CO2在油飽和多孔介質(zhì)中的擴散實驗研究.pdf

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

2、定對于工程設計，風險評估，經(jīng)濟評價和性能預測是十分有必要。
　　本文對雙室壓力衰減法進行改進，結(jié)合MRI技術(shù)開發(fā)一種新的擴散系數(shù)測定方法，除了可以實現(xiàn)傳統(tǒng)擴散系數(shù)實驗方法從宏觀上計算擴散系數(shù)的功能，還可以在微觀層面對驅(qū)替氣在大體積狀態(tài)和多孔介質(zhì)內(nèi)的擴散過程實現(xiàn)直觀可視、快速實時的監(jiān)測。
　　利用該實驗系統(tǒng)測定了相同溫度不同壓力下CO2與大體積癸烷的擴散系數(shù)，實驗結(jié)果表明，24℃下，CO2在大體積癸烷中的擴散系數(shù)隨實驗壓力的升

3、高而升高，與文獻中的趨勢一致，這是由于當壓力提高時，分子動能隨之增加，液相的粘度并未明顯提高。每組實驗的初始壓力與平衡壓力之間的差值接近，表明氣體擴散到液體里的量即擴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)采集了樣品擴散過程中的縱向自旋密度圖。
　　利用傳統(tǒng)方法體積法測定了填砂模型多孔介質(zhì)的孔隙度，分別用CT實驗結(jié)合隨機漫步法和經(jīng)驗公式法獲得了填砂模型的迂曲度值，并進行了比較。對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)基礎上，對CO2在癸烷飽和多孔介質(zhì)中的擴散系數(shù)測定進行了研究。測得了24℃下3種砂子在4個不同壓力點下的擴散系數(shù)，結(jié)果表明，CO2在癸烷中的擴散系數(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)測定驅(qū)替過程中擴散系數(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