Eor和储存的方法及其用图
【专利说明】用于c〇2E〇r和储存的方法及其用途
[0001 ] 本发明设及提高油采收率化nhanced Oil Recovery，E0R)的方法。本发明还可导 致改进的和/或优化的C〇2储存。0)2注入是众所周知的提高来自地层的油的采收率的方法。 〇化驱提高油采收率化OR)是用于采油的二次开采或Ξ次开采(tertiary recovery)方法。 0)2注入可W在水注入之后或油田开发(field development)的早期完成。自二十世纪70年 代，0)2驱油（flooding)已经是美国最成功的气体注入技术之一，而其也在世界范围内使 用。C〇2 E0R已经应用于从砂岩和碳酸盐岩两者中的各种油藏(oil reservoir)的采油中。
[0002] 在C〇2驱油中确认的开采机理分为混溶驱替(miscible displacement)和非混溶 驱替（immiscible displacement)。在非混溶驱替中，油膨胀(oil swelling)和油粘度降低 已经被确认为是提高油采收率的主要方法。中间控(intermediate hy化ocarbon)和重质控 的气化和开发多次接触混溶性是C〇2驱油W提高油采收率中的主要混溶驱替方法。
[0003] 另外，已经考虑C〇2 E0R用于从残余油区提取油，其中油在水油接触之下保持为固 定的残余饱和度。
[0004] 然而已经发现C〇2驱提高油采收率化OR)可具有W下问题：i)在地层/储层中C〇2相 的重力分异（gravity segregation)生成死油区（bypassed oil zone)--此为储层中CO2 分异处，例如至地层/储层的上部，使得一些油区未受注入的C〇2影响；W及ii)水屏蔽 (water shielding)--此为其中地层原油（in-place oil)被移动的水屏蔽，阻止了CO2与 油接触。据认为在地层中残余油区的C〇2驱提高油采收率被上面提到的问题所限制，特别是 水屏蔽，原因是预期残余油区中的储集岩(reservoir rock)是水润湿性的。
[0005] 来自许多陆上储层的古油区（paleo oil zone)或残余油区的估计的可开采体积 是可观的：例如，在美国该量为约lOGSm3(十亿标准立方米）。在海上油田中也发现了古油区 和残余油区，例如在Norwegian化holeum Directorate所报道的挪威大陆架（Norwegian Continental Shelf)中。
[0006] 进一步地，在残余油区中的0)2 EOR还可为在地下储存相当大量的C〇2的有效方法， 使得该方法成为了气候变化的缓解措施。
[0007] 位于距离挪威海岸250km处的、由Statoil运行的Sleipner碳捕集和储存（CCS)工 程是商业储存C〇2的实例。0)2^超临界状态储存于低于海平面800-1000m深处的化Sira地层 中。在天然气处理过程中产生的C〇2被捕集并随后被注入地下。C〇2注入始于1996年10月并且 截至2012年，多于1300万吨的C〇2已经W约2700吨/天的速率被注入。使用长距离浅井 (shallow long-reach well)将C〇2带离距离生产井和平台区域2.4km。注入位置位于 化sira地层顶部的局部圆顶（local dome)的下面。
[000引另一个已知的工程是In Salah CCS Project,其是位于Algerian Central Sahara的用于天然气生产的陆上工程。Krechba Field从多个地质储层中生产含有多达 l0%C02的天然气。已经将C02从气体中脱去并重新注入1800m深的砂岩储层中，使得每年能 够储存多达mt的C02。
[0009]虽然，据信在地下深处储存CO2的全球容量是大的，但是开发新的储存位置无疑是 昂贵的，原因是其需要评定对人类和生态系统的潜在风险。因此，需要将现有的位置利用至 最大容量。目前的评估指出，现有的用于将超临界C〇2注入深处储存位置的方法仅使得约 2%的地质储存位置的孔隙体积被用于(：〇2封存（3691163付曰1：；[0]1)。据信运是由于注入的(：〇2 在地下地层中的不均匀波及(uneven swe邱)造成的，其导致了称为"指进"的现象。"指进" 是其中C〇2注入前缘是高度不均匀的，高度渗入的小区域被其中C〇2完全没有渗入的区域包 围的效应。继续现行方法将导致在可用的储存位置中相当大的储存体积的损失。
