張成龍 王瑞景 羅 翔 張斌斌 劉 廷 馬梓涵 刁玉杰

（1. 中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心，河北 保定 071051；2. 中國(guó)石油新疆油田公司開(kāi)發(fā)公司，新疆 克拉瑪依 834000；3. 中國(guó)石油青海油田公司采油三廠，青海 海西 816400；4. 中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田公司長(zhǎng)慶實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710018；5. 中國(guó)石油大慶油田有限責(zé)任公司采油工程研究院，黑龍江 大慶 163453）

0 引 言

應(yīng)對(duì)氣候變化是全球共有的挑戰(zhàn)，目前占全球溫室氣體排放量的88%、經(jīng)濟(jì)規(guī)模超過(guò)90%的近140 個(gè)國(guó)家已經(jīng)宣布了各自碳中和計(jì)劃［1］。中國(guó)在2020 年提出碳達(dá)峰、碳中和（簡(jiǎn)稱“雙碳”）戰(zhàn)略目標(biāo)，并在2022 年政府報(bào)告中明確了加快落實(shí)行動(dòng)方案［2］。2021 年中國(guó)能源消費(fèi)總量達(dá)到52.4×108t 標(biāo)準(zhǔn)煤，與能源相關(guān)的CO2排放量為105.23×108t，占年排放總量119×108t 的88%，并且還在持續(xù)增加。從發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展歷程和中國(guó)的能源格局來(lái)看，中國(guó)要實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的時(shí)間短、任務(wù)重、難度大［3］。在“雙碳”戰(zhàn)略愿景下作為碳排放大戶的油氣行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展成為被廣泛關(guān)注的議題［4-5］，而CO2驅(qū)強(qiáng)化采油封存技術(shù)（CO2-EOR）因能實(shí)現(xiàn)CO2埋存同時(shí)增產(chǎn)增效無(wú)疑是首選技術(shù)和最現(xiàn)實(shí)的選擇［6-7］。

CO2-EOR 愈發(fā)成為近年研究的熱點(diǎn)。張本艷等［8］基于巖心驅(qū)替試驗(yàn)、CO2驅(qū)細(xì)管實(shí)驗(yàn)，指出CO2驅(qū)較水驅(qū)具有更低的注入壓力、更好的驅(qū)油效果；葉恒等［9］從油藏?cái)?shù)值模擬角度認(rèn)為CO2驅(qū)水氣交替驅(qū)油要比CO2連續(xù)氣驅(qū)油具有更快的效率；張成龍等［10］結(jié)合地調(diào)實(shí)踐研究，認(rèn)為CO2可代替注水驅(qū)替顯著提高低孔、低滲高致密油的可動(dòng)用性；李陽(yáng)等［11］從中國(guó)石化CCUS-EOR 不同發(fā)展的歷程出發(fā)，提出了不同油藏類(lèi)型的CO2-EOR 篩選原則和應(yīng)用前景；楊勇［12］基于油藏工程方案設(shè)計(jì)，提出了油藏CO2驅(qū)適應(yīng)性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。上述研究主要集中在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)、數(shù)值模擬、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐、宏觀認(rèn)識(shí)等方面，認(rèn)為CO2可作為一種高效的驅(qū)油“催化劑”，并從油藏本身情況（地質(zhì)因素、開(kāi)發(fā)條件等方面）提出了油藏CO2-EOR 篩選原則和適應(yīng)性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，在CO2對(duì)油田增產(chǎn)增效貢獻(xiàn)上突出CO2提高油藏采收率，而對(duì)CO2-EOR 項(xiàng)目本身的安全、工程、經(jīng)濟(jì)等要素，以及多因素關(guān)聯(lián)性、系統(tǒng)性研究相對(duì)缺乏，整體上CO2-EOR 工程選址評(píng)價(jià)研究有待進(jìn)一步系統(tǒng)歸納［13-14］。

本文基于國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)調(diào)研和我國(guó)CO2-EOR 應(yīng)用進(jìn)展及工程實(shí)踐，從地質(zhì)條件和油藏工程實(shí)際出發(fā)，剖析了選址的地質(zhì)、工程、安全、經(jīng)濟(jì)4 個(gè)影響因素，定性-定量的構(gòu)建了CO2-EOR 工程三級(jí)選址指標(biāo)評(píng)價(jià)體系（GESE），以期為我國(guó)油藏開(kāi)展CO2驅(qū)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和工業(yè)化推廣提供選址借鑒。

