[发明专利]针对CO2

说明书

本发明提供一种针对CO₂在油水同时存在情况下的扩散传质的计算方法，包括：步骤1，对CO₂在油水两相中的扩散阶段进行划分；步骤2，建立CO₂在油水两相中扩散的不同扩散阶段的数学模型；步骤3，根据物质守恒定律，建立CO₂在油水两相中扩散系数关系式；步骤4，进行数学模拟得到CO₂浓度分布以及压降曲线；步骤5，建立微观扩散过程的压降模型；步骤6，进行CO₂在油水相体系中扩散实验；步骤7，计算得出CO₂在油相中的有效扩散系数D_o和水相的有效扩散系数D_w。该计算方法所求得的二氧化碳在饱和原油岩心中的有效扩散系数能较为准确的反映实际的扩散过程，更能真实模拟地下扩散情况，为现场方案设计提供指导。

技术领域

本发明涉及油田开发技术领域，特别是涉及到一种针对CO₂在油水同时存在情况下的扩散传质的计算方法。

背景技术

致密油储层物性条件差，孔隙结构复杂，广泛分布纳米级孔隙，非均质性较强，流体可动用性差、自然产能低，提高采收率是致密油开发面临的首要问题。但常规水力压裂难以实现经济有效开发。研究表明，CO₂增能压裂可以在实现压裂改造储层物性的同时，较好的实现降黏、膨胀及混相，从而有效补充能量，提高致密油采收率。

针对致密油储层中CO₂增能压裂技术，国内的相关研究仍较少。致密油储层CO₂增能压裂技术在实现储层改造的同时，在改善储层的特性，如润湿性、补充能量等方面都有着较好的作用。研究表明，CO₂增能压裂后，水湿性储层润湿性由亲水改善为强亲水，有利于原油在多孔介质中的流动和残余油的启动，可以降低驱替压力，提高注入效率，改善驱替效果，提高采收率。并且由于CO₂对原油轻质组分的抽提作用，注入CO₂后原油体积膨胀较大，膨胀系数与体积系数增加较多，原油泡点压力上升，并且CO₂溶解于原油中，会大幅降低致密原油的粘度和密度。

CO₂进入地层后，与原油相互作用，受限于储层低孔低渗的物性，CO₂注入地层后通过扩散传质与地层原油发生作用。而目前的大部分相关的扩散研究忽略了CO₂在水相中的研究，而主要讨论在油相中的扩散。实际上，储层中水通常以束缚水的形式与原油同时存在于孔喉之中，水相的存在对扩散和方案设计会产生较大的影响，如影响CO₂的注入速率和注入量设计和原油的膨胀速率等。因此，水相对于CO₂在地层流体中的扩散是不可忽略且影响重大的。

在申请号：CN201410777991.4的中国专利申请中，涉及到一种CO₂从水相向油相扩散过程中扩散系数及平衡浓度的测量方法，将U型管底部水相饱和CO₂，形成饱和碳酸水，U型管a端注入CO₂，b端注入原油，由于，水相中的CO₂向油相扩散，碳酸水中的CO₂不再饱和，从而使气相CO₂溶解在碳酸水中。通过测定CO₂向饱和碳酸水扩散造成的压力变化，结合压降公式即可求出CO₂从水相向油相扩散时的扩散系数以及平衡后CO2在原油中的平衡浓度。