通過注入油藏深部咸水層優化二氧化碳地質儲存

作者：Weon ShiK Han,Brian J. McPherson,王春暉（翻譯）,佟元清（校對）

摘要：本文研究目的旨在提供一種最優的二氧化碳（CO2）地質儲存實例——注入二氧化碳并儲存于油藏下深部咸水層。這即包含油藏中油水接觸面（OWE）之下的單獨咸水層（該儲層在現有二氧化碳存儲容量評估中常被忽略），也包括油藏下部的高孔隙度、高滲透性的咸水層。這是一種非常特殊的注入目標層，這種咸水層具有相當大的二氧化碳存儲能力，我們推斷在美國絕大多數油藏盆地內均存在大量此類地層。本研究主要目的是評估這種假定的可行性。通過試驗測試不同含鹽度、溫度、壓力條件下二氧化碳、二氧化碳-油以及二氧化碳-咸水的熱物理參數，定量對比油藏和咸水層中的二氧化碳特性。此外，我們對比重系數（N）的分布和遷移性比率（M）進行了對比。其中：N用于描述浮力驅動二氧化碳的趨勢；M用于描述二氧化碳在油藏和咸水層中遷移受阻的情況。本研究介紹了油藏／咸水層中二氧化碳注入的優缺點，包括以下方面：（1）二氧化碳在油中的溶解度明顯高于咸水（超出約30倍）；（2）油藏中二氧化碳浮力驅動遷移趨勢較弱，其原因是與咸水和油的密度差相比，二氧化碳與油的密度差較小（二氧化碳與原油密度差約100kg／m＾3，二氧化碳與咸水的密度差約350kg／m＾3）；（3）由二氧化碳溶解所造成的油或咸水密度增量并不明顯（約7～15kg／m＾3）：（4）二氧化碳的溶解會使油的粘滯性顯著下降（從5，790降至98mPas）。我們通過數值模擬計算并對比這些關鍵參數和過程。模擬結果表明，油藏下深咸水層的二氧化碳注入降低了二氧化碳浮力驅動的遷移率。同時，與傳統深部咸水層二氧化碳注入相比（即二氧化碳注入非油藏以下的咸水層），這種方案使二氧化碳遷移率達到最小值。最終，從實踐和場地應用層面看，我們將儲油地層和?

發文機構：Department of Civil and Environmental and Energy and Geoscience Institude 不詳

關鍵詞：二氧化碳儲存咸水油多相流體全球變暖

分類號： P315.7[天文地球—地震學][天文地球—固體地球物理學][天文地球—地球物理學]