1 中國(guó)CO2-EOR示范工程概況

CO2-EOR（圖1）是CCUS 領(lǐng)域里相對(duì)成熟、應(yīng)用較廣的技術(shù)，主要通過(guò)CO2混相驅(qū)、CO2非混相驅(qū)等技術(shù)提高石油的采收率。目前油田經(jīng)歷一次、二次采油后仍有2/3 地質(zhì)儲(chǔ)量的原油以小油滴孤立存在于儲(chǔ)層的孔隙中形成“困油”，或以薄膜形式存在于巖石顆粒表面，形成剩余油，由此可見(jiàn)CO2-EOR 前景廣闊。

圖1 CO2-EOR示意Fig. 1 Schematic of CO2-EOR

據(jù)統(tǒng)計(jì)中國(guó)有近百億噸石油適合CO2驅(qū)，預(yù)計(jì)可增產(chǎn)石油7×108～14×108t［15-16］。中國(guó)自大慶油田20 世紀(jì)60 年代率先開(kāi)展小井距注CO2提高石油采收率現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)以來(lái)，先后在蘇北、勝利、延長(zhǎng)、新疆、中原等油田開(kāi)展了先導(dǎo)性試驗(yàn)，并逐步達(dá)到了商業(yè)化推廣應(yīng)用。截至2022 年底，中國(guó)共計(jì)開(kāi)展碳捕集、利用與封存（CCUS）項(xiàng)目23 個(gè)（含在建項(xiàng)目5 個(gè)），累計(jì)注入CO2超過(guò)6.5×106t，其中CO2-EOR 項(xiàng)目12 個(gè)［3，17-19］，累計(jì)注入CO2為5.75×106t，產(chǎn)油量為2.0×106t，2022 年CO2-EOR 項(xiàng)目CO2年注入量超100×104t［3，17］（表1）。

表1 中國(guó)CO2-EOR示范工程Table 1 Demonstration CO2-EOR projects in China

從表1 可以看出，中國(guó)CO2-EOR 示范工程主要集中在松遼盆地、渤海灣盆地、鄂爾多斯盆地、準(zhǔn)噶爾盆地、蘇北盆地等大中型沉積盆地。作為CO2地質(zhì)封存場(chǎng)所，這些沉積盆地大部分具有地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定，遠(yuǎn)離斷裂活動(dòng)發(fā)育帶、較好的圈閉條件和良好的儲(chǔ)蓋層組合、儲(chǔ)層深度適中、儲(chǔ)層面積廣、沉積厚度大、孔隙度和滲透率較低等特征，明確了CO2-EOR 工程選址通用依據(jù)（大地構(gòu)造、區(qū)域穩(wěn)定性和容積條件）和具象特征（物性條件）。

2 CO2-EOR工程選址原則

CO2-EOR 工程選址秉承“地下與地表相結(jié)合，技術(shù)與經(jīng)濟(jì)相結(jié)合”研究思路，遵循3 方面專屬性原則。

2.1 CO2封存與資源開(kāi)發(fā)相統(tǒng)一

油藏CO2地質(zhì)封存與CO2提高采收率二者間既有一致性又有差異性。一致性是二者都需要將CO2注入到油藏儲(chǔ)層內(nèi)；差異性是二者的目的不同，前者重點(diǎn)關(guān)注CO2的注入量和封存量，后者重點(diǎn)關(guān)注的是提高油氣采收率程度。

2.2 安全性

油藏CO2地質(zhì)封存能否長(zhǎng)期安全可靠，是選址時(shí)重點(diǎn)考慮的首要因素。必須保證目標(biāo)油藏具有穩(wěn)定的地質(zhì)構(gòu)造、良好的儲(chǔ)蓋層組合和圈閉條件、遠(yuǎn)離地震帶和活火山發(fā)育區(qū)且在封存區(qū)域一定范圍內(nèi)沒(méi)有貫通性的斷層和裂縫等CO2泄露通道存在。

2.3 經(jīng)濟(jì)性

經(jīng)濟(jì)性是保證油藏規(guī)?；疌O2地質(zhì)封存與長(zhǎng)期實(shí)施的前提，在實(shí)現(xiàn)CO2地質(zhì)封存的同時(shí)獲得一定的經(jīng)濟(jì)回報(bào)，無(wú)疑是現(xiàn)階段CO2地質(zhì)封存最經(jīng)濟(jì)、最合理的首選方式。

3 CO2-EOR工程選址考慮要素

基于CO2-EOR 工程選址原則，結(jié)合中國(guó)CO2-EOR 應(yīng)用進(jìn)展和工程實(shí)踐，CO2-EOR 示范工程選址指標(biāo)要考慮以下要素：地質(zhì)要素、工程要素、安全要素和經(jīng)濟(jì)要素。

