1、主讲：李士伦（教授）主讲：李士伦（教授）2002004 4年年3 3月月 1998 1998年统计全国发现年统计全国发现COCO2 2气田气田2828个，遍布个，遍布1616个省市个省市3131个地区，如江苏黄桥、广东三水、吉个地区，如江苏黄桥、广东三水、吉林万金塔、大庆、天津大港、山东滨南、南海林万金塔、大庆、天津大港、山东滨南、南海东部、西部、河北任丘、安徽天长、东海石门东部、西部、河北任丘、安徽天长、东海石门谭等。谭等。 CO CO2 2用途广泛、经济价值高，有用途广泛、经济价值高，有4040项以上应项以上应用，广泛应用于石油开采、化工、机械、食品用，广泛应用于石油开采、化工、机械、食品
2、饮料、农业和灭火等领域。饮料、农业和灭火等领域。 一、一、COCO2 2物理化学性质物理化学性质和相态特征和相态特征1、无色无臭气体，现场测试时为白色蒸汽，、无色无臭气体，现场测试时为白色蒸汽，略带酸味。略带酸味。2、工程标准条件下，相对密度为空气的、工程标准条件下，相对密度为空气的1.53倍，倍，C1的的3倍，为倍，为1.977kg/m，动力粘度，动力粘度0.0138mPa.s。3、化学性质不活泼、不可燃、不助燃、无毒、化学性质不活泼、不可燃、不助燃、无毒、具有腐蚀性。具有腐蚀性。4、不同压力、温度下可以三种状态存在，即气、液、不同压力、温度下可以三种状态存在，即气、液、固三态。固三态。l压
3、力高于压力高于0.53MPa、温度低于、温度低于-56.6，CO2以固态以固态存在存在l温度高于温度高于CO2临界温度临界温度31.1，CO2以气态存在以气态存在l温度低于温度低于-17、压力低于、压力低于2.1MPa，可以液态装入，可以液态装入 罐车罐车l随着压力增加，随着压力增加，CO2蒸汽变成像液体的粘稠状物质蒸汽变成像液体的粘稠状物质5、液态、液态CO2密度范围密度范围 463.91177.9kg/m3 气态气态CO2密度范围密度范围 463.913.8kg/m3 固态固态CO2密度范围密度范围 1512.41595.2 kg/m36、CO2临界值（根据临界值（根据kennedy）TC
4、 304.2K （文献中也有（文献中也有31.16；31.1值）值）PC 7.399MPa（7.16MPa；7.383MPa） 0.467g/cm3 0.03335mPa.sVC 94.24cm3/g.molZC 0.275CC7、CO2是提高油藏石油采收率的好驱油剂，易与是提高油藏石油采收率的好驱油剂，易与原油混相。它易溶于原油，起三个作用：原油混相。它易溶于原油，起三个作用： 使原油体积增大；使原油体积增大； 使原油粘度降低使原油粘度降低 使毛细管渗析作用改善使毛细管渗析作用改善8、易溶于水，也起三个作用：、易溶于水，也起三个作用： 使水粘度增加使水粘度增加 降低油水界面张力降低油水界面张
5、力 改善油水相渗曲线特征改善油水相渗曲线特征9、CO2能萃取抽提原油中能萃取抽提原油中C2-C30,尤其萃取尤其萃取C5-C10组组分的能力强分的能力强10、在油、水中扩散系数高、在油、水中扩散系数高11、同时注入水和、同时注入水和CO2（碳酸水），能改善储层渗（碳酸水），能改善储层渗透率透率 含水带内在碳酸水前缘，能形成和保持游离含水带内在碳酸水前缘，能形成和保持游离CO2气带气带12、气体、气体CO2密度随温度升高而减小，随压力升高密度随温度升高而减小，随压力升高而增大而增大 液体液体CO2密度受压力影响小，但受温度影响十密度受压力影响小，但受温度影响十分明显分明显 固体固体CO2密度受温
