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摘要:根据《2019年全球能源统计年鉴》,2018年全球油气消费占总能源需求的55%。尽管可再生能源发电量不断上升且更具经济性,但这一转型需要改进策略以最大化油气采收率,并尽可能减少环境影响。
哥伦比亚矿业和能源部公布,截至2018年底,该国石油储量为19.58亿桶,可满足六年国内消费。根据哥伦比亚电力和矿业管理局(UPME)预测,到2030年哥伦比亚天然气市场需求将达到约1370十亿标准立方英尺。哥伦比亚天然气的储量/产量比为13年。这些不佳指标凸显了投资新油田勘探和实施强化采收方法的重要性。
二氧化碳注入是一种有前景的方法,可在大幅减少温室气体排放的同时提高油气田采收率(Al-Abri, 2011)。自20世纪70年代以来,二氧化碳注入在美国及全球多个试点项目中已被成功证明为一种强化采收技术(Kane A.V., 1979; Oxy Denver Unit CO2 Subpart RR Monitoring, 2015; Ren, S., Niu, A., Ren, B., Li, Y., Kang, W., Chen, G., Zhang, H., 2011; 中国石油天然气集团公司, 2011)。哥伦比亚过去也进行过一些相关努力,并发表了少量研究成果(G. Maya, R. Castro, A. Lobo等, 2010; D. Rodriguez, F. Monsalve, 2009)。但由于二氧化碳供应、试点选择、运营问题及成本等因素,哥伦比亚的该技术发展已停滞。
凝析气藏初始处于气相。它们可根据分离系统的操作条件提供天然气和原油,这符合哥伦比亚能源需求的目标。这类储层表现出复杂的相行为,其特征是当压力降至露点以下时会产生凝析油。储层中的凝析问题在于,由于毛细管力作用,液体在达到临界饱和度前保持不可动。凝析的出现会降低井的生产力,因为岩石中出现了新的液相,凝析油占据空间导致气体流动受阻。相对渗透率曲线描述了气体和凝析油之间的流动能力竞争关系。
通过维持压力高于露点或尽可能高,可以防止储层产能中的凝析效应。这种方法需要注入一些流体,如贫气、氮气或二氧化碳。
二氧化碳注入通过以下方式提高天然气和凝析油的采收率:
– 压力支撑:如果从生产开始就执行压力维持,并将储层压力保持在露点以上,岩石中就不会发生凝析,从而可以在地表最大化凝析油采收率。对于露点以下压力的储层,压力维持将减缓凝析速度,并减轻影响井生产力的喉道堵塞。
– 降低凝析饱和度:当储层中发生凝析时,凝析油在达到临界饱和度前不会流动。二氧化碳注入通过膨胀过程(凝析油体积膨胀使So增加并变得可动)、粘度降低、界面张力降低以及凝析油组分的蒸馏作用,增强凝析饱和度的采收。本研究的主题是对凝析气藏中二氧化碳注入进行评估。

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