3.1 地質(zhì)要素

地質(zhì)因素包括區(qū)域大地構(gòu)造背景、區(qū)域穩(wěn)定性以及油藏自身性質(zhì)如儲(chǔ)層物性、厚度、深度等。油藏形成于穩(wěn)定大陸板塊內(nèi)部或者近穩(wěn)定大陸板塊內(nèi)部沉積盆地，在漫長(zhǎng)的地質(zhì)時(shí)期能夠保存，說(shuō)明具有足夠大的地質(zhì)圈閉和良好的儲(chǔ)、蓋層組合及區(qū)域穩(wěn)定性，本文主要從油藏自身因素進(jìn)行歸納總結(jié)。

3.1.1 油藏因素

油藏因素選址指標(biāo)主要包括油藏深度、儲(chǔ)層厚度、傾角、溫度、壓力、孔隙度、滲透率、非均質(zhì)性和潤(rùn)濕性等。結(jié)合已實(shí)施的CO2驅(qū)油項(xiàng)目中，部分油藏因素與實(shí)施的項(xiàng)目比例關(guān)系如圖2 所示。

圖2 不同油藏因素下CO2-EOR示范工程項(xiàng)目分布比例Fig. 2 Distribution proportion of CO2-EOR demonstration projects under different reservoir factors

（1）油藏深度。油藏深度要充分考慮CO2超臨界流體封存狀態(tài)要求和經(jīng)濟(jì)性。為達(dá)到提高石油采收率的目的，油藏壓力下限要高于原油和CO2的最小混相壓力（pMMP），以實(shí)現(xiàn)CO2混相驅(qū)要求，對(duì)應(yīng)的油藏深度大于800 m；同時(shí)，油藏深度越大，施工強(qiáng)度越大，成本也就越高，對(duì)應(yīng)的油藏埋深小于3 500 m。因此適宜CO2驅(qū)油的油藏埋深宜在800～3 500 m。從油藏深度分布與實(shí)施的項(xiàng)目個(gè)數(shù)的比例關(guān)系可看出（圖2（a）），適合CO2驅(qū)的深度為1 500～2 000 m，隨著油藏埋深的增加或減少CO2驅(qū)的適宜性逐漸降低。油藏深度評(píng)價(jià)指標(biāo)：1 500 m<油藏深度≤2 000 m，評(píng)價(jià)等級(jí)為好；2 000 m<油藏深度≤3 500 m、800 m≤油藏深度≤1 500 m，評(píng)價(jià)等級(jí)為一般；油藏深度>3 500 m，評(píng)價(jià)等級(jí)為差。

（2）儲(chǔ)層厚度。在儲(chǔ)層因素中，儲(chǔ)層厚度越大，越有利于CO2封存，油藏封存CO2的潛力越大。但在CO2驅(qū)油過(guò)程中，由于注入的CO2與原油存在黏度和密度差別，在驅(qū)替的過(guò)程中，黏度和密度相對(duì)較小的CO2驅(qū)替劑會(huì)超覆原油，對(duì)原油驅(qū)替不利。且油藏儲(chǔ)層厚度越大，超覆現(xiàn)象越明顯；相反，油藏儲(chǔ)層相對(duì)較薄，不容易發(fā)生氣竄，有利于原油驅(qū)替。油藏儲(chǔ)層厚度評(píng)價(jià)指標(biāo)：儲(chǔ)層厚度≤10 m，評(píng)價(jià)等級(jí)為好；10 m<儲(chǔ)層厚度≤40 m，評(píng)價(jià)等級(jí)為一般；儲(chǔ)層厚度>40 m，評(píng)價(jià)等級(jí)為差。

（3）傾角。在CO2驅(qū)油過(guò)程中，有水平作用和垂直作用2 種。當(dāng)注入的驅(qū)替液與被驅(qū)替的原油密度相近時(shí)（如混相驅(qū)），主要通過(guò)驅(qū)替體系的水平作用來(lái)提高原油的采收率。當(dāng)注入的驅(qū)替體系與被驅(qū)替的原油密度差別較大時(shí)（如非混相驅(qū)，水氣交替驅(qū)等），重力效應(yīng)明顯，密度較小的驅(qū)替體系會(huì)與密度較大的原油體系分離，逐步進(jìn)入到油藏構(gòu)造頂部。在重力穩(wěn)定驅(qū)過(guò)程中，油藏傾角、垂向滲透率和注入速度是相互關(guān)聯(lián)的一組參數(shù)，其表達(dá)式為

式中：v——最大注入速度，m/s；g——重力加速度，9.8 m/s2；?ρog——油氣密度差，kg/m3；μo——油的黏度，mPa·s；μg——?dú)獾酿ざ?，mPa·s；Ko——油的滲透率，μm2；Kg——?dú)獾臐B透率，μm2；α——油藏傾角，（°）。

