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工程热物理学报 2019年第9期40卷 2170-2175页

作者：杜东兴郑利晨孙芮巢昆翟佩斯利青岛科技大学机电工程学院青岛266061 青岛科技大学地质能源研究院青岛266109

CO2驱油技术在提高原油采收率及温室气体地质埋存方面具有广阔的应用前景,因此CO2/油相体系的混相特性成为目前重要的研究课题.本文选用液体石蜡和正癸烷(C10H22)两种油相,通过测量CO2和油相间的界面张力获得CO2/油相体系的最小混相压力... 详细信息

CO2驱油技术在提高原油采收率及温室气体地质埋存方面具有广阔的应用前景,因此CO2/油相体系的混相特性成为目前重要的研究课题.本文选用液体石蜡和正癸烷(C10H22)两种油相,通过测量CO2和油相间的界面张力获得CO2/油相体系的最小混相压力,并同时利用热力学计算对体系的相平衡特性进行了计算研究。测试结果表明CO2/液体石蜡在系统压力为7.0 MPa时界面张力趋近于0从而达到混相状态,而计算结果也表明当系统压力为7.0 MPa时两相体系的气相分率为0,体系达到混相。CO2/C10H22体系的计算结果则表明在压力为6.5 MPa时两相达到混相状态,计算结果与实验测试结果相符,与文献结果相比误差小于3%。研究结果加深了对CO2/油相体系混相特性及混相机理的理解。

关键词： CO2/油相体系混相特性界面张力测试热力学计算

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CO2/油两相体系相平衡特性的实验测试与计算研究

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作者：孙芮青岛科技大学

学位级别：硕士

CO混相驱油技术在提高原油采收率及温室气体地质埋存方面具有广阔的应用前景,因此CO/油/水体系混相特性研究成为目前重要研究课题。本文利用表面张力消失法(VIT)对CO/油相体系的相平衡特性进行了测试研究,获得CO/油相体系在不同油组分... 详细信息

CO混相驱油技术在提高原油采收率及温室气体地质埋存方面具有广阔的应用前景,因此CO/油/水体系混相特性研究成为目前重要研究课题。本文利用表面张力消失法(VIT)对CO/油相体系的相平衡特性进行了测试研究,获得CO/油相体系在不同油组分、不同温度下的混相压力。同时利用热力学计算方法对CO/油相体系的相平衡特性进行了计算研究。基于计算结果与实验结果的较好吻合,进一步对CO/水体系的相平衡特性进行了计算并获得与文献结果符合较好的结果。最后,本文利用计算方法对CO-水/盐水-油三相体系的相平衡特性进行了计算研究,以期指导工业实践。本文主要得出的结论如下:(1)采用表面张力测试和相平衡状态观测两种方法对CO/油体系的混相特性进行了实验研究。其中在表面张力测试实验中,油相为CH时,分别从26.2°C、47.7°C、58.1°C三个温度进行实验研究,得出体系的混相压力分别在6-7 MPa、8-9MPa、10-11 MPa左右,因此同一油相,随着温度的增大,混合体系的混相压力逐渐增大;当温度为47.7°C,油相为液体石蜡时,实验测得体系混相压力在7-8 MPa左右,与CO-CH体系对比发现,同一温度下,随着体系油相碳原子个的增加,混合体系的混相压力逐渐增大。在相平衡状态观测实验中,清晰地观察到“泡点”出现的过程,且CO/液体石蜡体系的混相压力和表面张力测试实验结果基本一致。(2)CO/油体系混相特性的模拟计算研究中,同实验进行对比,油相为CH,温度分别为26.2°C、47.7°C、58.1°C时,混相压力为6.5 MPa、8.8 MPa、10.3 MPa,和实验结果一致;同文献进行对比,油相为CH、温度分别为20°C、30°C、37.8°C时,混相压力为5.33 MPa、6.53 MPa、7.61 MPa,和文献结果一致,且误差均小于4%。综合实验和文献对比结果可得,本文的模拟计算模型准确。(3)CO/水体系的模拟计算中,模拟结果表明,在同一温度下,随着压力的增大,CO的溶解度不断增大。在同一压力下,随着温度的增大,CO在液相中的百分比逐渐减少,在气相中的百分比逐渐增大,而当温度高于临界温度时,体系在较大压力下会出现“交叉区”。此外,模拟计算结果和文献研究的结果趋势一致,即模拟结果较为准确。(4)在CO-水/盐水-油体系的模拟计算中,模拟结果表明,盐水体系的气相分率和混相压力值均大于纯水体系,且盐水体系中CO在液相的溶解度小,即含盐体系有利于混合体系的气化,但不利于CO在液相的溶解。此外,含盐体系的气相粘度几乎不变,液相粘度先近似相等后增大。

关键词： CO2驱油混相驱替相平衡特性混相特性混相压力

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