二氧化碳溶解气对原油粘度的影响

利用高温高压油-气-水混合液粘度测量装置对原油及含二氧化碳气原油的粘-温特性进行了实验研究，测量了不同气油比条件下油-气混合液的粘度，分析了二氧化碳溶解气对原油粘度的影响。结果表明，在相同压力下，原油及其混合液粘度与温度存在指数关系，原油粘度与压力基本呈线性关系。在同-温度下，油-气混合液的粘度在达到泡点压力之前随着压力的升高而降低；在达到泡点压力之后，随压力的升高而增大；油-气混合液的粘度随气油比增加而减小；油-气混合液的泡点压力随着含气量的增加和温度的升高而增大。     

稠油CO2混相体系性质研究

针对CO2在稠油开采过程中所起的作用,在室内对稠油CO2混相体系性质进行了研究。结果表明,在相同的温度下,随着压力的增高,原油对CO2的溶解度增大;同样压力的情况下,温度越高CO2的溶解度减小;CO2在油水系统油中所溶解的比例,随温度、压力的升高而减小,随含水量增加而下降;在温度一定的条件下,原油的黏度降低幅度随着压力增加、CO2溶解度增大而增大。     

CO2在超稠油中的溶解特性实验

考察了CO2在不问含水率的超稠油油包水乳状液中的溶解度及不同溶解度下超稠油的体积系数、密度、粘度。结果表明：CO2在胜利油田郑411西区超桐油中的溶解度随压力的升高而增大,但远小于普通原油,超桐油的体积系数随溶解CO2量的增加而线性增加,密度却与之相反;饱和压力较低时温度越高超稠油溶解CO2的能力越弱,但饱和压力较高时与之相反;温度升高溶解CO2的超稠油体积系数略有增大,但密度有所减小;含水率升高超稠油溶解CO2的能力减弱,相同溶解度下超稠油体积系数减小而密度增大;超稠油溶解CO2后粘度急剧降低,且原油含水率越高CO2降粘效果越好。     

辽河探区西部凹陷原油溶解气逸出及其成藏意义

通过辽河探区西部凹陷原油溶解气油比变化特征及其与原油密度关系,分析了原油溶解气逸出量分布与油气成藏的关系.原油溶解气油比一般随深度增加而增大,随深度变浅而降低,与原油密度有较好的相关性.依据原油密度与原油溶解气油比相关的数学模型确定了单位质量原油溶解气逸出量及其分布特征.凹陷内部的单位质量原油溶解气逸出量相对较小,但保存条件好,有利于气藏的形成;而凹陷边缘单位质量原油溶解气逸出量一般较高,但保存条件差,对天然气成藏不利.     

致密砂岩油藏CO2驱油提高采收率机理

为研究致密砂岩油藏CO_2驱油提高采收率机理,设计室内CO_2溶解性测试实验、黏度测试实验、高压PVT(压力-体积-温度)实验,并结合致密油CO_2驱现场试验数据,分析了CO_2在油水中的溶解与扩散性能和注CO_2后原油性质变化规律。得出以下结论:CO_2在水和油中的传质扩散系数和平衡溶解度都随压力增大呈线性增加。在油水两相共存情况下,CO_2的有效传质扩散系数降低96%。注CO_2后原油黏度大幅度降低,流动性明显增强。随着CO_2注入体积分数增加,原油密度降低,泡点压力增大,CO_2在原油中的溶解度上升,重质组分沉淀量也随之增加。同一体积分数下,随着CO_2注入压力升高,原油黏度降低、密度降低、重质组分沉淀量增加。实验结果可以为致密砂岩油藏CO_2驱油提供指导。     

原油的变温核磁共振弛豫特性实验研究

随埋藏深度的不同,地下原油温度有很大的变化,造成其核磁共振(NMR)弛豫特性差别较大.利用2 MHz核磁共振谱分析仪器,对选取的不同粘度的脱气原油样品,测量了5种不同温度下原油样品的NMR弛豫时间.结果表明,随温度升高,同一油样的弛豫速度变缓,弛豫时间增大,弛豫时间谱有规律地右移,但横向弛豫时间T2和纵向弛豫时间T1随温度的变化速度有所不同.随粘度降低,不同油样弛豫时间谱有规律地向右移动,说明原油中长弛豫组分增多,而短弛豫组分减少,弛豫时间逐渐增大.低粘度原油的纵向弛豫时间T1和横向弛豫时间T2近似相等,且在双对数坐标系下与粘度、粘度与温度比值呈反比关系;高粘度原油的T1和T2不同,其T1/T2值随粘度与温度比值的增加而增大.     

