Economic and Operational Investigation of CO2 Sequestration through Enhanced Oil Recovery in Unconventional Reservoirs in Colorado, USA

本研究分析了碳捕集、利用与封存（CCUS）项目的经济效益，展示了基于科罗拉多州的CCUS项目部署情况，并通过模拟非传统油气藏中基于强化采油（EOR）的二氧化碳封存的结果。综合经济分析包括捕集、运输、封存成本、增强型45Q税收抵免以及EOR收入，表明了二氧化碳-EOR对于抵消高CCUS成本的可行性。研究还探讨了科罗拉多州的顶级二氧化碳排放源、现有的二氧化碳管道和封存汇。通过模拟丹佛-朱尔斯伯格（DJ）盆地尼布拉拉和科德尔油气藏的EOR，展示了二氧化碳-EOR模拟结果，指出油产量的增加和更多的二氧化碳封存可以通过以下方式实现：更长的初次生产期、关闭期的存在、更高的注入率和多井注入器。模型结果表明，每恢复1桶EOR油（0.16立方米），大约可以封存7-10百万立方英尺（0.23-0.33立方米）的二氧化碳。通过增加EOR收入和碳信用，估计在假设油价为每桶80美元的情况下，最具经济效益的情况可以产生1300万美元的收入，EOR油收入是45Q激励措施产生的3.4倍。本研究的最佳实践将为其他非传统油气藏中类似的CCUS项目提供宝贵的见解。此外，本研究定义了一个名为“碳中和指数（CNI）”的术语，通过比较封存的二氧化碳量与EOR油燃烧的二氧化碳量。CNI值为0表示增强油碳中和；负CNI值意味着碳排放的净减少。4年的huff-n-puff（HnP）模拟导致正CNI值，表明在此过程中产生的EOR油尚未实现碳中和。

CMG软件应用情况

在本研究中，使用了CMG公司的工业组分储层模拟软件来模拟非常规油气藏中的二氧化碳-EOR过程。模拟考虑了不同的注入时间、注入井数量、注入速度和注入方案。模拟结果有助于评估不同运营策略对油藏增产和二氧化碳封存的影响。

图形用户界面, 表格 中度可信度描述已自动生成

文章的结论主要包括以下几点：

  1. 经济效益分析：研究指出，通过EOR进行的二氧化碳封存可以成为经济上可行的解决方案。特别是，当油价为每桶80美元时，最佳经济案例可以产生1300万美元的收入，其中油收入是45Q税收抵免的3.4倍。
  2. 最佳实践：在非传统油气藏如尼布拉拉和科德尔中进行的CO2-EOR过程中，可以同时提高油的采收率和封存二氧化碳。大约每恢复1桶EOR油（0.16立方米），可以封存7-10百万立方英尺（0.23-0.33立方米）的二氧化碳。
  3. 增产与封存：更多的油和二氧化碳可以通过以下方式产生和封存：
    • 有6个月的关闭期而不是没有关闭期；
    • 注入率更高，如每天4百万立方英尺（133立方米）或每天8百万立方英尺（266立方米）；
    • 更长的初次生产期，如5年而不是2年；
    • 使用多个注入井，如四个注入器。
  4. 多井注入效果：使用相同量的二氧化碳，单井注入可以回收更多的油，而多井注入可以封存更多的二氧化碳。
  5. 油气藏状态影响：在相同的注入计划下，更枯竭的油气藏更适合CCUS项目，因为它们可以回收更多的增量油并封存更多的二氧化碳。
  6. 碳中和评估：本研究定义了“碳中和指数（CNI）”，通过比较封存的二氧化碳量与EOR油燃烧产生的二氧化碳量。CNI值为0表示增强油碳中和；负CNI值意味着碳排放的净减少。4年的HnP模拟导致正CNI值，表明在此过程中产生的EOR油尚未实现碳中和。
  7. 感谢与资助：作者感谢美国能源部和科罗拉多矿业学院的储层特征项目对本研究的支持，并感谢Occidental Oil Company提供Wattenberg项目的数据支持。

中文作者单位

科罗拉多矿业学院

发表评论