碳酸水-原油体系中CO2分子的扩散行为

作     者：魏兵 尚晋 蒲万芬 赵金洲 Kadet Valeriy Wei Bing;Shang Jin;Pu Wanfen;Zhao Jinzhou;Kadet Valeriy

作者机构：西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610500 中国石油新疆油田公司百口泉采油厂新疆克拉玛依834000 古勃金国立石油与天然气大学俄罗斯莫斯科119991 

出 版 物：《石油学报》 (Acta Petrolei Sinica)

年 卷 期：2021年第42卷第1期

页      面：64-72页

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 0808[工学-电气工程] 0817[工学-化学工程与技术] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0827[工学-核科学与技术] 0703[理学-化学] 082002[工学-油气田开发工程] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目“基于纤丝纳米材料(CNF)高稳泡沫驱体系的构筑及液膜夹断-分离行为研究”(No.51974265) 国家重点基础研究发展计划(973)项目“陆相致密油高效开发基础研究”(2015CB250900) 国家科技重大专项“缝洞型油藏注气方式和技术政策研究(2016ZX05053-09)”资助 

主　　题：扩散传质 致密油 扩散系数 试错法 扩散前缘 界面特征 

摘      要：CO2分子在油水相间的扩散传质行为对于致密油藏注CO2提高采收率具有重要意义。通过融合实验测定数据和理论扩散模型,利用试错法同时确定了碳酸水-原油二元体系中CO2分子在油、水两相中的扩散系数。重点研究了油水混合体系的初始压力对扩散系数的影响规律,深入探讨了扩散过程中油水相密度、CO2浓度、油水界面移动以及CO2在油相中扩散前缘位置的变化过程。研究结果表明:(1)随着CO2从水相扩散进入油相,碳酸水-原油体系压力增大,60℃下,扩散10 h,初始压力分别为15.39 MPa、19.25 MPa和22.82 MPa(实验1—实验3)体系,压力增加24%~31%;(2)在两相界面附近,水相密度及水相中CO2浓度逐渐降低,而油相密度及油相中的CO2浓度逐渐升高,导致油相体积膨胀,水相体积收缩,两相界面向水相方向移动;(3)初始压力越高,扩散系数越大。实验1—实验3水相和油相中CO2扩散系数的增幅分别为52.0%和9.2%,表明水相中CO2扩散系数对初始压力更敏感;(4)初始压力越高,相同扩散时间内CO2在油相中的扩散前缘运移越远,扩散100 h后,实验1—实验3前缘位置运移距离分别为4.11 cm、4.32 cm和4.43 cm。