[發明專利]針對CO2

在審

• 申請號: 202110707061.1
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113552024A
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 王增林;陳勇;賈慶升;張潦源;王東英;張子麟;盧娜娜;李愛山;郁登朗
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司石油工程技術研究院
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00;G06F30/20
• 代理公司: 濟南日新專利代理事務所(普通合伙) 37224
• 代理人: 崔曉艷

本發明提供一種針對CO₂在油水同時存在情況下的擴散傳質的計算方法，包括：步驟1，對CO₂在油水兩相中的擴散階段進行劃分；步驟2，建立CO₂在油水兩相中擴散的不同擴散階段的數學模型；步驟3，根據物質守恒定律，建立CO₂在油水兩相中擴散系數關系式；步驟4，進行數學模擬得到CO₂濃度分布以及壓降曲線；步驟5，建立微觀擴散過程的壓降模型；步驟6，進行CO₂在油水相體系中擴散實驗；步驟7，計算得出CO₂在油相中的有效擴散系數D_o和水相的有效擴散系數D_w。該計算方法所求得的二氧化碳在飽和原油巖心中的有效擴散系數能較為準確的反映實際的擴散過程，更能真實模擬地下擴散情況，為現場方案設計提供指導。

技術領域

本發明涉及油田開發技術領域，特別是涉及到一種針對CO₂在油水同時存在情況下的擴散傳質的計算方法。

背景技術

致密油儲層物性條件差，孔隙結構復雜，廣泛分布納米級孔隙，非均質性較強，流體可動用性差、自然產能低，提高采收率是致密油開發面臨的首要問題。但常規水力壓裂難以實現經濟有效開發。研究表明，CO₂增能壓裂可以在實現壓裂改造儲層物性的同時，較好的實現降黏、膨脹及混相，從而有效補充能量，提高致密油采收率。

針對致密油儲層中CO₂增能壓裂技術，國內的相關研究仍較少。致密油儲層CO₂增能壓裂技術在實現儲層改造的同時，在改善儲層的特性，如潤濕性、補充能量等方面都有著較好的作用。研究表明，CO₂增能壓裂后，水濕性儲層潤濕性由親水改善為強親水，有利于原油在多孔介質中的流動和殘余油的啟動，可以降低驅替壓力，提高注入效率，改善驅替效果，提高采收率。并且由于CO₂對原油輕質組分的抽提作用，注入CO₂后原油體積膨脹較大，膨脹系數與體積系數增加較多，原油泡點壓力上升，并且CO₂溶解于原油中，會大幅降低致密原油的粘度和密度。

CO₂進入地層后，與原油相互作用，受限于儲層低孔低滲的物性，CO₂注入地層后通過擴散傳質與地層原油發生作用。而目前的大部分相關的擴散研究忽略了CO₂在水相中的研究，而主要討論在油相中的擴散。實際上，儲層中水通常以束縛水的形式與原油同時存在于孔喉之中，水相的存在對擴散和方案設計會產生較大的影響，如影響CO₂的注入速率和注入量設計和原油的膨脹速率等。因此，水相對于CO₂在地層流體中的擴散是不可忽略且影響重大的。

在申請號：CN201410777991.4的中國專利申請中，涉及到一種CO₂從水相向油相擴散過程中擴散系數及平衡濃度的測量方法，將U型管底部水相飽和CO₂，形成飽和碳酸水，U型管a端注入CO₂，b端注入原油，由于，水相中的CO₂向油相擴散，碳酸水中的CO₂不再飽和，從而使氣相CO₂溶解在碳酸水中。通過測定CO₂向飽和碳酸水擴散造成的壓力變化，結合壓降公式即可求出CO₂從水相向油相擴散時的擴散系數以及平衡后CO2在原油中的平衡濃度。