通過(guò)對(duì)重力穩(wěn)定驅(qū)的驅(qū)替特點(diǎn)及其最大速度的分析可知，油藏傾角越大，重力穩(wěn)定驅(qū)油效果越好［20］。據(jù)此油藏傾角評(píng)價(jià)指標(biāo)：傾角>70°，評(píng)價(jià)等級(jí)為好；10°<傾角≤70°，評(píng)價(jià)等級(jí)為一般；傾角≤10°，評(píng)價(jià)等級(jí)為差。

（4）孔隙度。油藏孔隙度越大，CO2封存量越大，在油藏中的運(yùn)移速度越快，越有利于CO2封存。但對(duì)CO2驅(qū)而言，孔隙度太大驅(qū)替劑容易發(fā)生超覆流動(dòng)和指進(jìn)現(xiàn)象不利于注氣開(kāi)采?？紫抖忍。⑷氲牧黧w難以進(jìn)入儲(chǔ)層，CO2封存量相應(yīng)減少。因此在CO2驅(qū)過(guò)程中孔隙度不宜過(guò)高也不宜過(guò)低。結(jié)合實(shí)施的CO2-EOR 項(xiàng)目中油藏孔隙度的分布（圖2（b）），得出油藏有效孔隙度評(píng)價(jià)指標(biāo)：10%<孔隙度≤15%，評(píng)價(jià)等級(jí)為好；孔隙度15%<孔隙度≤25%、6%<孔隙度≤10%，評(píng)價(jià)等級(jí)為一般；孔隙度>25%、孔隙度<6%，評(píng)價(jià)等級(jí)為差。

（5）滲透率。油藏滲透率是指在一定的壓差下，油藏巖石本身允許流體通過(guò)的能力。滲透率大小與孔隙度、潤(rùn)濕性以及液體滲透方向上孔隙體積的孔隙形狀、顆粒大小和排列方向相關(guān)。在CO2驅(qū)油過(guò)程中，油藏滲透率有一個(gè)適宜的范圍。滲透率太高，CO2容易發(fā)生氣竄；滲透率太低，CO2注入困難。油藏滲透率評(píng)價(jià)指標(biāo)：10×10-3μm2<滲透率≤100×10-3μm2， 評(píng)價(jià)等級(jí)為好； 滲透率100×10-3μm2<滲透率≤500×10-3μm2、1×10-3μm2<滲透率≤10×10-3μm2，評(píng)價(jià)等級(jí)為一般；滲透率>500×10-3μm2、滲透率<1×10-3μm2，評(píng)價(jià)等級(jí)為差。

（6）非均質(zhì)性。油藏非均質(zhì)性常用滲透率變異系數(shù)來(lái)描述。儲(chǔ)層滲透率的變異系數(shù)是儲(chǔ)層非均質(zhì)性大小的表征，它反映了混相驅(qū)過(guò)程由于滲透性變化引起的溶劑突進(jìn)程度。對(duì)于非均質(zhì)油藏而言，無(wú)論是水平非均質(zhì)還是垂向非均質(zhì)，注入的流體均首先進(jìn)入到高滲透層油藏，而低滲透層油藏波及較少或不能波及，不利于提高石油采收率。因此，油藏非均質(zhì)性越小越好。油層非均質(zhì)性是直接影響氣驅(qū)效果的主要因素之一，也是確定注入氣量時(shí)必須考慮的因素。一般條件下，油藏變異系數(shù)為0.5～1.0，初步確定注氣候選油藏儲(chǔ)層非均質(zhì)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)：滲透率變異系數(shù)≤0.5，評(píng)價(jià)等級(jí)為好；0.5<滲透率變異系數(shù)≤0.7，評(píng)價(jià)等級(jí)為一般；滲透率>0.7，評(píng)價(jià)等級(jí)為差。

（7）溫度。油藏最小混相壓力隨油藏溫度的增加而升高，溫度越高越不利于CO2混相，而溫度降低會(huì)導(dǎo)致原油黏度增大。在已開(kāi)展CO2-EOR 項(xiàng)目中，選擇溫度在70～120 ℃的油藏最多［21］。油藏溫度為80～90 ℃最適合CO2驅(qū)油，隨著油藏溫度的上升或下降，CO2驅(qū)的適應(yīng)性下降（圖2（c）），確定油藏溫度的評(píng)價(jià)指標(biāo)：80 ℃<油藏溫度≤90 ℃，評(píng)價(jià)等級(jí)為好；油藏溫度90 ℃<油藏溫度≤120 ℃、50 ℃<油藏溫度≤80 ℃，評(píng)價(jià)等級(jí)為一般；油藏溫度>120 ℃、油藏溫度≤50 ℃，評(píng)價(jià)等級(jí)為差。

