地质学读书报告Word下载.docx
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原油原始粘度越高，在碳酸作用下粘度降低的百分数也越高。
也就是说，二氧化碳驱对中质油和重质油的降粘作用更为明显。
温度较高时，因二氧化碳溶解度降低，降粘作用反而下降，在同一温度条件下，压力升高时，二氧化碳溶解度升高，降粘作用随之升高。
但是，压力过高超过饱和压力，粘度反而上升。
2.3使原油体积膨胀
大量室内和现场试验表明，原油中充分溶解二氧化碳后，可使原油体积膨胀10%-40%，其结果不仅增加了原油的内动能，而且也大大减少了原油流动过程中的毛管阻力和流动阻力，从而提高了原油的流动能力。
2.4压力下降造成溶解气驱[5]
二氧化碳进入油层后，占据一定的孔隙空间，增加了油层的压力，使原油增产。
生产过程中随压力的下降，溶于原油的二氧化碳逸出，具有溶解气驱的作用。
在液体内产生气体驱动力，提高驱油效果。
据统计，用二氧化碳溶解气驱可采出地下油量的18.6%，对油气采收率的提高具有非常重要的意义。
2.5改善原油与水的流度比
2.6酸化解堵作用，提高注入能力
由化学反应式二氧化碳和水可以制的碳酸，溶解了二氧化碳的水溶液略显酸性。
由二氧化碳驱替，吞
吐注入及侵泡过程中，溶解了二氧化碳的地层水可与地层基质相互反应。
在页岩中，由于地层水ph值降低，可以抑制储层的粘土膨胀，因此二氧化碳水对粘土有稳定作用。
在碳酸岩和砂岩中，二氧化碳水和储层矿物发生反应，部分溶解油层中的碳酸岩，生成易溶于水的碳酸氢盐，从而提高了储层的渗透性。
由于注入二氧化碳气体的酸化作用导致油层的渗透性提高，在一定的压差下，一部分游离气对油层的堵塞物具有较强的冲刷作用，可有效的疏通因二次污染造成的地层堵塞。
2.7萃取和汽化原油中的轻质烃
在地层条件下，未被地层油溶解的二氧化碳气相密度较高，二氧化碳驱替和吞吐侵泡时间，当压力超过一定值时（此值与原油性质及温度有关），能气化或萃取原油中的轻质成分。
特别是部分经膨胀仍然未能脱离地层水束缚的残余油，与二氧化碳气相发生相间传质，束缚油的轻质成分与二氧化碳气体形成二氧化碳富气相，在二氧化碳吞吐过程中，增加单井的产量。
2.8混相效应[2]
二氧化碳与原油混相后，不仅能萃取和汽化原油中的轻质烃，而且还能形成二氧化碳和轻质烃混合的油带。
油带移动最有效的驱油过程，可以使原油的采收率达到90%以上。
2.9提高渗透率[2]
碳酸化的原油和水，不仅改善了原油和水的流度比，而且还有利于抑制粘度的膨胀。
二氧化碳溶于水后显弱酸性，能与油藏的碳酸岩发生反应，使注入井周围的油层渗透率提高。
可见碳酸盐岩油藏更有利于二氧化碳驱油。
三、我国co2提高石油采收率面临的技术挑战
在国外（尤其是美国）二氧化碳混相驱成为提高原油采收率的主导技术，不仅是由于混相驱的原油采收率高，更重要的是由于其多数油藏条件适合混相驱。
但是，与国外多数油藏相比，我国的油藏条件非常复杂，利用二氧化碳提高采收率将面临着许多特殊的理论与技术难点。
3.1二氧化碳与原油的混相压力高
二氧化碳与原油的最小混相压力不仅取决于二氧化碳的纯度和油藏的温度，而且取决于原油组分。
原油中重质组分含量越高，最小混相压力越高。
我国油藏中原油的突出特点是粘度高，蜡和胶质含量高、凝固点高。
这些特点决定了我国多数油藏中的原油与二氧化碳的最小混相压力在25mpa以上，而其地层破裂压力为23.0-25.0mpa。