原油的变温核磁共振弛豫特性实验研究

随埋藏深度的不同,地下原油温度有很大的变化,造成其核磁共振（NMR）弛豫特性差别较大。利用2 MHz核磁共振谱分析仪器,对选取的不同粘度的脱气原油样品,测量了5种不同温度下原油样品的NMR弛豫时间。结果表明,随温度升高,同一油样的弛豫速度变缓,弛豫时间增大,弛豫时间谱有规律地右移,但横向弛豫时间T2和纵向弛豫时间T1随温度的变化速度有所不同。随粘度降低,不同油样弛豫时间谱有规律地向右移动,说明原油中长弛豫组分增多,而短弛豫组分减少,弛豫时间逐渐增大。低粘度原油的纵向弛豫时间T1和横向弛豫时间T2近似相等,且在双对数坐标系下与粘度、粘度与温度比值呈反比关系;高粘度原油的T1和T2不同,其T1/T2值随粘度与温度比值的增加而增大。     

西五二挥发性油藏注氮和富气驱室内评价研究

选用柯428井分离器油气样按目前压力等于泡点压力进行配样,用柯233井的储层实际岩心进行了长岩心测试注氮气和烃类气评价,膨胀试验、细管试验及不同注入气对岩心驱替效率的影响研究。研究表明:注氮气比注烃类气更易使泡点升高,膨胀能力不如烃类气强;所选烃类气、氮气和原油在目前地层压力下均不能混相;岩心试验表明烃类气越富或注入压力越高均会明显影响注气后的最终驱油效率,同目前油藏衰竭式开采相比,注N2可提高驱油效率6.08%,注富气可提高18.8%~21.31%,表现出较强的注气潜力。     

高温高压CO2/原油界面张力及对驱油效率影响

在油藏温度下,采用ADSA(axisymmetric drop shape analysis)技术测定了不同压力下CO_2/原油动态界面张力和平衡界面张力。界面张力实验发现:原油与超临界CO_2接触的初始阶段存在强烈的扩散作用,原油中的轻质组分被超临界CO_2溶解抽提,并且随着压力的增加,这种溶解抽提作用增强;实验压力范围内,动态界面张力经过25~50 s左右可以达到一稳定值,当P≤19.998 MPa时,动态界面张力曲线波动较大,而当P≥19.998 MPa时,动态界面张力曲线基本保持不变。驱替实验结果表明:CO_2原油体系的平衡界面张力与气驱采收率之间存在关联关系:(1)随着压力升高,体系的平衡界面张力降低,气体突破时的驱油效率和气驱最终驱油效率升高;(2)压力增加到一定值后,体系平衡界面张力降低幅度减小,两种驱油效率增加的幅度也减小;(3)随着压力升高,气驱最终驱油效率与气体突破时的驱油效率之差增大。     

落球黏度计对QK17-2油田原油黏温的影响

利用高温高压落球黏度计和高温高压转配样装置对QK17-2油田原油黏温特征进行了室内实验研究,分别测量了不同温度、不同压力条件下该油田原油和油水混合物的黏温及油藏条件下注入不同氮气量时油气混合液的黏温。研究结果表明,高含蜡导致QK17-2油田原油在一般高温下黏温异常增高,偏离黏温指数曲线;油水混合液的黏温随含水率变化存在极大值;注氮气达气油比为20以后,降黏效果不明显。     

低渗透油藏气驱“油墙”物理性质描述

搞清地层流体物理性质是科学管理油藏的重要前提,注气开发也不例外。基于简化实际气驱过程的"三步近似法"、物质平衡原理和相态基本原理等概念,将"差异化运移"和"加速凝析加积"两种气驱"油墙"形成机制与挥发油藏和凝析气藏开发实际经验和相态实验评价方法相结合,首次得到见气见效阶段"油墙"的溶解气油比、泡点压力、密度、地下黏度和体积系数等关键物性参数计算方法。用于国内多个二氧化碳驱开发试验项目呈现了很好的适应性,发现混相/近混相CO_2驱"油墙"泡点压力比原状地层油的泡点压力约高4.0~6.0 MPa,溶解气油比要比地层原油升高40~60 m~3/m~3;为注气开发油藏见气见效后油墙集中采出阶段生产井工作制度确定和采油工艺优化提供了主要理论依据。     