（8）壓力。在CO2驅(qū)過(guò)程中，油藏壓力作用是相向的，一方面油藏壓力大于CO2混相壓力，可以保證CO2與原油混相，實(shí)現(xiàn)高采收率的混相驅(qū)；另一方面，油層壓力增加會(huì)加大工程強(qiáng)度和風(fēng)險(xiǎn)程度，影響整體上注氣效果［22］。結(jié)合前人研究和工程實(shí)踐，初步認(rèn)為油藏壓力的評(píng)價(jià)指標(biāo)：15 MPa<油藏壓力≤20 MPa，評(píng)價(jià)等級(jí)為好；油藏壓力20 MPa<油藏壓力≤30 MPa、10 MPa<油藏壓力≤15 MPa，評(píng)價(jià)等級(jí)為一般；油藏壓力>30 MPa、油藏壓力≤10 MPa，評(píng)價(jià)等級(jí)為差。

（9）潤(rùn)濕性。潤(rùn)濕性指流體潤(rùn)濕固體表面的能力。油潤(rùn)濕性指數(shù)越高，代表親油性越強(qiáng)，CO2驅(qū)替體系越容易進(jìn)入到孔裂隙中，進(jìn)一步提高驅(qū)油波及體積和驅(qū)油效率；相反，油潤(rùn)濕性指數(shù)越低，親水性越強(qiáng)，親油的CO2驅(qū)替體系難以進(jìn)入油藏的孔隙中，原油采收率較低［23］。在水驅(qū)油藏中，油潤(rùn)濕性指數(shù)減小，采收率提高幅度降低。其潤(rùn)濕性評(píng)價(jià)指標(biāo)：0.8<油濕指數(shù)≤1.0，評(píng)價(jià)等級(jí)為好；0.4<油濕指數(shù)≤0.8，評(píng)價(jià)等級(jí)為一般；0<油濕指數(shù)≤0.4，評(píng)價(jià)等級(jí)為差。

3.1.2 流體因素

流體因素選址指標(biāo)主要包括原油黏度、原油密度。結(jié)合已實(shí)施的CO2驅(qū)油項(xiàng)目中，部分油藏流體因素與實(shí)施的項(xiàng)目比例的關(guān)系如圖3 所示。

圖3 不同流體因素下CO2-EOR示范工程項(xiàng)目分布比例Fig. 3 Distribution proportion of CO2-EOR demonstration project under different fluid factors

（1）原油黏度。驅(qū)替過(guò)程易突進(jìn)，目標(biāo)油藏必須選擇原油黏度較低的油藏。從圖3（a）可見(jiàn)，原油黏度小于4.0 mPa·s。S.Bachu 等［24］在綜合分析黏度、溫度、密度因素等關(guān)系及流速控制方法后，擴(kuò)展了原油黏度的適應(yīng)范圍，指出了CO2混相驅(qū)適應(yīng)的黏度上限為10～12 mPa·s。結(jié)合這些認(rèn)識(shí)，得出注CO2候選油藏原油黏度的評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：原油黏度≤2 mPa·s，評(píng)價(jià)等級(jí)為好；2 mPa·s<原油黏度≤8 mPa·s，評(píng)價(jià)等級(jí)為一般；8 mPa·s<原油黏度≤12 mPa·s，評(píng)價(jià)等級(jí)為差。

（2）原油密度。原油密度與原油黏度相對(duì)應(yīng)，密度大的原油，其中重組分含量高，黏度大，對(duì)應(yīng)CO2氣驅(qū)時(shí)容易形成黏性指進(jìn)，導(dǎo)致驅(qū)油效率低；相反，原油密度小，黏度小，對(duì)CO2驅(qū)油有利。一般條件下，注CO2適應(yīng)的原油密度在0.795～0.960 g/cm3（圖3（b））。原油密度評(píng)價(jià)指標(biāo)：原油密度≤0.82 g/cm3，評(píng)價(jià)等級(jí)為好；0.82 g/cm3<原油密度≤0.88 g/cm3，評(píng)價(jià)等級(jí)為一般；0.88 g/cm3<原油密度≤0.90 g/cm3，評(píng)價(jià)等級(jí)為差。

3.2 工程要素

場(chǎng)地選址工程因素主要考慮地面場(chǎng)地條件和生產(chǎn)方式。

3.2.1 地面場(chǎng)地條件

地面場(chǎng)地條件適宜性是評(píng)價(jià)單元國(guó)土空間安全及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)條件的綜合反映，包括地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性、人口密度（人/km2）、地形復(fù)雜程度（起伏度）［25］。

