多孔介質(zhì)內(nèi)CO2與油相態(tài)變化和滲流特性研究.pdf

1、博士學(xué)位論文多孔介質(zhì)內(nèi)C02與油相態(tài)變化和滲流特性研究ResearchonPhaseBehaviorChangeandSeepageCharacteristicsofC02andOilinPorousMedia學(xué)號：11010咝完成日期：2Q!墨!魚12墨大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)博士學(xué)位論文摘要二氧化碳提高原油采收率(C02EOR)是改善全球環(huán)境和增加國內(nèi)石油能源供給的重要技術(shù)。在

2、C02EOR技術(shù)中，C02與油的最小混相壓力和在多孔介質(zhì)中的滲流特性是影響油采收率的關(guān)鍵問題。傳統(tǒng)的測試方法難以得到多孔介質(zhì)內(nèi)流體在相互作用區(qū)域的速度和過渡帶面積，限制了數(shù)值模擬中這些參數(shù)的確定。本文開發(fā)了多孔介質(zhì)中C02與油相態(tài)和滲流的核磁共振成像(MRI)和X射線CT可視化測量方法，開展了測量C02與油的最小混相壓力、觀測多孔介質(zhì)內(nèi)C02與油的相態(tài)變化和探明近混相驅(qū)替中C02與油的滲流特性等方面的實(shí)驗(yàn)研究。首先，根據(jù)MRI理論和油氣

3、混相原理，提出了測量油氣最小混相壓力(啪)的MRI方法，建立了MRI實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，探索了MRI法測C02與油MMP的可行性。定量測量了C02／正烷烴體系MMP，建立了C02／正烷烴體系MMP的預(yù)測關(guān)系式，獲得了C02／正烷烴體系MMP與平均含碳量的關(guān)系。同時觀測了C02／正烷烴體系在PVT筒中的相態(tài)變化，結(jié)果顯示：壓力升高，C02／正癸烷體系氣液界面按半球形、碟形、平面到消失依次變化；兩相接觸角增大，同時液相體積增大，在接近MMP時膨脹劇烈

4、。建立了多孔介質(zhì)內(nèi)X射線CT相態(tài)變化測試系統(tǒng)，直接觀測了填砂多孔介質(zhì)內(nèi)C02／‘正癸烷體系相態(tài)隨壓力的變化。研究發(fā)現(xiàn)：孔隙越小，氣液灰度差減小的趨勢越緩慢，多孔介質(zhì)減小了油氣相互擴(kuò)散的速度，實(shí)驗(yàn)證明了多孔介質(zhì)對C02／正癸烷體系的最小混相壓力的影響，多孔介質(zhì)的粒徑越小，體系最小混相壓力越高。系統(tǒng)地研究了C02與正癸烷在單管、并聯(lián)管以及填砂和砂巖巖心等多孔介質(zhì)中的近混相滲流特性。闡明了多孔介質(zhì)內(nèi)C02與正癸烷兩相過渡區(qū)域速度和面積隨壓力的

5、變化規(guī)律，為油氣藏開采的數(shù)值模擬研究中參數(shù)的確定提供了有力的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。在單管和并聯(lián)管中，發(fā)現(xiàn)了只有當(dāng)注氣速度大于臨界注氣速度時，C02與油的界面才能向驅(qū)替方向推進(jìn)。在填砂模型中，C02與油的過渡區(qū)域面積隨著壓力的升高逐減小，并在壓力大于等于MMP時減小為一薄層；過渡區(qū)域的速度與體積速度的比值隨著壓力的增大而趨向于一定值。在人造巖心中，正癸烷驅(qū)替效率的拐點(diǎn)對應(yīng)壓力略大于體系在PVT筒中的MMP，進(jìn)一步證明了多孔介質(zhì)對C02／正癸烷體系的最