ИСПОЛЬЗОВАНИЕ CO2 ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ

Улавливание и хранение углекислого газа (CO₂) – технология, при которой углерод улавливаются, транспортируются и закачиваются глубоко под землю в безопасный геологический участок для длительного хранения, - является одним из вариантов борьбы с изменением климата.

Цель смягчения последствий изменения климата состоит в том, чтобы удержать среднюю температуру окружающей среды ниже 2°C. 

Как известно, наличие углекислого газа увеличивает температуру в атмосфере, таким образом, необходимо принять меры по сокращению CO₂, одним из основных источников выбросов которого является нефтедобывающая промышленность.

Метод увеличения нефтеотдачи с помощью углекислого газа (МУН- CO₂) исторически использовало больше улавливаемого CO₂, чем любой другой промышленный процесс, и является одним из самых коммерчески выгодных вариантов утилизации углерода, который обеспечивает крупномасштабное постоянное хранение улавливаемого CO₂.

Таким образом, нужно рассмотреть методы закачки CO₂ в пласт для увеличения добычи нефти.

Разработка нефтяных месторождений осуществляется в две-три стадии добычи. При первичной добыче нефть добывается естественными режимами пласта (растворенного газа, газовой шапки, водонапорный), поддерживаемыми энергией пласта. По мере добычи пластовых флюидов пластовое давление снижается, а вместе с ним и темпы добычи нефти. Для увеличения продолжительности первичной добычи используются методы поддержания давления и подъема жидкости. Во время вторичной добычи жидкость, чаще всего вода, закачивается не только для поддержания пластового давления, но и для вытеснения нефти в сторону добывающих скважин. В среднем после вторичной добычи извлекается только 30-50% нефти, а 50-70% нефти остается в пласте. Добыча оставшейся нефти требует более совершенных и дорогостоящих технологий, поэтому в этот момент пласты были исторически заброшены.

Любой метод, применяемый после вторичного восстановления, считается третичным восстановлением. По этой причине метод увеличения нефтеотдачи (МУН) часто считается третичной фазой добычи, хотя она может быть применена на любой стадии разработки нефтяных месторождений. В процессе МУН нефть извлекается путем закачки вещества, который первоначально не присутствовал в пласте; в случае МУН-CO₂ закачиваемым материалом является диоксид углерода [1].

Поскольку МУН-CO₂ является процессом вытеснения, CO₂ закачивается в глубокий пласт горной породы через нагнетательную скважину для вытеснения нефти в сторону добывающей скважины (рисунок 1). CO₂ образуется вместе с пластовыми жидкостями, отделяется на поверхности и обычно повторно закачивается в пласт. Цикл повторяется на протяжении всего периода добычи нефти [2]. 

На рисунке 2 показан поперечный разрез, иллюстрирующий процесс вытеснения МУН- CO₂.

Закачка углекислого газа в пласт с целью повышения нефтеотдачи является хорошим вариантом для декарбонизации и на сегодняшний день является единственным коммерчески признанным вариантом утилизации углерода, который обеспечивает постоянное крупномасштабное  хранение CO₂.

Рисунок 1. Механизм вытеснения нефти с помощью CO₂

Рисунок 2. Схема вытеснения нефти оторочками жидкой двуокиси углерода и воды