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深源CO2對沉積盆地油氣成藏的影響
在日常學習、工作和生活中，大家對盆地都再熟悉不過了吧，下面是小編為大家整理的深源CO2對沉積盆地油氣成藏的影響，希望對大家有所幫助。
深源CO2對沉積盆地油氣成藏的影響
二氧化碳與油氣的生成
在世界范圍內(nèi)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了大量高濃度二氧化碳氣藏。這些氣藏部分來自于地殼巖石或有機質(zhì)的分解，但更多的是來自于地球深部不斷向外排放的二氧化碳。這些有機或無機成因的二氧化碳在大量進入沉積盆地的過程中，必然會與沉積盆地的各種介質(zhì)接觸并發(fā)生各種物理和化學反應，從而對油氣的成藏造成重大影響。
地球深部排出的二氧化碳在上升的過程中， 可以與氫氣（H2）發(fā)生著名的費托反應而生成烴類。這種反應說明，在地球內(nèi)部完全可能因為費托反應的發(fā)生而形成大量烴類。地球深部存在大量的富二氧化碳流體和大量的富H流體，并不斷向外排放，這為費托反應的發(fā)生提供了物質(zhì)保障。另外，在很多沉積盆地中廣泛發(fā)育蛇紋石化超基性巖或玄武巖，這些催化劑的存在使得反應的發(fā)生成為可能；在斷裂發(fā)育或深部流體活動頻繁的地方，肯定會有大量溫度適宜的區(qū)域。
除參與費托反應外，在250℃條件下，二氧化碳還可以被Fe2SiO4直接還原為CH4，東營凹陷部分烴類的生成就是這種反應的結(jié)果。此外，深部富二氧化碳流體是熱能的良好載體，這種流體進入沉積盆地后會為盆地介質(zhì)提供大量熱能，從而促進烴源巖生烴。
世界范圍內(nèi)油氣田的分布規(guī)律也可以為費托反應的發(fā)生提供佐證。世界油氣的一半以上與板塊俯沖及其相聯(lián)系的各種斷裂有關，而且在這些斷裂區(qū)域正好是費托反應最可能發(fā)生的地方。這一分布規(guī)律也提醒我們要充分關注這種生烴機制，這種反應的發(fā)生將會極大地拓展油氣的勘探領域。
地球內(nèi)部含有的二氧化碳臨界參數(shù)相對較低（7.38MPa、31.1℃），大部分二氧化碳以超臨界狀態(tài)存在。這種超臨界流體已經(jīng)作為一種優(yōu)質(zhì)的萃取劑，在生物、食品和醫(yī)藥等行業(yè)得以廣泛應用。超臨界狀態(tài)的二氧化碳還能很快抽提出沉積物中的甾烷、藿烷和芳香烴，對油頁巖和煤中的有機質(zhì)也能進行萃取。地球深部還含有大量分散的烴類，這已經(jīng)被超深鉆的結(jié)果所證實，而超臨界二氧化碳流體對于分散的有機質(zhì)具有非凡的富集能力，使得超臨界狀態(tài)深部流體對分散的油氣組分具有明顯的富集作用，可能會導致無機成因油氣藏的出現(xiàn)。例如，在澳大利亞奧特韋（Otway）盆地，發(fā)現(xiàn)油氣顯示的同時也發(fā)現(xiàn)的大量高濃度的二氧化碳氣田，有學者認為，火山巖漿源的高濃度超臨界態(tài)二氧化碳對奧特韋和庫珀盆地油氣的形成可能起著重要作用。
另外，大量的二氧化碳進入沉積盆地，會導致地層流體PH值的降低，從而導致地下碳酸鹽礦物和鋁硅酸鹽礦物的溶解。這類作用也可以使由碳酸巖礦物和鋁硅酸鹽礦物膠結(jié)的砂巖溶解，從而產(chǎn)生大量次生孔隙。這類孔隙的存在可以顯著改善儲層物性。
二氧化碳與油氣開采
國際能源機構評估認為，全世界適合二氧化碳驅(qū)油開發(fā)的資源約為3000～6000億桶，二氧化碳驅(qū)油是三次采油中最具潛力的提高采收率的方法之一。
二氧化碳驅(qū)油，是一種把二氧化碳注入油層中以提高油田采收率的技術。在標準情況下，二氧化碳是一種無色、無味、比空氣重、在油和水中溶解度都很高的氣體，密度是1.977克/升。當溫度壓力高于臨界點時，二氧化碳的性質(zhì)發(fā)生變化：形態(tài)近于液體，黏度近于氣體，擴散系數(shù)為液體的100倍。這時的二氧化碳是一種很好的溶劑，其溶解性、穿透性均超過水、乙醇、乙醚等有機溶劑。當原油溶于二氧化碳時，可以補充地層能量使原油體積膨脹，黏度下降，還可以降低油水間的界面張力，形成溶解氣驅(qū)，提高原油流動能力及油藏性質(zhì)，從而提高油田驅(qū)油效率與原油采收率。
