加拿大Weyburn 油田注CO2提高采收率和埋存工程.pdfVIP

Weyburn 油田 - 提高采收率法采油 全球气候变化及能源：案例研究 Weyburn 油田位于萨斯喀彻温 (Saskatchewan) 省里贾纳 (Regina) 市东南 130 公里（80 英里）处，由加拿大最大的石油公司 EnCana 经营。 Weyburn 油田发现于1954 年，估计原油储量为 14 亿桶。石油生产始于 1955 年，并在 1963 年升至每天31,500 桶。从 1964 年开始向注入井中注水，以 提高增加产量。到 1966 年，产量达到每天 47,200 桶的峰值。接下来的 20 年中，产量稳步下降，到 1986 年，产量已跌至每天只有 9,400 桶。之后又 钻取了一些垂直井和水平井。这将产量增至每天 22,000 桶左右。 到1998，已经生产了约3 亿3 千万桶石油。这相当于油田储量的23%左 右。之后，产量再度快速下滑。据当时预测，除非找到可提高采收率的新解决方 案，否则总产量将不会超过3 亿5 千万桶——这个数字仅为原油储量的25%。 大平原合成燃料厂 (Great Plains Synfuels Plant) 为鼓励替代性燃料资源的开发，美国政府支持在北达科他州 Beulah 附近 建设大平原合成燃料厂。该厂于 1984 投入商业运营，其目标是从煤中提炼 (CH4)。每天，超过 16,000 吨粉碎的褐煤被送进“气化器”，与蒸汽和氧气混合， 之后在 1200°C (2200°F) 的温度下部分燃烧。这将煤分解，产生混合气体。 然后将气体冷却，凝出焦油、水和其他杂质。之后将气体通过温度为 -70°C (-94°F) 的甲醇。这会将合成天然气 (SNG)——主要成分是 CH4——与其他 化合物——主要成分是 (CO ) 分离开来。 2 每天产量为 3,050 吨合成天然气，天然气通过输气管道提供给客户，同时 还产生 13,000 吨废气，其中 96% 是 CO 。很多合成燃料厂直接将废气排 2 放到大气中，加剧了温室效应和全球变暖趋势。大平原合成染料厂的废气通过一 条长达 330 公里（205 英里）的管道被送至 Weyburn 油田，在那里对其进 行安全处理并用于生产更多的石油。 Weyburn CO2 提高采收率法采油技术 1997 年，达科他气化公司 (DGC) 同意将所有废气（96% 为 CO ）从 2 它的大平原合成燃料厂通过一条管道输送至 Weyburn 油田。 2000 年 9 月，首批 CO2 被输送至 Weyburn 。管道中的气体处于很高 的压强之下（约为 152 帕），这使得它成为一种超临界流体。超临界流体是指 一种高压强下的气体，该压强使得气（气体）相变得像液相一样稠密。超临界气 体具有高密度，但是又像气体一样易于流动，因此非常适合通过管道运输。 Weyburn 油田共有 720 口钻井。垂直井均钻取为“9 点”格图案——8 口生产 井环绕着一口注入井，形成一个正方形——间距通常为 150 米（500 英尺） 左右。高压下的 CO2 被注入到 37 口注入井中，促使原油流向 145 口正在采 油的生产井。 提供的 CO2 的纯度非常适 合在提高采收率法采油工艺 (EOR) 中使用。这是因为 CO2 在混有少量杂质时更容易在油中 溶解。硫化氢 (H S) 在注入气 2 体中所占的比例为 2.5%，它可 以大大促进 CO2 与石油的混 合。 CO2 超临界流体在高压下被泵入储集层中后，CO2 与石油混合，使得石油 开始膨胀且粘性降低。膨胀力迫使石油从岩石的孔隙中流出来，使得石油可以更 为顺畅地流动。将水抽吸到注入井中，与 CO2 交替使用，以将释放出来的石油 推向生产井。有些 CO2 会返回到生产井处的