低渗透煤层注入超临界二氧化碳渗透性试验研究

为了提高低渗透煤层中煤层气的采收率,利用煤岩体典型的双重介质结构特征和超临界CO2具有表面张力为零、粘度低、扩散度和溶解能力强的特性,对超临界CO2注入低渗透煤层煤样的渗透性规律进行试验研究。结果表明：在超临界状态下,煤样渗透率和渗透系数均随有效体积应力的增大呈负指数递减;渗透率随孔隙压力的增大呈指数变化规律,趋势受粘度和孔隙压力之间关系的影响;渗透系数随孔隙压力的增加呈正指数递增规律;渗透率和渗透系数均随温度的升高呈负指数降低规律。此外,在注入超临界二氧化碳后,煤样的宏观和微观上均发现大量网状裂隙带和孔隙带,对提高低渗透煤层渗透性具有良好的效果。     

CO2对曲塘区块地层油高压物性影响研究

CO_2能有效降低原油黏度、溶解储层中的胶质、提高储层渗透率,对开采低渗、特低渗透油藏有很好的应用前景;而研究CO_2对地层油高压物性的影响具有重要指导意义。针对曲塘区块这一典型低渗透油藏,采用PVT地层流体分析仪,测定了张3B井地层油溶有不同气量CO_2后的高压物性。结果表明:随地层油中溶解CO_2增多,泡点压力及体积系数大幅升高、地层油密度减小。当CO_2溶解度为44 m3(标)/m3时,泡点压力与CO_2溶解度的关系曲线出现拐点呈"凸"型,说明溶有大量CO_2的地层油对后续注入CO2的溶解起到了促进作用。当压力高于泡点压力时,体积系数和密度与压力呈很好的线性关系,体积系数曲线的斜率(绝对值)、截距与CO_2溶解度呈正比;而密度曲线呈反比。此外,CO_2对地层油具有很好的降黏效果,当CO_2溶解度为83 m3(标)/m3时,其降黏率达到了38%。     

超临界二氧化碳环境下PET聚酯的物理性能分析

 以PET(对苯二甲酸乙二醇酯)为对象,研究了超临界二氧化碳状态下体系温度和压力对原料物理性能的影响.通过TA Universal Analysal 2000热分析仪(DSC)表征样品的玻璃化转变温度(t_g),熔点(t_m)和结晶度;通过自动黏度测定仪表征样品的特征黏度();通过红外光谱仪(FT-IR)分析样品结构变化情况.结果表明,在超临界温度为130 ℃、超临界压力为20 MPa时,样品的t_g、t_m、最低,结晶度从原料的28%降到了23%,能使CO₂最大量地分析扩散进入材料中,最适宜溶胀发泡.红外表征结果表明样品分子结构没有变化,说明超临界CO₂没有与PET发生化学反应,物理参数变化由CO₂扩散进入材料分子链中引起的结晶度的变化而产生.     

陈373块薄层稠油油藏N2和CO2补充地层能量可行性研究

为探索N2、CO2对稠油物性参数的影响规律,采用室内实验与数值模拟相结合的方法。实验测定注入N2、CO2后地层条件下稠油体积膨胀系数、黏度、溶解系数等物性参数,并利用CMG油藏数值模拟软件进行CO2、N2补充地层能量的数值模拟研究。研究结果表明,在一定的温度和所测压力范围内,CO2和N2在陈373块稠油中的溶解度、体积膨胀系数均随压力的升高而升高,且CO2的溶解性能、膨胀幅度均优于N2;随压力的增大,溶解气体后原油黏度呈下降趋势,且CO2的降黏效果优于N2;在油藏压力12 MPa下,N2的溶解可使原油的黏度下降23.58%,CO2溶解可使原油黏度下降74.96%。注CO2吞吐、N2吞吐和蒸汽吞吐的平均周期产油量由高到低依次为788.5 t、419.9 t和266.7 t,因此CO2吞吐的周期产油效果最高;从保持地层能量来看,在同一井筒范围(20 m)CO2的吞吐的油藏压力降幅最小,对补充地层能量的效果最好;从经济效益来看,N2吞吐的经济效果最高、CO2吞吐次之,蒸汽吞吐已无经济效益。     