在低于油层破裂压力下，原油与二氧化碳不能达到混相。
可见，由于原油性质所限，我国多数油田不适合二氧化碳混相驱，只能以二氧化碳非混相驱作为主导技术。
3.2注二氧化碳过程中窜流严重
在注二氧化碳采油过程中，二氧化碳在油藏中的窜流将严重影响波及效率。
导致二氧化碳窜流的主要几个机理有两个：
（1）粘性指进。
由于二氧化碳的粘度比原油和水的粘度低得多，如果控制不当，即使在均质油藏
中也很容易造成二氧化碳的突进。
[3]
（2）油藏非均质性及窜流通道。
我国的油藏多数为陆相沉积，层间非均质性严重，同一油藏内的
储层渗透率差异可达数十倍到上千倍。
在许多油藏（尤其是低渗透油藏）中具有较发育的天
然裂缝，连通的天然裂缝构成了注入水和气的窜流通道。
另外，我国多数主力油藏已经历了
十几年至几十年的注水开发，油藏经长期注水冲刷后形成了连通水井和油井、比原始孔隙大
几十倍甚至数百倍的大或者特大型窜流通道。
国外注二氧化碳提高采收率的油藏条件一般较好，原油粘度较低、油藏非均质性不是很强，在这类油藏中，二氧化碳的突进主要机理是粘性指进。
但是，我国油藏中由于强非均质性和窜流通道而导致的二氧化碳的窜流将是一个十分突出且具有挑战性的问题。
3.3固相沉积问题
原油中蜡、沥青质和胶质含量高是我国多数油田原油组成的突出特点。
二氧化碳能抽提原油中更高分子量的烃，使蜡质、沥青质等有机固相物质从原油中沉积出来。
因此在注二氧化碳采油的过程中，比注氦气和烃类气体更容易形成石蜡、胶质和沥青质的沉积，对储层造成伤害。
例如胜利草桥原油在二氧化碳浓
度为零时，不发生沥青质的沉积；
随着二氧化碳浓度的增大，沥青质的相对沉积量增大。
另外，化碳在油井井底流经炮眼进入井筒时，体积迅速膨胀、吸热，油井井底的温度降低，导致原油中石蜡大量沉积。
由于原油组成的特点，在相同的油藏条件下，我国油藏注入二氧化碳采油过程中有机固相沉积以及由此而引起的油藏伤害，要比国外许多油田严重得多，这是我国注二氧化碳中需要攻克的关键技术难点之一。
[4]
3.3复杂油藏注二氧化碳提高采收率
按现有的二氧化碳驱油技术油藏适应性评价，目前国外二氧化碳驱油技术主要应用于原油api重度为22-25度（原油粘度约为10厘泊左右）、注入性良好、均质性良好、无裂缝、厚度较大的油层。
但是，我国完全符合上述条件油藏较少，利用二氧化碳提高采收率的主要对象是油藏物性和原油性质较差的油藏。
（1）稠油油藏：
我国稠油资源分布很广，现已在12个盆地中发现70多个稠油油田，主要分布在辽
河、新疆、胜利和河南油田等油区。
目前我国稠油油田累计探明地质储量为18.4亿吨，已动用
储量12.6亿吨。
热力采油是目前普遍采用的稠油开采方式。
但是我国稠油资源中，埋藏深得稠
油油藏、海上稠油油藏、薄层边际稠油油藏占很大的比例，这些油藏不适合热采。
近年来，我
国在稠油油藏进行了二氧化碳提高采收率技术探索，基础研究与矿场试验表明，注二氧化碳改
善稠油油藏的开发效果具有很大的技术潜力。
据调研，我国目前在稠油油藏注二氧化碳开采的
矿场均为二氧化碳的吞吐，尚未见有关稠油油藏的二氧化碳驱油的矿场试验报道。
稠油二氧化
碳驱的理论与技术将是以后研究的重点。
（2）低渗透油藏：
我国陆上主要盆地可探明的低渗透和特低渗透油藏石油资源量为184.8亿吨。
而
今后令我国增产的潜力主要是低渗透油藏。
与常规油藏相比，低渗透油藏提高采收率面临的突
出问题是：
一是由于储层致密，低渗透油藏注水开采中具有普遍性的问题是注水困难、高分子
