南海北部珠江口盆地惠州21-1油田CO2-EOR与碳封存潜力快速评价

刘雪雁, 李鹏春, 周蒂, LUJiemin, 陈广浩. 南海北部珠江口盆地惠州21-1油田CO2-EOR与碳封存潜力快速评价[J]. 海洋地质前沿, 2017, 33(3): 56-65. doi: 10.16028/j.1009-2722.2017.03009
引用本文: 刘雪雁, 李鹏春, 周蒂, LUJiemin, 陈广浩. 南海北部珠江口盆地惠州21-1油田CO2-EOR与碳封存潜力快速评价[J]. 海洋地质前沿, 2017, 33(3): 56-65. doi: 10.16028/j.1009-2722.2017.03009
Liu Xueyan, Li Pengchun, zhou Di, LU Jiemin, Chen Guanghao. QUICK ASSESSMENT OF CO2-EOR AND CO2 SEQUESTRATION POTENTIAL IN HUIZHOU21-1 OILFIELD, PEARL RIVER MOUTH BASIN,[J]. Marine Geology Frontiers, 2017, 33(3): 56-65. doi: 10.16028/j.1009-2722.2017.03009
Citation: Liu Xueyan, Li Pengchun, zhou Di, LU Jiemin, Chen Guanghao. QUICK ASSESSMENT OF CO2-EOR AND CO2 SEQUESTRATION POTENTIAL IN HUIZHOU21-1 OILFIELD, PEARL RIVER MOUTH BASIN,[J]. Marine Geology Frontiers, 2017, 33(3): 56-65. doi: 10.16028/j.1009-2722.2017.03009

南海北部珠江口盆地惠州21-1油田CO2-EOR与碳封存潜力快速评价

  • 基金项目:
    国家自然科学基金(41372256);美国能源部项目
详细信息
    作者简介: 刘雪雁(1992—),女,在读硕士,主要从事二氧化碳提高采收率及地质封存研究工作.E-mail:xueyanliu1992@163.com
    通讯作者: 李鹏春(1978—),男,副研究员,主要从事海上油藏CO2-EOR与碳封存相关研究工作.E-mail:lypengchun@scsio.ac.cn
  • 中图分类号: TE122.3+5

QUICK ASSESSMENT OF CO2-EOR AND CO2 SEQUESTRATION POTENTIAL IN HUIZHOU21-1 OILFIELD, PEARL RIVER MOUTH BASIN,

More Information
  • 广东省是二氧化碳(CO2)排放大省,CO2大型排源集中于南海北部沿岸,与珠江口盆地大型油气田构造形成良好源汇匹配关系,因此, 珠江口盆地油气田的CO2驱提高采收率(EOR)和碳封存潜力与适宜性对于广东省低碳发展具有重要意义。采用UT快速评价模型,对珠江口盆地惠州21-1油田的主要油层开展了油层级别的CO2-EOR和碳封存潜力初步评价,结果表明:①惠州21-1油田的6个主要油层中,M10与L60两个层具有最高的采收率(51%),其次为L40Up层(40%),这3个层的突破时间(tD0)也较短,驱油条件优于其他层。各层CO2封存量(SCO2)约0.8PV (PV为孔隙体积),差别不大。结合油藏地质条件综合分析认为,M10层的CO2-EOR和碳封存潜力将是各层中最高的。②参数敏感性分析表明,注入开始时含油饱和度(Soi)和注入压力(Pinj)对采收率影响较大,变化幅度可达45%;tD0SCO2受(Pinj)影响较大,且SCO2对于压力条件比tD0敏感;最小混相压力(PMM)对评价结果的影响呈非线性。因此,当油田SoiPMM已确定时,要取得较好的采收率和SCO2封存效果,则主要通过适当提高注入压力来实现。

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  • 图 1  广东省CO2大型排放源与珠江口盆地主要油气田分布(据文献[6, 7, 11])

    Figure 1. 

    图 2  惠州21-1油田M10层含油顶面构造(a)和南北向剖面(b) (据文献[10])

    Figure 2. 

    图 3  UT快速评价基础模型示意图(据文献[13])

    Figure 3. 

    图 4  HZ21-1油田各层评价结果参数对比(Q为各层石油地质储量占油田总储量的比例)

    Figure 4. 

    图 5  采收率RD3(a)、突破时间tD0(b)和封存量SCO2 (c)参数敏感相关性

    Figure 5. 

    表 1  UT快速评价模型的原油成分(据文献[13])

    Table 1.  Oil components of UT quick screening model (from reference [13])

    成分 摩尔分数
    CO2 0.019 2
    C1 0.069 3
    C2-C3 0.174 2
    C4-C6 0.194 4
    C7-C16 0.313 8
    C17-C29 0.154 9
    C30+ 0.074 2
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    表 2  UT快速评价法基础模型输入、输出参数的含义和公式(据文献[13])

    Table 2.  Input and output parameters of UT quick screening model (from reference [13])