6、度、压力影响都很小密度受温度、压力影响都很小13、气体、气体CO2粘度随压力增高而明显增大粘度随压力增高而明显增大 液体液体CO2粘度受温度影响大，随温度升高而粘度受温度影响大，随温度升高而明显减小明显减小14、CO2气体偏差系数（气体偏差系数（Z）受）受P、T影响大（见影响大（见图图5-1）1）C1的的Z随随P、T变化幅度小，变化幅度小，ZCO20.65mol时，压力时，压力27.21MPa时，出时，出现不同密度的两个液相现不同密度的两个液相 CO2浓度浓度0.8mol时，压力时，压力8.16MPa时，出现时，出现两个液相两个液相CO2蒸汽相蒸汽相二、二、COCO2 2气井开采特性气井开采特
7、性1、气层中、气层中CO2密度大，近似于液体性质，处于密度大，近似于液体性质，处于高压超临界态，密度达高压超临界态，密度达500800kg/m3。2、气井开采或测试过程中，、气井开采或测试过程中，CO2随随P、T发生相发生相态变化。态变化。 TC（临界温度）是（临界温度）是CO2气井垂向流体密度变气井垂向流体密度变化的重要参数。化的重要参数。3、关井静止状态、关井静止状态 以某以某CO2气井为例气井为例 340m井深处温度为31.1（临界温度） 井口340m井深处 CO2为液态 实测 平均为848kg/m3 340m井深处井底 CO2为高压气态 实测 717536kg/m3 计算 752621
8、kg/m3 自上而下 呈减小趋势，Z呈增大趋势2CO2CO2CO2CO4、流动状态、流动状态 仍以该井为例仍以该井为例井深540m处，T=TC=31.1井深540m处井口 CO2为饱和蒸汽相 （实测）380450kg/m3 （计算）220359kg/m3 井深540m处井底 CO2为气相 （实测）394485kg/m32CO2CO5、Z变化大，变化大，TTC ZCO2（气）（气）0.2740.9182CO6、防腐、防腐1）CO2对油套管和地面设备腐蚀，可以成为严重的事故隐患2）腐蚀机理：电化学腐蚀l没有电介质存在，CO2不会对金属产生腐蚀lCO2在水中生成碳酸，增加CO2腐蚀性l通常是局部性坑
9、蚀，也有沟槽和面积不等的侵蚀l局部侵蚀穿透可很深，每年达0.20.7mm3）措施（1）选择抗腐蚀性强的管材（含Cr不锈钢）（2）管内壁用树脂、塑料等涂层衬里保护（3）加注缓蚀剂，常用有：铬酸盐、磷酸盐、有机胺类，有抑制腐蚀的效果。（4）防止地下水在井筒内分离（5）套管完井，固井质量要好7、生产和测试过程中要防止结水合物和干冰、生产和测试过程中要防止结水合物和干冰节流咀前后压降控制温度可用绝热方程初算12121KKTTPPCO2系多原子气体 K1.3，临界压力比546. 012PPCO2的CkgkcalCP/1989.0VPCCK CkgkcalCV/1535. 030. 1VPCCK 控制流量
10、计、节流咀上流压力，以保控制流量计、节流咀上流压力，以保证上流温度大于证上流温度大于0 三、三、COCO2 2气藏开发数值模拟研究气藏开发数值模拟研究 胜利油田有限公司地质科学研究院和纯梁采油胜利油田有限公司地质科学研究院和纯梁采油厂以高厂以高53块块CO2气藏为例，分析气藏为例，分析CO2相态特性、生相态特性、生产特征，并采用美产特征，并采用美SSI公司公司SimBestII扩展黑油模拟扩展黑油模拟软件中的三维两相模型，进行数值模拟，探讨气藏软件中的三维两相模型，进行数值模拟，探讨气藏的合理开发方式。结果表明，在开发过程中，应密的合理开发方式。结果表明，在开发过程中，应密切注意气井动态，防止水的过早突破。参见切注意气井动态，防止水的过早突破。参见油气油气地质与采收率地质与采收率2001.8 NO.4。我们建议宜采用组。我们建议宜采用组分模型进行数模计算。分模型进行数模计算。