溶液更难以注入；
二是由于低渗透油藏岩石颗粒细小，比表面积大、粘土含量高，驱油剂中的
化学成分（尤其是活性剂）在低渗透油藏中的吸附损失更为严重；
三是低渗透油藏储量丰度低，单井产量低，对其开采技术要求的成本高。
投入较高的化学方法，即使其技术上的难点被攻克，也难以成为低渗透油藏提高采收率的实用技术。
由于这些问题，适合于中高渗透油藏的化学驱
技术很难适用于低渗透油藏，而包括注二氧化碳在内的注气开采方法则是低渗透油藏提高采收
率最具前景的方法之一。
但是，许多低渗透油藏都具有天然发育的裂缝和人工压裂裂缝。
由于
裂缝与致密的基质之间渗流能力的巨大差异，注入的气体很容易沿着裂缝向油井窜流。
如何有
效的控制气窜是超低渗油藏注二氧化碳提高采收率必须攻克的关键性技术难点。
四、改善二氧化碳驱油波及效率的技术思路
在地层条件下，二氧化碳的粘度仅为0.03-0.10毫帕每秒，远远低于我国绝大部分油田的原油的粘度。
即使不考虑储层的非均质性，二氧化碳在驱油过程中很容易产生指进，严重的影响其波及的效率。
根据文献报道，目前改善二氧化碳波及效率的技术思路主要有以下几种：
（1）水气交替注入。
水段塞和二氧化碳气体段塞交替注入，可以利用水段塞减缓二氧化碳气体在储层
中的突进速度。
另外，水气交替注入可使二氧化碳更充分的溶解于水中，增大水相黏度；
同时，二氧化碳溶于油中可以降低油的粘度。
这种综合效应的结果可以改善油水的流速比，有利于扩大波及效率。
（2）二氧化碳泡沫。
通过加入发泡剂，使得二氧化碳气体在地层中形成泡沫体系，增加其流动阻力，
提高波及效率。
但由于地层中压力很大，泡沫在运移过程中气体向液膜及地层水中的扩撒，实际上很难形成理想的泡沫体系。
（3）气体增稠。
近几年，一些研究者开展了二氧化碳气体增粘方法研究，主要的技术思路有三种：
其
一是在二氧化碳气体分子中加入高分子量的聚合物，但由于高分子量聚合物在二氧化碳中不能或者少量的溶解，还需要加入少量的助溶剂。
其二是在二氧化碳中加入一种分子量相对较低的聚合物，这种聚合可以通过缔合、氢键或胶束的形式而形成一种具有增稠作用的空间网络结构。
由于这类聚合物含有极性基因，二氧化碳在其中的溶解度很低，必须加入大量的助溶剂。
其三是近年来开展的有关新型的增稠剂的合成，一类是高分子量的聚氟代丙烯酸盐，另类是低分子量的缔合
增稠剂。
上述技术思路是基于降低油气流度比提出来的、抑制二氧化碳气体粘性指进得原理而提出来的。
但是，在强非均质性和具有窜流通道的储层中，如何抑制气窜、提高波及效率，尚未见报。
五、二氧化碳的来源
二氧化碳可以从以下几个途径得到。
5.1天然的二氧化碳矿藏
二氧化碳有时已接近纯二氧化碳的形式与氮气、烃气一起储集在地层中。
在美国某些地区的井就产出接近纯二氧化碳或者具有高二氧化碳浓度的水。
美国可能含有天然气二氧化碳矿藏的地区一般集中在西部和西南部的州及密西西比中部。
由于这些地区具有丰富的二氧化碳资源，二氧化碳混相驱发展的特别快，而且还被认为是最有潜力的驱替方法。
5.2天然气处理厂
在许多天然气气田，二氧化碳属于杂质，在气体销售前必须先在处理厂脱除，这部分气体可用于二氧化碳驱油的工程。
[3]
5.3氨气
天然气合成氨的副产品二氧化碳，其浓度大约可达98.0%。
这种高质量的二氧化碳不需要进一步的精制，经压缩、脱水和输送到油田之后就可直接用于混相驱。
氨厂提供的二氧化碳只有0-0.mp的压力，并饱和水。