（1）地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性。地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)就是容易產(chǎn)生地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域，如場(chǎng)地及其周邊存在崩塌、滑坡、地裂縫、泥石流，處于采礦塌陷區(qū)、巖溶塌陷區(qū)、地面沉降區(qū)，低于江河湖泊、水庫(kù)最高水位線或洪泛區(qū)等。根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性等級(jí)通?？蓜澐譃楦?、中、低和不易發(fā)4 類(lèi)。CO2-EOR 工程選址中，地質(zhì)災(zāi)害低易發(fā)和不易發(fā)為好等級(jí)，中易發(fā)為中等級(jí)，高易發(fā)為差等級(jí)。

（2）人口密度。人口密度為主要的社會(huì)環(huán)境指標(biāo)，以人/km2為評(píng)價(jià)單位。人口密度≤25 人/km2為極端稀疏區(qū)，在選址評(píng)價(jià)中為好等級(jí)；25 人/km2<人口密度≤50 人/km2為絕對(duì)稀疏區(qū)，在選址評(píng)價(jià)中為中等級(jí)；人口密度>50 人/km2為相對(duì)稀疏區(qū)，在選址評(píng)價(jià)中為差等級(jí)。

（3）地形復(fù)雜程度。地形復(fù)雜程度以4 個(gè)地形要素進(jìn)行確定，分別為地物、地貌、坡度和比高。CO2-EOR 工程選址中，地形復(fù)雜程度簡(jiǎn)單為好等級(jí)，地形復(fù)雜程度中等為中等級(jí)，地形復(fù)雜程度復(fù)雜為差等級(jí)。

3.2.2 生產(chǎn)方式

生產(chǎn)方式選址指標(biāo)主要涉及場(chǎng)地選取的開(kāi)發(fā)方式、開(kāi)采技術(shù)、井網(wǎng)密度。

（1）開(kāi)發(fā)方式。受油氣田的油藏條件限制，同一個(gè)油藏，可以有不同的開(kāi)發(fā)方式，如有水氣交替注入方式、連續(xù)注氣方式和枯竭后注氣方式等。各種注氣方式均有各自的特點(diǎn)，適用于不同的油藏條件，對(duì)提高采收率的貢獻(xiàn)也不相同。

（2）開(kāi)采技術(shù)。CO2混相驅(qū)和CO2非混相驅(qū)作為CO2-EOR 領(lǐng)域里應(yīng)用最廣2 種技術(shù)，無(wú)優(yōu)劣之分，適合哪種CO2驅(qū)油方式是要綜合考慮油藏自身因素和CO2驅(qū)的適應(yīng)條件，如原油密度、原油黏度、剩余油飽和度、油藏深度、溫度、滲透率、變異系數(shù)、油藏壓力、儲(chǔ)層規(guī)模、提高石油采收率的幅度等［11］（表2），但從二者模式下開(kāi)采潛力（驅(qū)油效果） 來(lái)看，CO2混相驅(qū)油技術(shù)增產(chǎn)更為明顯［13］，如Rangely、Northeast Purdy、Little Greek、Wertz、North Colesleves 等世界典型油藏，通過(guò)CO2混相驅(qū)技術(shù)，提高石油采收率7%～20%［26-27］，此外，還需考慮CO2封存安全和CO2相態(tài)特征。

表2 CO2驅(qū)油藏潛力篩選標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Screening criteria for CO2-EOR reservoir potential

（3）井網(wǎng)密度。根據(jù)油藏不同的特點(diǎn)和不同的開(kāi)發(fā)階段，井網(wǎng)的密度，注采井的比例均需要做出調(diào)整。針對(duì)某些特殊油藏，叢式井和水平井技術(shù)也在逐步推廣應(yīng)用。對(duì)應(yīng)不同的井網(wǎng)技術(shù)，CO2提高采收率效果不同。

3.3 安全要素

一個(gè)開(kāi)發(fā)中后期成熟油藏本身具有較高的勘探程度、良好的圈閉條件、巨大的儲(chǔ)存空間及詳細(xì)的地質(zhì)資料，其地質(zhì)因素安全風(fēng)險(xiǎn)在選址階段比較容易排查。不同于CO2咸水層封存，CO2-EOR 工程選址階段更多考慮人為因素泄露風(fēng)險(xiǎn)［28-30］。一是原有井如勘探井、生產(chǎn)井、報(bào)廢井等因工藝和年限、套管類(lèi)型和條件、落成數(shù)量、竣工質(zhì)量、堵塞及廢棄方法等破壞原有井道完整性造成的潛在風(fēng)險(xiǎn)泄露；二是油藏開(kāi)采史上因填埋、廢棄、錯(cuò)位井導(dǎo)致“未被發(fā)現(xiàn)”的井套管損害造成潛在泄露風(fēng)險(xiǎn)。理論上原有油藏開(kāi)采歷史越久、各類(lèi)井越多，在CO2-EOR 工程伊始，越要加強(qiáng)潛在人為泄露風(fēng)險(xiǎn)排查。

