分子模拟法分析SC-CO2影响油藏润湿性研究

分子模拟法分析SC-CO2影响油藏润湿性研究

分子模拟法分析-2影响油藏润湿性讨论:超临界二氧化碳-2具有良好的应用特性,可适用特别规油藏开采,但对超临界二氧化碳基础讨论特别薄弱,通过分子模拟技术能够供应分子之间相互作用过程的具体信息,以讨论-2对岩石表面润湿行为的影响;通过对石英表面的密度分布、岩石表面润湿性和能量等参量分析,对-2地层水岩石的作用机制讨论,可以获得-2对地层润湿行为的影响规律,揭示-2对储层岩石表面润湿行为的影响。

:超临界二氧化碳-2;分子模拟;岩石表面润湿性-212.,,,,,163000:-2,,,-2;,-2,-2;-:-2;;,呈现出液体、气体、固体等状态变化,在特定的温度、压力条件下,会消失液体与气体界面消逝的现象,该点被称为临界点,温度及压力均处于临界点以上的液体叫超临界流体,简称[1]。

2的临界温度、临界压力比较低、,因此超临界二氧化碳-2是常用的超临界流体[2]。

在油田开采方面,由于超临界二氧化碳-2具有溶解性、集中性以及粘度小等诸多优点,可有效地提高储层采收率[3],因此超临界二氧化碳驱已经尝试应用,例如大庆油田、吉林油田都曾做过现场试验,其他油田也做出相应的可行性讨论[4],然而相对来说,针对超临界二氧化碳在地层中吸附、驻留及流淌理论等方面的基础讨论特别薄弱,采纳分子动力学模拟可有效地分析超临界流体性能[5]。

分子动力学模拟是从经典力学动身,通过讨论微观状态下的粒子在不同系综的运动方程,计算体系的构型积分,并以构型积分的结果为基础进一步计算体系的热力学量,从而得到体系的宏观特征和基本运动规律[6]。

可应用于模拟聚合物驱油、化学剂分布、以及各种分子层面驱油增产机理,润湿性是影响原油采收率一个重要参数,-2注入油藏中影响地层水的润湿行为,但对地层水润湿行为影响的机理薄弱,而运用分子模拟法可计算分子之间相互作用过程的具体信息[7]。

,关系如图1所示;物理模型为岩石分子间-2与地层水混相,对-2润湿性讨论范围限定为砂岩狭缝内的微观吸附结构,通过分析固-液-气三者之间的静电力、范式力以及氢键等因素,来确定岩石表面电荷的电荷量变化,进而获得润湿性变化[8]。

超临界二氧化碳-2润湿性的物理模型如图1所示。

图1超临界二氧化碳-2-2采纳分子动力学模拟方法讨论-2对地层水在岩石表面润湿行为的影响,通过质心高度、润湿角和能量等参量分析-2对地层水润湿行为的影响规律,以反映-2地层水岩石的作用机制;从分子水平上揭示-2对地层水在储层岩石表面润湿行为的影响机理[9]。

对-2润湿讨论分析采纳软件包中的模块实现,力场,范德瓦尔斯作用势作用采纳-方法,库仑作用采纳求和方法,采纳正则系综的分子动力学模拟,模拟温度设为353,温度掌握采纳热浴法。

-2在石英表面的密度分布规律讨论-2在石英表面的密度分布有助于推断-2分子在石英表面与水团簇分子融合过程中的相互影响,并推断岩石表面-2分子富集机理[10]。

如图3所示模拟的是-2分子与水分子在石英表面分布状况,时间跨度为0-900范围内,距离石英表面16,-2分子随着时间渐渐在石英表面增加过程的剖面图。

图3水分子和-2分子在石英表面分布蓝色表示2分子-22图4所示-2在石英表面的密度分布,下图所示为时间跨度为0-1500范围内,距离石英表面不同高度的-2分子的密度分布。

图4--2水分子直径为1,-,依据计算模拟结果可以看出在岩石表面的-2分子在岩石表面聚集量渐渐增加至最高15-,后又降低至稳定状态。

分析缘由是在岩石表面为亲水表面,会形成“水膜”,在岩石表面15范围内不存在-2分子;而-2分子在岩石表面聚集量渐渐增加过程可以解释为-2对水团簇的作用,-2可以将强亲水石英表面的水分子层破裂为多个水团簇,增大了-2在石英表面的吸附量,有效地降低了石英表面-2的泄漏。

-2在岩石表面作用能及氢键数目分析通过模拟-2-水团簇-石英的相互作用能及各分子内部氢键数目,可讨论-2在岩石表面润湿行为,若-2能降低岩石表面的作用能并降低水团簇-石英表面的氢键数目,无疑会更简单剥离黏附于岩石表面的石油[11-14],计算获得的数据如下图所示。

图5-2-水团簇-石英的相互作用能5-2-–依据计算结果,发觉随着时间推移,2-水团簇与水团簇-石英相互作用能增大,表明-2与水团簇相互作用以及-2与石英表面相互作用增大,导致水团簇与石英表面的作用力量降低。

图6水团簇2-水团簇-石英三者之间能量的变化,随之影响石英表面的亲水性。

依据试验结果,发觉水团簇-石英表面的氢键数目降低,表明石英表面亲水性降低由于测试对象非油液两相,亲水性的增加不代表岩石表面亲油性增加。

其中450-750水团簇-石英表面的氢键增加是由于-2分子开头在岩石表面吸附,与水团簇相互作用,增加了岩石表面的水团簇数量。

-水-石英体系润湿角随压力变化压力是影响-2分子性质的重要因素,压力对-2分子影响的最直接就是随着压力增大,-2密度也随之增大,相应也会影响-2-水-石英体系润湿角变化[14-16]。

下图所示的为不同-2密度压力下水团簇在石英表面的结构图以及2-水-石英体系润湿角随压力变化。

图8不同-2密度压力-2图9-2-水--2--岩石表面润湿角随着压力密度增大而增大,随后趋于一个常数值,但是在10压力下会高于纯水体系的润湿角。

石英表面的润湿角增大,证明其亲油性随之降低,考虑到油藏压力多大于10,因此在油藏储层中采纳2驱增产具有可行性。

结论-2可以将强亲水石英表面的水分子层破裂为多个水团簇,增大了-2在石英表面的吸附量,有效地降低了石英表面2分子的泄漏。

-2-水团簇与水团簇-石英相互作用能增大,表明2与水团簇相互作用以及2与石英表面相互作用增大,导致水团簇与石英表面的作用力量降低,水团簇-石英表面的氢键数目降低,石英表面亲水性会降低。

岩石表面润湿角会随着压力密度增大而增大,在油藏条件下,-2-水-石英体系润湿角会高于纯水体系的润湿