶解度时，二氧化碳将被圈闭在构造中，形成所谓的“圈闭效应”。这可以有效防止二氧化碳向大气中逸散，从而达到封存的目的。其次，地层厚度也是影响构造封存的重要因素。较厚的地层可以提供更大的存储空间，使更多的二氧化碳得以封存。同时，地层厚度的变化也能影响二氧化碳在地层中的流动性和扩散性，进而影响封存效果。此外，地层温度和地层流体的性质也对构造封存有着重要影响。地层温度的高低直接关系到二氧化碳的溶解度和扩散速度，而地层流体的性质则会影响二氧化碳在地层中的流动性和扩散性。

2.残余气封存

在二氧化碳致密油藏地质封存机理中，残余气的封存是一个关键环节，它不仅影响着二氧化碳的封存效果，也关乎到油藏的可持续开发。残余气是指油藏在开发后期仍残留在油藏中的天然气，在二氧化碳注入油藏进行地质封存的过程中，这些残余气与二氧化碳之间存在复杂的相互作用。一方面，残余气可以占据油藏的部分空间，降低二氧化碳的封存容量。另一方面，残余气也可以与二氧化碳形成混相驱替，提高二氧化碳的封存效率。为了实现更有效的二氧化碳地质封存，需要深入研究残余气的封存机理。首先，需要了解残余气的分布和组成，通过分析油藏的地质特征和开发历史，结合数值模拟技术，预测残余气的分布状态和变化规律。其次，研究二氧化碳与残余气相互作用的过程和机理，通过实验和模拟手段，揭示二氧化碳在残余气中的溶解、扩散和运移规律，以及混相驱替的机理和条件。最后，探索提高残余气封存效率的方法和技术，例如优化二氧化碳的注入方式、提高油藏的温度和压力等。

3.矿化封存

矿化封存是指将二氧化碳转化为矿物，从而实现长期、稳定的地质封存。这种方法的原理是利用某些矿物与二氧化碳发生化学反应，生成稳定的碳酸盐矿物，从而将二氧化碳永久地固定在地下。在二氧化碳致密油藏地质封存中，矿化封存主要涉及两个方面的反应：一是二氧化碳与水反应生成碳酸。二是碳酸与地下的钙、镁等离子反应生成碳酸盐矿物，这些反应可以在一定的温度和压力条件下自发进行。而在实际应用中，矿化封存具有以下优点：（1） 安全性高。通过化学反应将二氧化碳转化为矿物，可以确保二氧化碳在地质封存过程中不会泄漏或逃逸。（2）稳定性好。生成的碳酸盐矿物在地下的稳定性较好，不易分解或迁移。（3）适用范围广。矿化封存可以在各种类型的地下岩层中进行，包括致密油藏、煤层、页岩等[2]。

总结

综上所述，二氧化碳强化致密油藏开发和地质封存研究是当前石油工业和环境保护领域的重要研究方向。通过这些研究，不仅可以提高石油资源的开发效率，降低开发成本，而且还可以实现温室气体的减排和资源化利用，为全球气候变化问题提供有效的解决方案。

参考文献

[1] 姜俊帅,刘庆杰,王家禄. 致密油藏二氧化碳吞吐有效作用半径计算方法[J]. 科学技术与工程,2020,20(6):2216-2222.

[2] 张越琪,苟利鹏,乔文波,等. 致密油藏超临界二氧化碳吞吐开发特征实验研究[J]. 特种油气藏,2021,28(1):130-135.

作者简介:杨帆，女，197307，吉林油田二氧化碳开发公司