3.4 經(jīng)濟(jì)要素

經(jīng)濟(jì)因素主要考慮經(jīng)濟(jì)環(huán)境和監(jiān)測(cè)成本。

3.4.1 經(jīng)濟(jì)環(huán)境

經(jīng)濟(jì)環(huán)境指標(biāo)可進(jìn)一步細(xì)化為源匯距離（運(yùn)輸方式）、原油（碳交易）價(jià)格與補(bǔ)貼政策、社會(huì)環(huán)境。

（1）源匯距離。油藏區(qū)域碳源密度越高，越有利于CO2-EOR 項(xiàng)目的實(shí)施。CO2注入量大，尤其是百萬(wàn)噸級(jí)乃至千萬(wàn)噸級(jí)CO2驅(qū)油項(xiàng)目，越是要盡量就近封存，或者鋪設(shè)CO2集輸管（專）線。中石化勝利油田CO2-EOR 項(xiàng)目（表1）氣源來(lái)源于化工廠、燃煤電廠，需要捕集、處理、運(yùn)輸過(guò)程，其成本可達(dá)650～1 000 元/t［10］，高昂的處理成本使項(xiàng)目中途一度處于停運(yùn)狀態(tài)。源匯距離選址指標(biāo)：碳源豐富、距離近，選址優(yōu)越；碳源較遠(yuǎn)，選址適宜；碳源稀缺-極稀缺，選址不適宜。

（2）原油（碳交易）價(jià)格與補(bǔ)貼政策?，F(xiàn)階段碳交易與國(guó)際原油價(jià)格很難保證CO2-EOR 項(xiàng)目（收益）正常生產(chǎn)運(yùn)行，需要政府補(bǔ)貼政策來(lái)減輕油氣企業(yè)負(fù)擔(dān)［31-32］。當(dāng)前，碳交易、原油價(jià)格與補(bǔ)貼政策呈現(xiàn)了較大的不確定性：一是中國(guó)碳市場(chǎng)碳配額交易存在成交量不穩(wěn)定、碳價(jià)格過(guò)低等問(wèn)題；二是國(guó)際原油價(jià)格WTI 呈現(xiàn)不斷波動(dòng)的狀態(tài)，受政治、供需、戰(zhàn)爭(zhēng)等影響存在較大不確定性；三是碳排放稅收繳、CO2-EOR 項(xiàng)目補(bǔ)貼激勵(lì)等相關(guān)政策存在一定不確定性。將三者進(jìn)行綜合考慮得到圖4，當(dāng)處于臨界線右上方時(shí)，對(duì)CO2-EOR 項(xiàng)目的實(shí)施越有利，當(dāng)處于臨界線左下方時(shí)，對(duì)CO2-EOR項(xiàng)目的實(shí)施越不利，在交叉區(qū)域，當(dāng)政府補(bǔ)貼系數(shù)滿足或超過(guò)圖4 對(duì)應(yīng)補(bǔ)貼系數(shù)時(shí)，可適當(dāng)開(kāi)展項(xiàng)目實(shí)施，反之，建議推遲執(zhí)行。

圖4 實(shí)物期權(quán)下CO2-EOR項(xiàng)目適宜區(qū)域劃分（據(jù)文獻(xiàn)[32]修改）Fig. 4 Division of CO2-EOR suitable area under real options(modified from reference[32])

（3）社會(huì)環(huán)境。社會(huì)環(huán)境包括所在地的社會(huì)政治環(huán)境、法制環(huán)境、科技環(huán)境、文化環(huán)境等宏觀因素，對(duì)于CO2-EOR 項(xiàng)目而言，營(yíng)商環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施、人文習(xí)俗、勞動(dòng)力資源、經(jīng)濟(jì)科技等社會(huì)環(huán)境越好，越有利于CO2-EOR 項(xiàng)目實(shí)施，如東部比西部建設(shè)成本低，平原比山區(qū)建設(shè)成本低。社會(huì)環(huán)境選址指標(biāo)：環(huán)境條件好，選址優(yōu)越；環(huán)境條件一般，選址較適宜；環(huán)境條件差，選址不適宜。

