二氧化碳是一种常压下无色无味的气体,但其水溶液略有酸味,也是空气的组分之一,约占空气总体积的0.03%,同时它还存在于部分天然气中。
现在我们的日常生活和二氧化碳息息相关,日常的呼吸、汽车的行驶、碳酸饮料的制作都离不开它的身影。此外,二氧化碳还在灭火、降雨、冷藏食物和光合作用中发挥着重要作用。当然,作为一种温室气体,因为自近代以来被人类大量排放,二氧化碳可以说是导致全球气候变暖的“罪魁祸首”。
但与此同时,二氧化碳具有很高的工业价值,有时候会作为油气伴生资源被发现。如果气藏的二氧化碳含量超过60%,我们就称这个气藏为二氧化碳气藏。目前全球已发现的二氧化碳气藏主要分布在日本、中国东部和印度尼西亚等岩浆或断裂活动十分频繁的环太平洋地区。中国东部已发现的二氧化碳气藏达38个,主要分布在松辽、渤海湾等盆地或者东北五大连池等现代构造的岩浆活动区。我国最大的二氧化碳气田是位于江苏省泰兴市黄桥镇的黄桥二氧化碳气田,可采储量约600亿立方米。
二氧化碳由于易溶于原油,能使原油体积膨胀、黏度降低,因而常用作石油开采的驱油剂。而二氧化碳气藏能为实施二氧化碳驱油技术提供便利而廉价的气源,是油气田“增产增效”的有效手段。二氧化碳驱油包括混相驱和非混相驱两种机理,二氧化碳与原油生成混相时,可以溶解萃取原油中的轻质烃类组分,同时形成二氧化碳和轻质烃混合的“油带”,提高驱油效率。最小混相压力是判断二氧化碳驱油是否为混相驱的界限参数,它受多种因素的影响,一是油藏的深度、压力、温度,二是原油的组分,三是二氧化碳的含量。
二氧化碳驱油利用了其在油和水中都具有较高溶解度的特点。当二氧化碳大量溶于油时,除使原油体积膨胀、黏度降低外,还可以降低油水间界面张力。二氧化碳大量溶于水还能起到酸化的所用,改善水和油的流动速度比。
高纯度的二氧化碳气藏不仅具有重要的资源意义,同时还有重要的地质意义,是人类认识自然,找寻石油、天然气、金属矿产资源的重要标志。二氧化碳生成带往往与火山岩活动带、大断裂带的展布等密切相关,富含二氧化碳的天然气田也常聚集于含煤盆地,我们还可通过二氧化碳气藏研究地球气候变化、了解地球碳循环过程,对于未来的油气勘探及预测有很大的启示作用。