CO₂驅(qū)最小混相壓力的影響因素分析

宋文鵬

摘 要： CO2混相驅(qū)油方法被認(rèn)為是現(xiàn)代驅(qū)油技術(shù)中，比較好的提高采收率方法。檢測一個(gè)油藏是否能達(dá)到混相的條件是這個(gè)油藏的地層壓力與最小混相壓力進(jìn)行比較，看是否高于最小混相壓力。如此說來，確定最小混相壓力就顯得很有實(shí)際意義。通過研究最小混相壓力，分析組分、溫度、CO2的不純度對(duì)混相壓力的影響。

關(guān) 鍵 詞：CO2驅(qū)；提高采收率；最小混相壓力；計(jì)算方法；影響因素

中圖分類號(hào)：TE 357 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1671-0460（2016）04-0680-03

Abstract： In recent years， CO2 miscible flooding method is considered as a better enhanced oil recovery method in modern flooding technology. Detecting whether a reservoir to achieve miscible conditions is to compare the formation pressure with the minimum miscibility pressure， so to determine the minimum miscibility pressure has very practical significance. By studying the minimum miscibility pressure， effect of component， temperature and CO2 purity on the miscible pressure was analyzed.

Key words： CO2 flooding； enhanced oil recovery；the minimum miscibility pressure； calculation method； factors

在現(xiàn)有的提高采收率技術(shù)中，注氣驅(qū)是在聚合物驅(qū)、熱采、水驅(qū)之后，又一個(gè)重要的提高采收率的方法。注氣驅(qū)采油技術(shù)，按照驅(qū)油機(jī)理來分類，非為混相驅(qū)和非混相驅(qū)[1，2]。與烴類氣體相比，CO2以其特有的性質(zhì)受到人們的重視。很多的油藏能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)混相，是因?yàn)镃O2混相驅(qū)要求的混相壓力低。在條件相同的狀態(tài)下，它與干氣相比，與原油混相更容易[3]。確定原油與CO2氣體能否完全混相的重點(diǎn)在于CO2驅(qū)最低混相壓力。通過計(jì)算，分析溫度，原油組成成分，及CO2中雜質(zhì)含量對(duì)CO2混相驅(qū)最小壓力的影響[4，5]。

1 溫度對(duì)最小混相壓力的影響

油藏溫度是影響最小混相壓力的一個(gè)重要參數(shù)[6]。使用Yelling&Metcalfe關(guān)聯(lián)式法判斷溫度對(duì)最小混相壓力影響趨勢。

Yelling&Metcalfe的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式為：

MMP=1.5832+0.19038T-0.00031986T2

式中： T-油藏溫度，℃；MMP-最小混相壓力，MPa。

因?yàn)樗鼉H需考慮的是最小混相壓力與溫度影響的關(guān)系，所以使用經(jīng)驗(yàn)公式為僅與溫度相關(guān)的最小混相壓力公式。

圖1為在不同地層溫度下，使用Yelling & Metcalfe的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式所計(jì)算得到的最小混相壓力大小。

2 原油組成對(duì)最小混相壓力的影響

CO2混相驅(qū)過程中，原油與CO2氣體之間不斷的融合，最終成為混相，原油的組成成分會(huì)對(duì)CO2混相驅(qū)最小混相壓力產(chǎn)生影響[7]，下面采用陳百煉等得出的改進(jìn)最小混相壓力計(jì)算的模型，做出最小混相壓力與原油組成成分之間的影響趨勢。

陳百煉等改進(jìn)CO2原油最小混相壓力計(jì)算模型

Pm，min=3.9673×10-2t0.8293[Mr（C7+）]0.5382[x（C1+N2）]0.1018[x（C2～C6）]-0.2316

式中： 為CO2-原油最小混相壓力，MPa；t為油藏溫度，℃； 為 的相對(duì)分子質(zhì)量，1； 為揮發(fā)組分C1和N2摩爾分?jǐn)?shù)，%； 為中間輕質(zhì)組分C2～C6的摩爾分?jǐn)?shù)，%。

在油藏溫度80 ℃下，模擬使用注入氣為純CO2， ，中間烴質(zhì)組分 摩爾分?jǐn)?shù)20%時(shí)，最小混相壓力隨揮發(fā)組分（C1+N2）含量變化關(guān)系如圖2。

在油藏溫度80 ℃下，模擬使用注入氣為純CO2， ，揮發(fā)組分（C1+N2）摩爾分?jǐn)?shù)為30%，最小混相壓力隨中間組分 含量變化關(guān)系如圖3。

粘在油藏溫度80℃下，模擬使用注入氣為純CO2，揮發(fā)組分（C1+N2）摩爾分?jǐn)?shù)為30%，中間烴質(zhì)組分 （C2～C6）摩爾分?jǐn)?shù)20%，最小混相壓力隨 相對(duì)分子量 的變化關(guān)系如圖4。

3 CO2中雜質(zhì)對(duì)最小混相壓力的影響

CO2混相驅(qū)過程中，原油與CO2氣體之間不斷的融合，最終成為混相， 原油的組成成分會(huì)對(duì)CO2混相驅(qū)最小混相壓力產(chǎn)生影響[8]。使用Alstonetal關(guān)聯(lián)式計(jì)算CO2中含雜質(zhì)多少對(duì)最小混相壓力的影響趨勢。

這種預(yù)測方法可得出的是不純與純凈的CO2氣體多次接觸最小混相壓力的系統(tǒng)方法。用這種方法將最小混相壓力與儲(chǔ)層溫度，原油餾分C5+分子量，揮發(fā)油餾分，CO2氣體的組成成分關(guān)聯(lián)起來，并且該方法考慮了溶解氣及CO2氣體所含雜質(zhì)的影響。

對(duì)含有雜質(zhì)CO2驅(qū)替：

Pmm=8.78*10-4 （Xvol/Xint）0.136（87.8/Tcm）170/Tcm，

式中：Pmm為CO2的最小混相壓力，psia； Wi為組分i的重量分?jǐn)?shù)； 為 以上的摩爾質(zhì)量，g/mol；Tcm為注入氣體的平均臨界溫度，℉；Xvol、Xint分別為原油中揮發(fā)組分（如C1和N2）摩爾數(shù)、中間組分烴（C2～C4、硫化氫和二氧化碳）組分摩爾數(shù)。

若Pmm

在油藏溫度176 ℉（80℃）下，模擬油藏溫度注入氣CO2中所含雜質(zhì)為CH4， 以上的摩爾質(zhì)量 為150，原油中揮發(fā)組分（如N2和C1）摩爾數(shù)、中間組分烴（C2-4、硫化氫和二氧化碳）組分摩爾數(shù)分別為20%和30%，最小混相壓力與CO2雜質(zhì)含量的變化關(guān)系如圖5。

4 結(jié) 論

正在條件相同，其他參數(shù)不變時(shí)，最小混相壓力大小隨溫度的升高而上升，隨溫度的降低而減??；隨揮發(fā)組分（C1+N2）含量增加而增大，隨中間組分（C2～C6）含量增加而減?。浑S 相對(duì)分子量 的增加而升高；隨CO2氣體中CH4含量增加而增大。

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