CO2在水—原油体系中的分子扩散规律及仿真模拟

来源：石油科学通报杂志2022年第4期北京时间：

作者：柴晓龙；田冷；王嘉新；徐文熙；杨明洋；王建国

单位：中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室,北京 102249;中国石油大学(北京)石油工程学院,北京 102249%北京九恒质信能源技术有限公司,北京 100024

摘要：CO2扩散具有促进原油膨胀降黏的特点,对提高CO2驱油效果起到重要作用.然而,在常用的CO2—水气交替驱中,目前对于CO2传质扩散的研究未考虑水段塞对CO2在水—原油体系中传质扩散的影响.针对该问题,本文开展了CO2在水—原油体系中的扩散实验,考虑超临界状态的CO2动态压缩因子,建立了CO2扩散系数计算新模型.同时,研究了CO2在水—原油中的扩散规律,并重点分析了水段塞、不同开始时间和对流对CO2在水—原油体系中扩散规律的影响.结果表明:校正后的CO2在原油和水中的扩散系数分别为1.17×10-9 m2/s和0.44×10-9 m2/s.CO2在水—原油体系中扩散分为在原油中扩散和在水段塞中扩散.在原油中扩散时,分子扩散初期,短时间内受对流的影响,造成压力下降速度大,随后主要受浓度扩散的影响,压力下降缓慢;在水段塞中扩散时,分子扩散不受对流的影响,CO2浓度差小,且CO2在水中的溶解度小于在原油中的溶解度,使得压力下降慢,压力变化速率变小;不同开始时间,压力下降速度不同,CO2的扩散传质速度随之发生改变.

关键词：CO2扩散,CO2—水气交替驱,水段塞,扩散模型,扩散系数,扩散传质机制