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在日益严重的能源需求与环境保护的双重压力下,对温室气体的减排和能源的高效开采利用展开深入研究,具有重要的现实意义。CO2驱油是一项既可以提高油田采收率,又可以实现CO2地质封存的一举两得的技术,具有良好的应用前景。在CO2注气驱的过程中,CO2溶于原油更多是依靠分子的缓慢扩散作用。气体在油藏条件下含液多孔岩石中的扩散系数,将影响气体的扩散速率,油气混溶情况等相关工况。在CO2-EOR(提高采收率)项目和CO2地质封存过程中,扩散系数的测定对于工程设计,风险评估,经济评价和性能预测是十分有必要。本文对双室压力衰减法进行改进,结合MRI技术开发一种新的扩散系数测定方法,除了可以实现传统扩散系数实验方法从宏观上计算扩散系数的功能,还可以在微观层面对驱替气在大体积状态和多孔介质内的扩散过程实现直观可视、快速实时的监测。利用该实验系统测定了相同温度不同压力下CO2与大体积癸烷的扩散系数,实验结果表明,24℃下,CO2在大体积癸烷中的扩散系数随实验压力的升高而升高,与文献中的趋势一致,这是由于当压力提高时,分子动能随之增加,液相的粘度并未明显提高。每组实验的初始压力与平衡压力之间的差值接近,表明气体扩散到液体里的量即扩散通量受压力影响较低,而是跟气液本身的性质有关。利用MRI技术采集了样品扩散过程中的纵向自旋密度图。利用传统方法体积法测定了填砂模型多孔介质的孔隙度,分别用CT实验结合随机漫步法和经验公式法获得了填砂模型的迂曲度值,并进行了比较。对于各向同性的填砂模型多孔介质,砂子粒径越大,就越接近于大体积,实际孔隙通道弯曲的程度越小,迂曲度也就越小在已获得的多孔介质参数基础上,对CO2在癸烷饱和多孔介质中的扩散系数测定进行了研究。测得了24℃下3种砂子在4个不同压力点下的扩散系数,结果表明,CO2在癸烷中的扩散系数随迂曲度的增大而减小,受吼道结构影响明显。本文确立了利用双室压力衰减法结合核磁共振成像技术测定驱替过程中扩散系数的有效性,为深入分析研究CO2在大体积油及油饱和多孔介质中的扩散过程提供了重要的实验方法和分析思路。