CO2在油飽和多孔介質(zhì)中的擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、在日益嚴(yán)重的能源需求與環(huán)境保護(hù)的雙重壓力下，對(duì)溫室氣體的減排和能源的高效開(kāi)采利用展開(kāi)深入研究，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。CO2驅(qū)油是一項(xiàng)既可以提高油田采收率，又可以實(shí)現(xiàn)CO2地質(zhì)封存的一舉兩得的技術(shù)，具有良好的應(yīng)用前景。在CO2注氣驅(qū)的過(guò)程中，CO2溶于原油更多是依靠分子的緩慢擴(kuò)散作用。氣體在油藏條件下含液多孔巖石中的擴(kuò)散系數(shù)，將影響氣體的擴(kuò)散速率，油氣混溶情況等相關(guān)工況。在CO2-EOR（提高采收率）項(xiàng)目和CO2地質(zhì)封存過(guò)程中，擴(kuò)散系數(shù)的測(cè)

2、定對(duì)于工程設(shè)計(jì)，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)和性能預(yù)測(cè)是十分有必要。
　　本文對(duì)雙室壓力衰減法進(jìn)行改進(jìn)，結(jié)合MRI技術(shù)開(kāi)發(fā)一種新的擴(kuò)散系數(shù)測(cè)定方法，除了可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)擴(kuò)散系數(shù)實(shí)驗(yàn)方法從宏觀上計(jì)算擴(kuò)散系數(shù)的功能，還可以在微觀層面對(duì)驅(qū)替氣在大體積狀態(tài)和多孔介質(zhì)內(nèi)的擴(kuò)散過(guò)程實(shí)現(xiàn)直觀可視、快速實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)。
　　利用該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)測(cè)定了相同溫度不同壓力下CO2與大體積癸烷的擴(kuò)散系數(shù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，24℃下，CO2在大體積癸烷中的擴(kuò)散系數(shù)隨實(shí)驗(yàn)壓力的升

3、高而升高，與文獻(xiàn)中的趨勢(shì)一致，這是由于當(dāng)壓力提高時(shí)，分子動(dòng)能隨之增加，液相的粘度并未明顯提高。每組實(shí)驗(yàn)的初始?jí)毫εc平衡壓力之間的差值接近，表明氣體擴(kuò)散到液體里的量即擴(kuò)散通量受壓力影響較低，而是跟氣液本身的性質(zhì)有關(guān)。利用MRI技術(shù)采集了樣品擴(kuò)散過(guò)程中的縱向自旋密度圖。
　　利用傳統(tǒng)方法體積法測(cè)定了填砂模型多孔介質(zhì)的孔隙度，分別用CT實(shí)驗(yàn)結(jié)合隨機(jī)漫步法和經(jīng)驗(yàn)公式法獲得了填砂模型的迂曲度值，并進(jìn)行了比較。對(duì)于各向同性的填砂模型多孔介質(zhì)，

4、砂子粒徑越大，就越接近于大體積，實(shí)際孔隙通道彎曲的程度越小，迂曲度也就越小。
　　在已獲得的多孔介質(zhì)參數(shù)基礎(chǔ)上，對(duì)CO2在癸烷飽和多孔介質(zhì)中的擴(kuò)散系數(shù)測(cè)定進(jìn)行了研究。測(cè)得了24℃下3種砂子在4個(gè)不同壓力點(diǎn)下的擴(kuò)散系數(shù)，結(jié)果表明，CO2在癸烷中的擴(kuò)散系數(shù)隨迂曲度的增大而減小，受吼道結(jié)構(gòu)影響明顯。
　　本文確立了利用雙室壓力衰減法結(jié)合核磁共振成像技術(shù)測(cè)定驅(qū)替過(guò)程中擴(kuò)散系數(shù)的有效性，為深入分析研究CO2在大體積油及油飽和多孔介質(zhì)中