CO2/油/水体系混相特性及扩散特性的实验研究

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二氧化碳混相驱油技术作为三次采油技术的一种,在提高采收率及温室气体地质埋存方面具有广阔的前景,尤其在对水驱过后的致密油藏采油方面,二氧化碳混相驱受到业界的广泛关注。在此背景下,本文展开了对CO2/油/水体系混相特性及扩散特性的实验研究。本文就二氧化碳混相驱中两个重要参数——最小混相压力和相间扩散系数,展开了重点研究。在最小混相压力的研究中,主要研究了水相对油水体系最小混相压力的影响。使用了动态体积测量法(ODVM),分别测量了CO2/石蜡体系与CO2/石蜡/水三相体系、CO2/C16H34体系与CO2/C16H34/水三相体系在不同温度下的最小混相压力。然后,将三相实验结果与两相结果做比较,并着重比较了三相实验与两相实验最小混相压力点附近的混相特性,分析了温度、压力以及水相存在对油气体系最小混相压力的影响,实验结果与模拟结果相近。在相间扩散系数的研究中,本文使用近几年兴起的新方法——动态悬滴体积法(DPDVA),在传质模型中创新性的引入油气等体积混合假设,最终计算得到了CO2/石蜡混相体系的相间扩散系数,并将实验结果与经验公式结果作比较,对混相条件下油气间的扩散特性进行分析。研究结论如下:(1)对于CO2/C16H34/水三相体系,在27.1℃、40.3℃、55.4℃、70℃时的最小混相压力分别为6.2MPa、7.6 MPa、10.2 MPa和13MPa;CO2/C16H34体系在26℃、40.3℃、55.4℃、70℃时的最小混相压力分别为6.6MPa、8.2MPa、11 MPa和13.6Mpa。研究发现,体系最小混相压力与温度呈正比例关系,两者之间的线性关系良好。CO2/C16H34体系的最小混相压力因水相存在而降低,即水相的存在使得体系最小混相压力点发生前移。(2)对于CO2/石蜡/水三相体系,在19.5℃、40.6℃、61.2℃时的最小混相压力分别为5.8MPa、8.2MPa和10.2MPa;CO2/石蜡体系在21.5℃、40.6℃、61.2℃时的最小混相压力分别为6.4MPa、9MPa和11.8Mpa。与CO2/C16H34/水三相体系结果相同,CO2/石蜡/水三相体系的最小混相压力与温度呈正比例关系,两者之间的线性关系良好。水相的存在降低了CO2/石蜡体系的最小混相压力,使最小混相压力点发生前移。(3)运用等体积混合假设,测定了温度为40.6℃、61.2℃、81.2℃时,CO2/石蜡混相体系的相间扩散系数。发现在温度条件相同时,重质烃不断被提取并参与混相过程,CO2/石蜡体系的扩散系数随压力的增加而呈指数增加。当压力相同时,体系扩散系数随着温度的升高而降低,并发现在高温区域内,温度对扩散系数的影响会减弱。
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