这部分二氧化碳是油田进行先导性试验或小型混相驱试验最有价值的来源。
5.4电厂的烟道气[3]
电厂烟道气是分布最广的单个二氧化碳气源。
它含有二氧化碳的浓度主要看电厂是烧气还是烧煤。
如果烧的是煤，其中还含有其他成分，除飞灰和氧化硫外，还包括氮气和氧气，烟道气的压力基本上只有0.1mp的气压，为提供油田作为混相驱使用，还必须随其进行精制、脱水并送到油田。
5.5其他气源
在混相驱过程中产出的二氧化碳可以回注，但必须经过净化处理，这也是二氧化碳很有价值的来源。
其他气源的供气量可能小，除非离候选油田很近，否则很可能是不经济的。
六、总结
将二氧化碳用于驱油，可以很大的提高采收率。
但是由于我国油藏和原油的特殊性，大规模的利用温室气体中二氧化碳提高采收率面临着很大地技术挑战。
由于原油与二氧化碳的最小混合压力普遍较高，二氧化碳非混相驱和拟混相驱将成为我国二氧化碳提高采收率的主导技术。
我国油藏非均质性很强，注入气体在油藏中的窜流非常严重，因此，控制气窜，提高波及效率是我国二氧化碳驱技术研究与应用中具有普遍意义的关键问题。
我国低渗透油藏和稠油资源非常的丰富，利用二氧化碳提高采收率的潜力巨大，我们应该高度关注。
建议针对我国油藏和原油的特点，尽快开展有关二氧化碳提高采收率的应用基础和新技术研究。
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唐众：
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二氧化碳驱油技术：
2003年3月
读书报告：
浅析二氧化碳驱油技术
班级：
油工（基）10902班姓名：
曹勋臣
学号：
200906873
序号：
1篇二：
现代地质学读书报告
煤地质学研究的盆地的分析
本人结合韦重韬教授《现代地质学》的课堂内容，对煤地质学研究的盆地分析方面的内容有了更全面的认识。
人类社会发展对能源资源的需求使得沉积盆地研究长期处于地质学的热点领域。
煤、油、气和沉积铀矿等能源资源的形成均受控于盆地的沉积充填、构造及其动力过程。
从盆地整体研究的角度来说,煤和油气地质等分支学科的界限正趋于淡化，其相互间的成因联系日益被揭示。
世纪年代盆地分析在许多领域取得了重要进展,包括盆地动力学、层序地层学、盆地流体系统、定量动力学模拟以及用于盆地研究的地质、地球物理及测试等方面的新技术，这些方面都将对煤地质研究有重要的影响。
盆地是一种天然的热-化学反应器,不仅有机质在其中实现转化过程,盆地中的流体也在与地层中的化学物质进行着相互作用，形成重要的金属、非金属矿床，沉积盆地又作为地球表面沉降与充填的地区是各种能源资源形成与聚集的场所，包括煤、油气和沉积型核资源都形成于盆地中，并受控于盆地演化的动力系统。
因而没有盆地,没有盆地中进行的热-化学过程,就没有煤、油气等能源资源和沉积、层控矿床。
正因此，基于人类社会生存和繁荣发展对能源及矿产资源的需求，对沉积盆地的研究始终成为地球科学的热点领域，这一领域汇聚了地质、地球物理、地球化学、计算机技术等许多学科进行交叉和联合研究，因此盆地研究具有学科的综合性，其发展又与各学科领域的进展及新技术成就密切相关。
80年代以来是盆地与能源研究发展最为迅速的阶段,本文仅涉及其中几个领域的成就与发展趋向,探讨其对煤地质研究的影响。
1层序地层学在煤地质研究中的应用
层序地层学的概念与方法体系形成于80年代，其前身经历了地震地层学的阶段。