[0010] 为了解决上面提到的C〇2储存的问题，W02012/041926中描述了称作组合物摆动注 入(Composition Swing Injection,CSI)的技术。在运篇文献所描述的技术中，通过添加 控、特别是轻质烧控来循环地在类气体和类液体状态之间改变注入到地下地质地层中的 C〇2组合物。在注入的不同组合物之间的该循环具有运样的效果:使C〇2羽流在注入阶段期间 稳定从而可增加 C〇2储存容量。
[0011] 本发明提供了从地下地质地层中的油区提高油采收率巧OR)的方法，该方法包括： 将包含C〇2的第一组合物注入到地下地质地层中一段时间的第一注入步骤;将包含C〇2和控 的第二组合物注入到地下地质地层中一段时间的第二注入步骤，其中第一组合物和第二组 合物是不同的；W及从地下地质地层中提取油。
[0012] C〇2组合物有目的的富含有控，优选中间控，改变了C〇2组合物在注入位置的粘度和 密度。可对控进行选择从而使C〇2组合物与残余油混溶。因此，运可提高残余油的提取。
[0013] 已经发现注入第一组合物一段时间，之后注入第二组合物一段时间，可用于改进 提高油采收率的过程。运是因为不同的注入的组合物具有不同的性质，例如密度和粘度。通 过W运种方式控制性质(诸如第二组合物的密度和粘度），可增加被含有C〇2的注入的组合 物波及(swept)的地下地质地层区域。作为结果，可增加从地下地质地层中开采的油量。
[0014] 还已经发现该方法可W优化C〇2储存。运是因为更大的区域被注入的组合物波及， 从而涵盖了更多的C〇2储存位置和/或因为使C〇2羽流在注入阶段期间稳定。
[0015] "地下地质地层"是地下地层，其可被称作储层，油可存在于所述储层中。地层可W 是陆上或海上的。
[0016] 地下地质地层的油区可W是古油区或残余油区。
[0017] 可W选择第二组合物中的控W使第二组合物与地下地质地层中的残余油混溶。运 可W实现，因为所选的控(一种或多种)改进了注入的含有C〇2的组合物的性质，从而使其变 得与将要提取的油混溶。
[0018] 对导致第二组合物与残余油混溶的控(一种或多种)的选择取决于多个因素，例如 油的精确组成，地下地质地层中的条件，例如溫度和压力，W及注入的组合物的溫度和压 力。
[0019] 选择合适的控(一种或多种使第二组合物与残余油混溶将进一步提高油提取， 原因是与第二组合物组合的油将更易被提取。运是因为油的粘度可降低使得其可流向生产 井。
[0020] 在第二组合物中的控可包括轻质、中间和/或重质控(一种或多种）。轻质控是具有 C1至C4范围内碳原子数量的控(通常分子量(MW)小于72g/mol)，中间控是具有巧至CIO范围 内碳原子数量的控(通常分子量(MW)为72-142g/mol)，并且重质控是具有多于10个碳原子 的控（即大于CIO并且通常MW大于142g/mol)。举例来说，轻质控可包括丙烷、异下烧和/或下 烧，且中间控可包括戊烧、己烧和/或庚烧。
[0021] 第二组合物中的控(一种或多种)可由轻质控(一种或多种）、中间控(一种或多种） 和/或重质控(一种或多种)组成。
[0022] 控(一种或多种)可W是饱和控(一种或多种），例如烧控。控(一种或多种)可W是 直链或支链控(一种或多种）。
[0023] 进一步地，第二组合物可包含多于一种类型的控。例如，组合物可包含多种不同的 控。因此，第二组合物可由C〇2和一种或多种控(优选为中间控)组成。另外地和/或可选地， 第二组合物可包含轻质控，即具有C1至C4的控(MW通常小于72g/mol)，优选碳原子数量在C2 至C4范围内并且分子量为30至85g/mol的控(一种或多种），其除此之外还可为中间控和/或 重质控(一种或多种）。
[0024] 如上面所讨论的，组合物摆动注入（composition swing injection)技术之前在 0)2储存的语境中是已知的，但是仅将轻质烧控用于注入组合物中。运是因为注入组合物是 保留在地下的。因此，不使用更有价值的较重质的控（即C5或更大），因为控也将被困在地 下，意味着使用较重质的控的C〇2储存是不可行的。
[0025] 但在本发明中，已经令人惊奇地实现了可将对注入流体的组成的改变用于提高油 采收率。在此文中提取更多的油和/或再提取注入的组合物是可能的，并且因此在注入流体 中使用更有价值的组分例如中间控和重质控是可行的。
[0026] 发明人已经认识到由于在用于E0R目的的注入组合物中使用更重质的和更有价值 的控是可行的，因此可在不受由运些控的价值造成的此类严格约束的情况下选择第二组合 物中的控和它们的比例(例如控与C〇2的比率）。因此，可W选择合适的控(其可W是轻质控、 中间控和/或重质控)和/或控(一种或多种)的比例W使含有C〇2的第二组合物与油混溶。<