测量天然气在稠油中扩散系数的新方法

作     者：董明哲 杨泽皓 李亚军 宫厚健 赵心仪 

作者机构：中国石油大学(华东) Department of Chemical and Petroleum EngineeringUniversity of Calgary 

出 版 物：《天然气工业》 (Natural Gas Industry)

年 卷 期：2015年第35卷第11期

页      面：45-53页

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 082002[工学-油气田开发工程] 

基　　金：国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(编号:2014CB239103) 国家自然科学基金项目(编号:51274225 51204197) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(编号:14CX05021A) 

主　　题：甲烷 稠油 传质 扩散系数 动态边界 数学模型 通解 

摘      要：可靠的扩散系数测量方法对于稠油开发中气体注入方案设计、页岩气开发中流动机理研究和天然气成藏保存过程中气体运移方式的确定等都具有重要的意义。为此,提出了一种基于压力脉冲技术在稠油中测量扩散系数的新方法。首先通过压力脉冲实验来记录PVT容器空腔内的甲烷气体向稠油扩散过程中的压力变化,然后根据Fick第二定律和油气界面的动态边界条件建立数学模型,利用模型所得到的解析解对实验数据进行拟合得到相应的扩散系数。通过对数学模型的分析可以发现:在任一时刻空腔内还未流入油相中的气体物质的量与扩散达到平衡时流入油相中总的物质的量的比值,在时间较长时与无因次时间呈线性关系;与其他文献进行比较的结果表明,所建立方法的测量结果合理,并可推测出扩散系数随油相黏度的增加而逐渐减小;动态边界数学扩散模型符合实际气体扩散的物理过程,能准确地测量气体在稠油等有机质中扩散系数的大小。同时,所得到的新扩散系数测量方法还具有实验简便、操作简单、不用分析油相组分的优点。