中国石油大学提出以净零排放为目标的封存驱动型二氧化碳提高采收率方法 | Engineering

随着人类对化石燃料的依赖不断增加，导致二氧化碳（CO₂）排放量激增。据报道，2021年，人为CO₂排放总量达到3300亿吨，其中，四分之三以上来自于化石燃料的燃烧。CO₂排放引起的全球气候变化已成为世界范围内不容忽视的环境问题。将全球气候变化控制在1.5 ℃以内需要降低温室气体排放，主要是减少CO₂的排放。可通过驱油过程将CO₂封存在油藏地质体中，因此，CO₂驱油与封存被视为降低CO₂排放的重要手段之一。

中国石油大学（北京）芮振华研究团队在中国工程院院刊《Engineering》2022年11月刊发表了题目为《以净零排放为目标的封存驱动型CO₂提高采收率方法》的研究性文章，提出了一种新型的CO₂提高采收率（EOR）方法，即封存驱动型CO₂提高采收率，其主要目标是通过在油藏中封存尽可能多的CO₂来实现CO₂净零排放甚至负排放，同时最大限度提高原油采收率。该方法以二甲醚（DME）作为一种高效化学助剂，用于辅助传统CO₂驱提高原油采收率，同时提高CO₂封存率。文章表明，DME可提高CO₂在原油中的溶解度，有利于CO₂的溶解封存；可抑制因CO₂的抽提作用造成的原油轻质组分“逃逸”，这对原油可持续开发至关重要。封存驱动型CO₂ EOR方法在提高波及效率方面优于传统的CO₂ EOR，尤其是在采油后期更为明显；同时，封存驱动型CO₂ EOR比传统的CO₂ EOR可更有效提高原油采收率。此外，通过封存驱动型CO₂ EOR封存的CO₂量远超采出原油燃烧产生的碳排放总量。文章指出，通过优化开发方案，如水气交替注入，可实现更高的原油采收率和CO₂封存率目标。

为了验证模型的可靠性，文章将模型的预测结果与实验数据进行了对比。结果表明，预测结果与实验数据拟合度良好，验证了模型的可靠性。随着温度升高，气相中轻烃的摩尔分数增加，表明在较高温度条件下有更多的轻烃被CO₂抽提出来。此外，CO₂-DME-原油体系气相中轻烃的摩尔分数小于CO₂-原油体系中轻烃的摩尔分数。这表明，DME在很大程度上抑制了CO₂对轻组分的抽提作用，尤其是在高温条件下。在油藏中实施CO₂驱油项目时，CO₂溶解到原油中，原油中的轻质组分由于CO₂抽提作用而“气化”。然而，随着DME的添加，大多数轻烃则被“固定”在油相中，这有利于原油的可持续开发。

总之，通过封存驱动型CO₂ EOR项目封存的CO₂量远高于产出原油燃烧所产生的CO₂排放。因此，通过该技术封存的CO₂不仅抵消了当前的CO₂排放量，还可以抵消过去的排放量。此外，与封存驱动型CO₂ EOR项目相比，采用水气交替注入形式的封存驱动型CO₂ EOR项目，在油藏地质体中封存的CO₂总量更大。然而，如果对CO₂排放不征收任何排放税，与传统CO₂ EOR相比，封存驱动型CO₂ EOR对投资者仍然没有经济吸引力。

以上内容来自：Yueliang Liu, Zhenhua Rui. A Storage-Driven CO₂ EOR for a Net-Zero Emission Target [J]. Engineering, 2022, 18(11): 79-87.

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原文链接：http://www.engineering.org.cn/en/10.1016/j.eng.2022.02.010

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ISSN 2095-8099

CN 10-1244/N

IF 12.8 Q1

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