钢液/（N2、H2）过饱和体系中气泡生长的数值分析

采用水/CO2体系模拟研究钢液/( N2、H2)过饱和体系中气泡生长动力学行为，分别建立水溶液和钢液中气泡形核长大机理模型。基于三种不同的气泡生长数学模型，分别研究水/CO2和钢液/( N2、H2)体系数学模型中气泡生长动力学，并采用水模型实验数据对数学模型进行验证。分析钢液/( N2、H2)体系前期和后期处理压力以及钢液深度等因素对气泡生长的影响。研究表明：采用气泡浮选去除夹杂物技术时，前期处理压力对气泡生长有显著促进作用；后期处理压力对气泡生长有阻碍作用，随着后期处理压力的升高影响逐渐加强；钢液深度对气泡生长有阻碍作用，随着钢液深度的增加影响逐渐减弱；相比氮气，钢液中氢气气泡析出长大更快。     

低渗储层全直径岩心对CO_2相变影响的实验研究

为了研究储层孔隙介质对CO2注入地层后相态的影响情况,建立了真实岩心中相变的超声波测试方法.对比CO2在低于临界温度26.0℃和高于临界温度48.0℃两种情况下,分别在超声波测试装置、空筒、DBRPVT分析装置中的相变情况.对比可以得出:①在临界温度以下,孔隙介质的存在对CO2相变点的影响不大;②临界温度以上时,孔隙介质的存在使CO2的p-V关系曲线的拐点值有比较大的降低,从空筒中测试的10.89 MPa降到5.51 MPa;③温度对CO2在孔隙介质中的p-V关系曲线的拐点的影响比较小;④超声波在测试孔隙介质中CO2的相变点时,振幅变化比较明显,时差的变化比较小.     

基于状态方程的溶解气回注油藏物质平衡计算方法

传统物质平衡方法计算溶解气回注的过程中,油气体积系数和溶解气油比等物性参数难以准确测定,当分离器温度、压力等计算条件变化时又需重新进行高压物性实验,过程繁琐且成本较高。针对以上问题,从物质平衡原理出发,分别在油藏压力高于和低于饱和压力条件下推导出物质的量形式的溶解气回注物质平衡方程,同时给出油藏采出程度和含油饱和度表达式;结合PR状态方程和闪蒸计算方法编制了相应的程序,预测了实际油藏地层压力和平均流体饱和度等开发动态特征,并运用组分模型对计算结果进行验证。结果表明：该物质平衡方法能够准确预测溶解气回注开发特征;对于异常高压油藏,原油主要的可采储量来自弹性气驱开发阶段,应保持地层压力高于原油泡点压力。     

Experimental study of n-heptane ignition delay with carbon dioxide addition in a rapid compression machine under low-temperature conditions

The ignition delay of n-heptane homogeneous charge compression ignition(HCCI) combustion under high levels of carbon dioxide addition was quantitatively measured at elevated pressure from low to intermediate temperatures in a rapid compression machine.The experiments were conducted in the compressed temperature range 613-750 K.Both the compression ratio and fuel/air equivalence ratio were varied to investigate their effects on the ignition delay of n-heptane.Carbon dioxide was subsequently added to study the influence of the carbon dioxide level on the ignition delay of n-heptane under low-temperature conditions.It was found that carbon dioxide had different effects on the two-stages of ignition delay of n-heptane under low-temperature conditions:the concentration of carbon dioxide had little effect on the first-stage ignition time;a certain concentration of carbon dioxide accelerated the first-stage ignition but had a significantly larger impact on the second-stage ignition delay,thus increasing the overall ignition delay time.The results also showed that the first-stage ignition delay of n-heptane is only a function of temperature under low-temperature conditions.The mass of n-heptane in the combustible mixture,the equivalence ratio,and the pressure at the top dead center had little effect on the first-stage ignition time of n-heptane.     

低渗透性煤层注液态CO2置换驱替CH4试验

针对低渗透性煤层瓦斯难以抽采的问题,结合液态CO_2低温、低黏、渗流阻力小、相变增压等特性,提出低渗透性煤层注液态CO_2置换驱替CH_4技术。在韩城矿区桑树坪二号井开展煤层注液态CO_2置换驱替CH_4工业性试验,开发了压注工艺系统,确定了压注关键性参数,判定了CO_2置换驱替CH_4技术效果。试验结果表明:液态CO_2压注时压力呈现波动特性,起始升压速率较快,达到2.5MPa左右时趋于稳定;压注管路瞬时流量为0.6~1.4m~3/h,累计压注液态CO_2为6.0m~3;以压注过程中检验孔内CO_2体积分数为指标,判定试验有效影响半径达到18m。试验区域瓦斯抽采体积分数是原始体积分数的2.5倍,抽采纯量是原始纯量的3.5倍,相比瓦斯抽采效率提高。