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

来源：石油学报, 2021, 42(01): 64-72.

• 扩散传质
• 致密油
• 扩散系数
• 试错法
• 扩散前缘
• 界面特征

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。

• 单位
  新疆油田公司; 油气藏地质及开发工程国家重点实验室; 西南石油大学