    符号 含义 公式 关键参数
    输入参数 RL 储层有效长径比 $ {R_L}{\rm{ = }}\frac{L}{H}\sqrt {\frac{{{k_z}}}{{{k_x}}}} $
    Nα 储层倾角指数 $ {N_\alpha } = \frac{L}{H}\tan \alpha $ ×
    Mgo (CO2和油的)流度比 $ M_{\rm{g}}^o = \frac{{k_{{\rm{rg}}}^o{\mu _{\rm{o}}}}}{{k_{{\rm{ro}}}^o{\mu _{\rm{g}}}}} $
    Mwo (水和油的)流度比 $ M_w^o = \frac{{k_{rw}^o{\mu _o}}}{{k_{ro}^o{\mu _w}}} $ ×
    Ngo 浮力指数 $ N_{\rm{g}}^o = \frac{{H\Delta \rho g\cos \alpha }}{{\Delta P}} $
    PinjD CO2注入压力指数 $ {P_{{\rm{injD}}}} = {P_{{\rm{inj}}}}/{P_{{\rm{MM}}}} $
    PpD 生产压力指数 $ {P_{{\rm{pD}}}} = {P_{\rm{p}}}/{P_{{\rm{MM}}}} $
    Soi (CO2注入开始时的)初始原油饱和度 $ {S_{{\rm{oi}}}} $
    Sorw (相对于水的)残余油饱和度 $ {S_{{\rm{orw}}}} $
    Sorg (相对于CO2的)残余油饱和度 $ {S_{{\rm{org}}}} $ ×
    注:参数符号上方的横线表示该参数已被归一化到-1和+1的范围
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    表 3  输入、输出参数公式涉及符号涵义解释(据文献[13])

    Table 3.  Parameters used in UT quick screening model (from reference [13])

    符号 含义 单位
    L 注入井与生产井之间的井间距 m
    H 储层厚度 m
    kx 水平渗透率 ×10-3μm2
    kz 垂向渗透率 ×10-3μm2
    α 地层倾角
    Kroo 原油相对渗透率端点值
    Krgo CO2相对渗透率端点值
    μo 地层油黏度 mPa·s
    μg CO2黏度 mPa·s
    Δρ CO2与地层油密度差 g/cm3
    g 重力加速度 m/s2
    Pinj CO2注入压力 MPa
    Pp 生产压力 MPa
    ΔP 注入与生产压力差 MPa
    PMM 最小混相压力 MPa
    PV 储层孔隙体积
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    表 4  HZ21-1油田6个油层的属性参数表

    Table 4.  Screening model property parameters of 6 oil reservoirs in HZ21-1 Oilfield

    参数名称 L30 L40Up L40Low L50 L60 M10
    岩石和流体变量
    地层厚度H/m 5.9 12.9 3.8 8.3 24 40.2
    地层倾角α/o 0 0 0 0 0 0
    水平渗透率kx/(×10-3μm2) 271.3 317.3 282.3 192.3 68 205.3
    垂向-水平渗透率比kz/kx 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
    地层油密度ρoil/(g/cm3) 0.634 0.655 0.655 0.642 0.647 0.747
    CO2密度ρco2/(g/cm3) 0.525 0.524 0.527 0.528 0.531 0.534
    地层油黏度μoil/mPa·s 0.32 0.41 0.41 0.36 0.35 0.32
    CO2黏度μco2/mPa·s 0.054 0.059 0.06 0.066 0.068 0.07
    地层油相对渗透率Kroo 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
    气体相对渗透率Krgo 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
    气驱初始含油饱和度Soi/% 22.7 27.3 25.2 21.2 26.6 25.2
    最小混相压力PMM /(MPa)** 22.01 23.04 23.04 22.06 22.33 23.14
    工程变量
    井间距L/m 400 400 400 400 400 400
    注入压力Pinj/MPa 32.15 32.64 32.68 32.87 33.35 33.57
    生产压力Pp/MPa 14.29 14.51 14.52 14.61 14.82 14.92
    注:储层所处地下深度从左至右依次增加;*参考文献[13]计算;**参考Mungan公式计算,详见正文;其余参数值取自文献[10]
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    表 5  惠州21-1油层CO2-EOR潜力分析计算结果

    Table 5.  EOR and CO2 storage potential queuing of oil reservoirs in HZ21-1 Oilfield

    油层名称 L30 L40Up L40Low L50 L60 M10
    突破时间tD0/PV 0.70 0.61 0.64 0.74 0.65 0.66
    采收率RD1 0.03 0.26 -0.11 0.10 0.33 0.33
    采收率RD2 0.08 0.37 -0.11 0.18 0.47 0.47
    采收率RD3 0.11 0.40 -0.10 0.21 0.51 0.51
    地质储量百分比Q 0.09 0.20 0.10 0.13 0.13 0.35
    封存量SCO2/PV 0.80 0.78 0.78 0.81 0.81 0.79
    排序(按采收率RD3 4 2 5 3 1 1
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    表 6  M10层输入参数敏感性分析取值范围

    Table 6.  Sensitivity analysis on the M10 reservoir

    L/m L/基础值 Soi/% Soi/基础值 Pinj/MPa Pinj/基础值 Pp/MPa Pp/基础值 PMM/MPa PMM/基础值
    200 0.50 12.6 0.50 29.84 0.89 7.46 0.50 11.57 0.50
    300 0.75 18.9 0.75 33.57 1.00 11.19 0.75 17.36 0.75
    400 1.00 25.2 1.00 37.30 1.11 14.92 1.00 23.14 1.00
    500 1.25 31.5 1.25 41.03 1.22 18.65 1.25 28.93 1.25
    600 1.50 37.8 1.50 44.76 1.33 22.38 1.50 34.71 1.50
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出版历程
收稿日期:  2016-12-10
刊出日期:  2017-03-28

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