3.4.2 監(jiān)測(cè)成本

監(jiān)測(cè)預(yù)算也是CO2-EOR 項(xiàng)目實(shí)施階段考慮的重要因素，后期監(jiān)測(cè)成本主要體現(xiàn)在CO2-EOR 項(xiàng)目的規(guī)模上，如十萬(wàn)噸級(jí)的CO2-EOR 項(xiàng)目依靠多口監(jiān)測(cè)井就可滿足，而百萬(wàn)噸級(jí)CO2-EOR 得要多環(huán)監(jiān)測(cè)井位、完善的井-地-空監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等，值得說(shuō)明的是實(shí)際監(jiān)測(cè)更復(fù)雜，一般而言CO2-EOR 項(xiàng)目的規(guī)模越大，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)越復(fù)雜，監(jiān)測(cè)成本越高。

4 CO2-EOR工程選址指標(biāo)體系

在全面分析CO2-EOR 工程選址影響因素的基礎(chǔ)上，建立了不同影響因素的條件參數(shù)，定性-定量地總結(jié)了地質(zhì)、工程、安全、經(jīng)濟(jì)性（GESE）4個(gè)一級(jí)指標(biāo)、8 個(gè)二級(jí)指標(biāo)、27 個(gè)三級(jí)指標(biāo)的CO2-EOR 工程選址依據(jù)（表3）。根據(jù)選址指標(biāo)體系，對(duì)各級(jí)評(píng)估對(duì)象指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行評(píng)估、排序，篩選出CO2封存目標(biāo)油藏，再進(jìn)行優(yōu)劣比較，獲得優(yōu)質(zhì)靶區(qū)：運(yùn)用多源信息疊加處理方法進(jìn)行CO2-EOR 場(chǎng)地選址研究，以GIS（地學(xué)信息系統(tǒng)）的基本功能為工具，在系統(tǒng)分析CO2地質(zhì)儲(chǔ)存影響因素基礎(chǔ)上，將每個(gè)因素編制一張專題信息圖；每張專題圖生成一個(gè)信息存儲(chǔ)層，經(jīng)編輯后，先做單因素分析，然后再進(jìn)行各主要控制因素的配準(zhǔn)復(fù)合處理，形成一個(gè)復(fù)合疊加的新的信息存儲(chǔ)層；在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建場(chǎng)地選址適宜性評(píng)估模型，開(kāi)展研究區(qū)場(chǎng)地篩選適宜性評(píng)估，對(duì)優(yōu)選出的目標(biāo)靶區(qū)采用50 m×50 m 的柵格化GIS 處理，首先對(duì)每個(gè)單因素編制的專題信息圖進(jìn)行關(guān)鍵因素一票否決，即確定不適宜開(kāi)展CO2地質(zhì)儲(chǔ)存；然后采用公式進(jìn)行GIS空間分析和評(píng)價(jià)，即

表3 CO2-EOR工程選址依據(jù)Table 3 Basis for CO2-EOR project site selection

式中：P——評(píng)價(jià)單元CO2地質(zhì)儲(chǔ)存適宜性綜合評(píng)分值；n——評(píng)價(jià)因子的總數(shù)；Pi——第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的給定指數(shù)；Ai——第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。

值得說(shuō)明的是，CO2-EOR 實(shí)際工程選址要復(fù)雜得多，再加上相同依據(jù)在多方面評(píng)價(jià)中的不確定性及各要素權(quán)重，需要根據(jù)實(shí)際情況謹(jǐn)慎選取。從經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，一級(jí)指標(biāo)權(quán)重建議參考值：地質(zhì)要素權(quán)重0.4、安全因素權(quán)重0.2、工程條件權(quán)重0.1、經(jīng)濟(jì)條件權(quán)重0.3。

5 結(jié) 論

（1）CO2-EOR 工程選址秉承“地下與地表相結(jié)合，技術(shù)與經(jīng)濟(jì)相結(jié)合”研究思路，遵循“CO2封存與驅(qū)油相統(tǒng)一”、安全性、經(jīng)濟(jì)性的專屬性原則。

（2）全面分析了CO2-EOR 工程選址影響因素，建立了不同影響因素的條件參數(shù)，定性-定量的總結(jié)了地質(zhì)、工程、安全、經(jīng)濟(jì)（GESE）4 個(gè)一級(jí)指標(biāo)、8 個(gè)二級(jí)指標(biāo)、27 個(gè)三級(jí)指標(biāo)的“4+8+27”CO2-EOR 工程選址依據(jù)，可為油藏開(kāi)展CO2-EOR工程選址提供借鑒。