1970年，美國開始在德克薩斯州把二氧化碳注入油田作為提高石油采收率（EOR）的一種技術手段，成為應用二氧化碳驅(qū)油試驗最早、最廣泛的國家�，F(xiàn)今，二氧化碳驅(qū)油已成為美國主要提高采收率的技術。在2008年，全世界二氧化碳驅(qū)油項目已達到124個，年耗二氧化碳量2500萬噸,每天產(chǎn)油27.4萬桶，其中美國實施二氧化碳驅(qū)油項目108個，每天產(chǎn)油25萬桶。世界上實施的大部分二氧化碳驅(qū)項目是混相驅(qū)，其中90%以上的項目屬美國。美國10個產(chǎn)油區(qū)的292個油田采用二氧化碳驅(qū)油，采收率可提高7%～15%。到2010年2月，注入二氧化碳已幫助一些成熟油田回收了近15億桶石油。
我國低滲透油藏現(xiàn)已探明原油儲量63.2億噸，其中尚未動用的儲量50%左右，運用二氧化碳驅(qū)比水驅(qū)有更明顯的技術優(yōu)勢。在中國石化“低滲透油藏二氧化碳驅(qū)提高采收率”先導試驗研究成果的基礎上，燃煤發(fā)電廠煙氣二氧化碳捕集純化技術利用化學吸收法，將勝利發(fā)電廠燃煤煙氣中的二氧化碳進行捕集、提純、液化。該裝置運行后，液態(tài)二氧化碳日產(chǎn)量達100余噸，全年可捕集、液化二氧化碳達3～4萬噸，二氧化碳經(jīng)處理后純度達99.5%以上，可全部用于勝利油田開展的“低滲透油藏二氧化碳驅(qū)油”重大先導試驗。2015年，山東勝利油田建成100萬噸/年二氧化碳捕集裝置，該裝置建成后將成為全球最大的二氧化碳捕集裝置，同時利用捕集的二氧化碳驅(qū)油，油田的采收率可以提高10至15個百分點，每年預計可減少二氧化碳排放3萬多噸。
對于中高滲水驅(qū)油藏，也可通過注入二氧化碳進一步提高采收率，中原油田濮城水驅(qū)廢棄油藏就通過試驗二氧化碳驅(qū)油再獲新生。2012年5月10日，中原油田首次開展二氧化碳吞吐工藝試驗，中原油田采油四廠在文88-平1井進行二氧化碳吞吐工藝試驗，標志著油田二氧化碳吞吐試驗項目進入實施階段。如果二氧化碳驅(qū)油在中原油田高含水油藏中全面推廣應用，將覆蓋地質(zhì)儲量3億噸，預計可增加可采儲量2000～3000萬噸。
二氧化碳與廢棄油藏
國內(nèi)外的油氣盆地勘探開發(fā)實踐表明，油氣藏是封閉條件良好的地下儲氣庫，可以實現(xiàn)二氧化碳的長期埋存；同時，二氧化碳注入油氣藏時，還可作為驅(qū)油劑顯著提高油氣采收率。迄今，二氧化碳地質(zhì)埋存已經(jīng)在美洲、歐洲、非洲得到實踐，在澳洲和亞洲也在研發(fā)和計劃之中。油藏是二氧化碳地質(zhì)埋存的最小單元，一個具體油藏是否適合二氧化碳地質(zhì)埋存，首先要對該油藏所在沉積盆地進行安全評價，接著對其所在油田進行安全評價，最后是油藏方面安全評價。
盆地的溫度和壓力環(huán)境決定了二氧化碳密度的大小，從而會影響盆地的埋存能力。在一般盆地壓力體系下，二氧化碳密度最大可達850千克/立方米。一些超壓地層在盆地中埋藏較深（一般大于2000米），二氧化碳密度可達1060千克/立方米，但是由于注入成本及安全性，它們并不適合二氧化碳的地質(zhì)埋存。地熱梯度較低的、斷裂活動較弱的擴散型大陸邊緣盆地具有較好的二氧化碳埋存潛力。較低的地熱梯度和地熱流值，能使二氧化碳在較小的深度下達到較高的密度，有利于二氧化碳的地質(zhì)埋存。理想的二氧化碳埋存盆地應該具有地表溫度低、地溫梯度小、大地熱流值小、遠離地下熱源等特征。儲層的深度應滿足二氧化碳以超臨界狀態(tài)的形式儲存，同時也應考慮注入成本，深度一般應在800～2000米左右。
廢棄井是二氧化碳泄露的潛在途徑之一。廢棄井一般用水泥封堵，而地層中的二氧化碳具有腐蝕性，在一定時期后（20～50年）腐蝕穿過水泥環(huán)，從而導致泄露。廢棄井的密度越低，二氧化碳泄露的隱患越低。
二氧化碳地質(zhì)埋存是將二氧化碳注入到地層孔隙中，借助地層的密封性實現(xiàn)溫室氣體的長期封存。以二氧化碳為驅(qū)油劑提高油氣采收率不僅可以增加原油可采儲量，而且可以實現(xiàn)二氧化碳的長期埋存，是二氧化碳高效利用與埋存的最佳途徑之一。
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