油藏CO2注入中的密度效应模拟及卡塔尔盐水层CO2封存案例研究

MODELING DENSITY EFFECTS IN CO2 INJECTION IN OIL RESERVOIRS AND A CASE STUDY OF CO2 SEQUESTRATION IN A QATARI SALINE AQUIFER

摘要：

二氧化碳注入技术已用于提高石油采收率数十年。近年来，由于其双重效果，二氧化碳注入技术变得更具吸引力：一方面，地表注入可降低大气中二氧化碳浓度以缓解全球变暖；另一方面，能改善石油采收率。
本研究考察了建模二氧化碳注入过程中二氧化碳溶解产生的密度效应。提出了一种方法，利用Peng-Robinson状态方程和Pedersen粘度关联来模拟西得克萨斯原油中二氧化碳溶解导致的油密度增加。该方法应用于模拟观察到的油密度随二氧化碳溶解而增加的情况，并通过二维垂直剖面和三维储层进行组分模拟，考虑密度效应。结果表明，二氧化碳溶解引起的密度增加可能对二氧化碳流路径和采收性能产生显著影响。本研究的主要结论之一是，为确保二氧化碳注入项目的成功，需要不同二氧化碳浓度下二氧化碳/油混合物的准确密度数据。
虽然二氧化碳增强采油（EOR）是解决方案的一部分，但盐水层具有最大的二氧化碳封存潜力。本文进行了盐水层二氧化碳封存的文献综述，详细讨论了主导捕集机制、传输过程及相应的建模方法。卡塔尔西南部的一个浅层盐水层——阿拉玛含水层被用作二氧化碳封存的案例研究。利用可用的日志数据和流量测试数据为阿拉玛含水层建立了一个组分模拟模型。研究发现，在模拟盐水中溶解的二氧化碳时，网格尺寸是一个关键参数。