[發明專利]一種測定二氧化碳-地層水作用生產沉淀量的方法及裝置

有效

• 申請號: 201410394830.7
• 申請日: 2014-08-12
• 公開（公告）號: CN104155405A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 趙東鋒;廖新維;趙曉亮;殷丹丹
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: G01N31/02
• 分類號: G01N31/02
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 姚亮

技術領域

本發明涉及一種測定CO₂-地層水作用生產沉淀量的方法及裝置，屬于石油開采技術領域。

背景技術

CO₂驅是一種非常有效的提高原油采收率的方法，它不但能有效提高原油采收率還能顯著降低溫室氣體排放量；CO₂驅過程中，CO₂與高礦化度地層水作用會產生CaCO₃等沉淀，從而改變儲層物性(如滲透率、孔隙結構等)影響CO₂驅的原油采收率。測定CO₂驅過程中CO₂與地層水作用引起的沉淀量是研究關鍵。目前的CO₂驅實驗研究和數值模擬研究很少考慮CO₂與高礦化度地層水作用會產生CaCO₃等沉淀對儲層物性和采收率的影響，缺少CO₂驅過程中CO₂與地層水作用引起的沉淀量的定量實驗研究。

CO₂溶解于地層水生成碳酸如式(1.1)所示：

CO₂+H₂O→H₂CO₃??????(1.1)

碳酸是弱酸，分兩級電離。

一級電離：

H₂CO₃→H⁺+HCO₃^-??????(1.2)(為碳酸電離主要形式)

二級電離：

HCO₃^-→H⁺+CO₃^2-???(1.3)(電離量非常小，電離度僅是一級電離的10^-3)，CO₂在水中主要以HCO₃^-和H₂CO₃形式存在。

當壓力升高、溫度降低時，CO₂在水中的溶解度增加，CO₂溶于地層水，反應式CO₂+H₂O→H₂CO₃(1.1)，向右方向移動，H₂CO₃增加，從而使反應式H₂CO₃→H⁺+HCO₃^-(1.2)，向右方向移動，H⁺增加，從而使反應式HCO₃^-→H⁺+CO₃^2-(1.3)，向左方向移動，抑制CO₃^2-的生成。

因此CO₂溶解于地層水后，CO₂在水中主要以HCO₃^-和H₂CO₃形式存在，與Ca²⁺生成Ca(HCO₃)₂。

當壓力降低、溫度升高時，CO₂在水中的溶解度降低，CO₂從水中逸出，反應式CO₂+H₂O→H₂CO₃(1.1)，向左方向移動，H₂CO₃減少，從而使反應式H₂CO₃→H⁺+HCO₃^-(1.2)，向左方向移動，H⁺減少，從而使反應式HCO₃^-→H⁺+CO₃^2-(1.3)，向右方向移動，生成CO₃^2-，CO₃^2-與地層中的Ca²⁺生成CaCO₃沉淀。