co2作用原油机理

超临界CO2流体是一种高密度气体。从物理性质上,它兼有气体和液体双重特性,即密度高于气体,接近液体;粘度与气体相似,比液体大为减小;扩散系数接近于气体,大约为液体的10100倍,因而具有较好的流动性和传输特性。CO2的三相点温度为-56.56℃,压力为0.52MPa。CO2的临界点温度为30.98℃,临界点压力为7.377MPa。CO2是非极性物质,其分子间的作用力较小。二氧化碳的相态比热随温度和压力的变化动力粘度随温度和压力的变化导热系数随温度和压力的变化密度随温度和压力的变化这种变化特征也正反映了超CO2流体在冷却过程中从“类气体”向“类液体”的转变过程。郑411-平8井原油各主要物性特征变化Pb

(MPa）油气比(m3/m3)体积系数(Bo)溶解系数m3/(m3•MPa)收缩率(小数)地层油密度(g/cm3)压缩系数(*10-4）热膨胀系数(*10-4)2.077.241.0413.53.900.99824.86385.4793.1113.991.0584.515.500.99615.37965.7175.0523.891.0774.747.180.99315.85846.1836.8035.221.0994.799.000.98956.14226.6998.7642.381.1144.8410.210.98736.27147.02312.0659.041.1364.9011.990.98566.3375CO2注入对地层原油饱和压力的影响CO2注入对地层原油体积系数的变化趋势1、CO2对特超稠油高压物性影响研究CO2非常容易溶于特超稠油中，在地层温度和地层压力条件下，气油比能够达到59.04m3/m3（标）。随着CO2溶解量的增加，原油的体积系数增加10%以上，压缩系数增加30%以上，显著增加原油的弹性能量，从而增加油井产量。在地层压力条件下(P=13MPa)粘度和温度的关系在地层压力不同温度条件下粘度随气油比变化曲线原油粘度随着溶解CO2量的增加显著降低，地层条件下，CO2对特超稠油的降粘率达到90%以上，因此，降粘是CO2改善特超稠油开发效果的重要机理。T/℃GOR（(m3/m3)）07.2413.9923.9042.3859.046867427.838824.9715461.26581.933264.371239.348022070.814475.276476.92792.331461.85663.0359510281.64739.862719.51103.22637.77277.991104617.11806.32949.6514.23296.89156.481301591.4637.26382.4222.27144.9976.471、CO2对特超稠油高压物性影响研究地层条件下RCO2=10.31%。根据相似相溶的原理，CO2更容易溶解在非极性的分散介质饱和分与芳香分中，因此，扩大分散介质体积分数。大量的CO2与稠油完全混溶，具有极大的稀释作用，这是导致稠油粘度大幅度下降的主要原因。Bar=30nmCO2

在稠油中RCO21.6%时TEM图片1、CO2对特超稠油高压物性影响研究CO2的相态特征及相图

CO2的临界压力为7.38MPa，临界温度为31.2C。

CO2在超临界状态下具有较好的特性，密度较高，粘度较低。兼有气体和液体的优点，既像气体一样容易扩散,又像液体一样有很强的溶解能力。CO2密度与温度、压力的关系2、CO2对特超稠油萃取实验研究压力为32MPa时CO2/原油体系的油滴压力为32·218MPa时N2/原油体系的油滴不同压力CO2/原油体系中油滴的图像不同压力下CO2/原油和N2/原油体系的平衡界面张力

实验条件萃取比例温度/℃压力/MPa油样重/g萃取物重/g萃取百分比/%6010170.0113.317.83901076.855.937.729015105.0412.3411.75902060.8513.922.84CO2对特超稠油具有较强的萃取能力，90℃、20MPa时萃取量达到22.84%。2、CO2对特超稠油萃取实验研究

萃取压力/MPa四组分含量，%饱和分芳香分胶质沥青质023.6720.2541.1114.961051.2912.1426.2210.341561.6610.7519.098.492068.4515.198.387.97随着压力的增加，萃取物的饱和分大幅度增加，由初始的23.67%增加到68.45%。而芳香分、胶质、沥青质的含量下降，其中胶质的含量大幅度下降。萃取物粘度大幅度下降，50℃时≤20mPa.s。萃取物与初始原油粘度对比

2、CO2对特超稠油萃取实验研究萃取物与原始油样结构参数对比样品名萃取压力（MPa）0101520平均分子量MW382.6323.2307.3314.9氢元素百分含量H%10.111.611.611.7碳元素百分含量C%85.283.986.386.8密度计算值，d4201.03200.96730.96730.9630密度测定值1.00740.92160.9299氢碳原子比，H/C1.41311.64811.60221.6067碳原子摩尔体积MC/d13.9914.8015.1014.88校正后的碳原子摩尔体积(MC/d)c13.6614.4814.9514.78芳碳率fA0.370.180.270.25缩合指数C.I.0.210.170.120.14平均碳原子总数CT27.1422.5822.0822.76总环数R3.882.972.372.61芳香碳数CA10.174.016.045.74芳香环数RA2.040.501.010.93环烷环数RN1.842.471.361.67总之，CO2超临界流体大幅度萃取了特超稠油中的轻质组分。由于稠油油藏多数为高孔高渗，因此，萃取剩余物对储层渗透率的影响相对较小，而萃取的轻质组分可以大幅度提高稠油的产量和采出程度。2、CO2对特超稠油萃取实验研究稠油胶体结构示意图沥青质胶质芳香分饱和分稠油为胶体结构，胶质沥青质形成的胶束为分散相，胶束尺寸为17～19纳米，芳香分和饱和分为溶剂层。特超稠油胶质沥青质含量大于50%，形成的大量胶束间的内摩擦力是高粘度的主要原因。表明CO2可以溶于稠油中，萃取出沥青质、胶质形成的胶束中的部分沥青质和胶质，胶束尺寸显著降低，胶束间相互作用力降低。CO2萃取前后稠油的沥青质胶束尺寸样品名称萃取前沥青胶束尺寸（nm）萃取后沥青胶束尺寸（nm）郑411-P6油样17.514.1在超临界状态下，部分CO2有可能会以小气泡的形式分散在油样中，导致体系体积膨胀，密度降低，粘度下降。CO2注入对地层原油体积系数的变化趋势Pb

(MPa）油气比(m3/m3)溶解度（%）原油粘度（mPa.s）体积系数