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2017年4月12日    
二氧化碳地质封存驱油研究
2012-04-23 00:00  

二氧化碳盐水溶液的密度以及溶解度等基础物性和二氧化碳在原油中的溶解特性是CO2的咸水层封存与驱油强化开采过程中的基础科学问题。本研究方向主要研究

CO2在咸水溶液以及溶解在原油中引起的密度变化、CO2在原油中的溶解度特性,针对目前CO2在咸水溶液以及原油中溶解基础物性方面的数据还不是很完

善,本研究方向主要应用磁悬浮天平系统对CO2溶解在盐水溶液以及原油中密度变化和溶解度特性进行研究,开发了实验室CO2基础物性研究的磁悬浮天平系统,采用

人工配置咸水溶液以及采集实际封存工程场地天然咸水样品,对CO2在咸水样品中的溶解过程进行密度测量和溶解度测量,在大量的实验数据基础上本项目模拟研究领域也已经开

展了大量基础研究,在格子Boltzmann模拟以及CO2溶液相平衡理论方面具有多项研究成果,为后续的相关研究工作开展打下了坚实的实验与模拟研究基础。

二氧化碳咸水层封存溶解与输运特性研究:本研究方向以CO2咸水层封存为研究背景,在实验室尺度内对储层条件下CO2水溶液的密度、溶

解度等基础物性以及在储层中的运移规律进行研究。基于磁悬浮天平实验设备研发了具有自主知识产权的先进实用的CO2水溶液基础物性测试技术,并对CO2、蒸馏水

等进行了预备性实验,实验结果证明实验系统的测量精度能够满足储层条件下CO2水溶液基础物性研究需求,并初步进行了不同CO2质量浓度、不同温度压力条件下CO2水溶液密度的测量,得到了一些初步结论;开发了储层条件下CO2、水运移特性的微观核磁共振测试实验装置,利用该装置对储层多孔介质的骨架结构进行了微观分析。为后续的

相关研究工作开展打下了坚实的实验与模拟研究基础。

二氧化碳驱油强化开采机理与技术研究:CO2驱油强化开采机理与技术研究方向主要是应用开发的CO2驱油核磁共振成像实验系统对人工填

砂岩心以及天然岩心中超临界CO2驱油强化开采过程中的相关驱替机理、多相渗流特性等展开研究,本研究方向主要应用核磁共振成像系统对CO2驱油模拟过程进行微

观可视化研究,开发了CO2驱油的磁共振成像实验系统,对CO2在模拟油中的驱替过程进行进行成像实验,分析驱替过程的驱替前沿移动速度、CO2波及率

以及驱替效率等,并在大量的实验数据基础上本项目模拟研究领域也已经开展了大量基础研究,在格子Boltzmann模拟驱替理论方面具有多项研究成果,为后续的相关研究工作开展打下了坚实

的实验与模拟研究基础。

多孔介质内CO2驱替过程数值方法研究与模拟:黏性指进现象广泛存在于油气开采过程

中,是多相渗流的重要特征之一。指进现象的出现会导致驱替流体的过早突破,使得波及体积减少,导致原油采收率降低。本方向采用LBM方法研究了在单孔隙内以及多孔介质内的非混相驱替

过程中的黏性指进现象。着重考察了在重力影响下的,黏性指进现象的内在机理,不同的影响因素对于流体流动的影响。考察了不同的毛细管数,流体间黏性比和壁面可润湿性对指进形态和

驱替效率的影响。研究发现由于重力的存在,导致指进前缘呈非对称状态,增加流体间的黏度比致使指进现象明显,驱替效率降低。通道表面对指进现象的影响也较为明显,当驱替流体对壁

面是润湿的情况下,指进现象被抑制,驱替效率提高。而当驱替流体对壁面是非润湿的情况下,指进现象被增强,驱替效率降低。驱替时间和表面的可润湿性相关不大。相关成果发表在

Computer&Fluids,Transport in Porous Media, Journal of Bionic Engineering 等国际期刊。

(来源: 实验室)

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