在研究大量地震剖面的过程中，直观地发现了盆地中存在着大量的间断面，而层序地层的基本单元恰恰是以间断面及其相应的整合面划分的，因此它为层序地层学方法进行各种关键性界面的研究奠定了基础。
层序地层序列是旋回性序列，受构造沉降、海平面变化和物源补给的综合控制。
北美的石油地质及沉积学家首先在大陆边缘盆地中揭示了海平面变化的重要性，在层序内部识别了沉积体系域的有规律交替，并提出了层序内部构成的模式。
含能源盆地分析中应用层序地层方法首先划分盆地的等时地层格架，在此基础上进行相和沉积体系配置规律的研究。
含油气盆地中可有效地预测储集体、烃源岩和盖层的分布和配置。
近年来最为突出的成就是在深水海域对低位体系域中各种储集体和圈闭的成功预测，如墨西哥湾，北海和非洲西南海域。
在煤地质领域也进行了广泛探索，对于我国广泛分布的内陆表海及陆相含煤地层的研究也取得了成功，并揭示了层序内部构成的特色。
我国晚古生代煤田其形成条件是地台基底上发育的内陆表海环境，通常缺少深水及斜坡部分，层序内部构成是由高频基准面变化产生的副层序，低位体系域经常缺失或仅有下切谷砂体等横向上不连续的沉积。
在出现边缘裂陷时则低位域较发育，如我国南方扬子地台南缘晚二叠世的层序。
在含煤岩系中古土壤层及其上区域性分布的煤层以及碳酸盐台地区古喀斯特风化面等都是识别古间断面的重要标志。
在扬子地台区可以进行跨相带追索。
根据煤层赋存的体系域背景可以预测煤的含硫性,以寻找有害物质含量低的优质煤。
陆相含煤及含油气盆地中作为划分层序的古间断面常常更显著和易于识别，
层序地层研究的基本原理和方法已被证明适用于各种成因类型的陆相盆地，但是在应用中需要考虑陆相盆地的特点并采用相应的术语。
在海相或海陆交替盆地中海平面变化是层序和体系域形成的重要控制因素，并相应地划分低位、海侵和高位3种体系域。
在陆相盆地充填过程中湖泊体系有重要作用，但湖泊与海洋有巨大的不同，地史上湖泊的形成和消失有其短暂性，其规模也远为局限，因此用水进、水退来与海侵、海退相对应是值得探讨的问题。
湖的规模小,演化中显示了扩展和萎缩，因此笔者等曾建议用湖扩展体系域来代替"
水进体系域"
。
在其与高位和低位域划分的界限上则采用与海相地层通用的原则，即以初始湖扩展面和最大湖扩展面作为划分个体系域的界限，在陆相油田的研究中已证明较为适用圈。
目前在我国的大型陆相盆地中在低位域内找寻大型储集砂体，特别是低位扇，已取得很大的成功，并成为一些大油田找寻地层岩性圈闭的最重要方向。
在含煤盆地中通过层序地层学研究建立等时地层格架，进行沉积体系与体系域研究，在此基础上可预测富煤带和富煤单元的分布。
例如在鄂尔多斯侏罗纪盆地区揭示了富煤单元与沉积体系的关系，并发现在富煤单元中煤质的原生特征有规律地分带,从而有助于优质煤的找寻。
2盆地充填中的节律性
盆地的沉积充填保留了地史上古环境和古气候的最完整记录，通过沉积学、岩石矿物和地球化学以及古生物学方法可以精确地追索古环境和古气候的细微的变化过程。
这种研究方法在地质学历史上虽由来已久，当前却成了新的热点，这首先是由于人类对全球环境变化的关注。
地球表面水圈、大气圈、生物圈以至地圈表层的特征均有其短暂性，地史上曾发生过频繁的巨大变化，从沉积记录中追索古全球变化，从地球系统着眼揭示水圈、大气圈以及地内因素的相互作用,认识环境、气候演变的规律性和控制因素,并用此进行全球变化趋势的预测，这对人类社会的生存和发展具有重大意义。
年代国际上出现和执行了与研究全球变化相关的一系列重要的研究计划，如国际地圈一生物圈计划等。
这些计划的研究重点放在距今较短的时限。
盆地充填所提供的长周期的气候和环境的历史记录则可以拓宽对全球变化的认识，并检验和证实古气候演变模型。
地质学近数十年的研究已证实全球变化存在着节律性,但这种节律性的成因始终是个探索性问题。
一个有重大意义的进展是古气候、古环境演变的节律性与天文因素的关系。
用地球轨道参数和地球旋转轴倾斜度的准周期变化解释地层记录中的气候环境旋回已取得重要进展。
作为太阳系成员的地球在其运动中与银道面和银河旋臂的关系与高级别旋回性可能存在着藕合关系。
今后的工作将集中于精细研究地层记录中不同级别的旋回性和气候一环境变化之间的关系。
在煤地质领域对旋回的研究由来已久，特别是对石炭及二叠系海陆交替含煤地层中的旋回研究从50年代即在北美和欧洲进行了相当精细的工作。
这些旋回序列记录了高频海平面变化,并成为精细划分对比地层的成因单元。
最为精细的相图即是按照副层序级的小旋回海侵部分和海退部分分别编制的，这种精细相图的编制,在欧洲和北美一些著名的石炭纪盆地中都系统地进行过。
此类研究当时尚缺合理的理论解释并曾被认为繁琐。
今后研究和圈定优质煤的分布，建立一种预测模式都有必要研究较短周期的旋回性-即高分辨层序地层及沉积体系研究。
3盆地构造和煤演化的深部热背景
盆地构造研究的进展与地学领域一些学科的发展密切相关,如大地构造学,
地球动力学和地球物理学等基础学科。
这在盆地分类方面最为明显，年代之前槽台学说在盆地研究中给予过重要影响。
板块学说的提出和发展给地质学各领域带来深刻的变革，人们从板块的相互作用认识盆地的形成和演化，并从岩石圈变形的尺度探讨盆地的成因。
沉积盆地分类也基于其板块构造位置进行划分,特别是板缘的动力学性质对盆地演化的控制，即离散的、会聚碰撞的和走滑的。
像许多其它地质问题一样,大陆内部的许多特殊地质问题在板块学说的早期阶段不能给予解释,板内盆地成因也遇到了同样的问题,正因此年代后期及时地提出了大陆动力学的研究方向和课题，这将有助于板块学说进一步完善和发展。
当代对盆地研究的主要趋向是盆地动力学。
dicknson是应用板块学说于沉积盆地研究的前驱,90年代前期他对盆地动力学的主体思想进行了阐述,指出当今的盆地研究应更多地转向动态过程分析,盆地演化经常是多种过程的联合作用,随着演化的不同阶段其动力学性质发生改变,简单化的盆地分类已不能适应需要,以往的盆地分类多属地貌一构造分类,如前陆、弧前和弧后等,不能代替动力学研究。
1997年美国地球动力学委员会设立专家组编写了具研究纲要性质的"
盆地动力学"
这一纲要中突出强调了盆地形成与板块构造和地慢对流格架的关系,盆地流体系统及烃类和化学物质的运移以及保存在盆地中的构造、气候和海平面变化的记录。
在研究战略上强调把先进的地球动力学理论,精确的观测与计算机模拟相结合。
用计算机技术精细模拟盆地演化的动力过程,包括沉降史、构造史、热史、压力系统演化、烃类形成和运移等等,盆地模拟已成为盆地动力学研究不可缺少的手段,
盆地分析中最具前缘性的领域是盆地流体。
盆地既是有机质聚集的场所,又是其发生转化的天然的热一化学反应器,含烃流体是其中最活跃的因素。
此项研究包括流体的成分、运移的驱动力、输导系统、流体的化学动力学,以及整个盆地流体的循环系统。
这一领域的研究对油气的形成和运聚、层控
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