本文關(guān)鍵詞：高溫高壓下二氧化碳在飽和油多孔介質(zhì)中的擴(kuò)散系數(shù)研究

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【摘要】：二氧化碳(CO2)的排放引起的全球氣候變暖和溫室效應(yīng)對(duì)人類活動(dòng)造成了重大的影響,面對(duì)日益嚴(yán)重的環(huán)境問題和能源需求問題,對(duì)二氧化碳的減排和能源高效低碳化利用展開深入的研究具有十分重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。二氧化碳驅(qū)油作為一項(xiàng)重要的提高原油采收率的技術(shù),不僅可以實(shí)現(xiàn)二氧化碳的地質(zhì)封存,還可以提高石油的采收率,具有良好的應(yīng)用前景。在二氧化碳注氣驅(qū)過程中,原油的驅(qū)替效率很大程度上依賴于二氧化碳在原油中的溶解能力以及溶解二氧化碳后原油性質(zhì)的變化,而氣體的擴(kuò)散系數(shù)則是決定該過程中油氣傳質(zhì)速率的關(guān)鍵因素。因此,對(duì)二氧化碳驅(qū)油過程中油氣擴(kuò)散系數(shù)進(jìn)行研究十分有必要。本文對(duì)傳統(tǒng)的氣液擴(kuò)散模型進(jìn)行改進(jìn),并結(jié)合壓力降落法提出了一種新的氣液擴(kuò)散系數(shù)測(cè)試方法。此方法不僅考慮了多孔介質(zhì)的孔隙度和迂曲度對(duì)擴(kuò)散過程的影響,同時(shí)又采用了實(shí)際油田注氣高溫高壓實(shí)驗(yàn)體系,使所測(cè)得的二氧化碳在油飽和多孔介質(zhì)中的有效擴(kuò)散系數(shù)能更為準(zhǔn)確的反映出真實(shí)的油田注氣擴(kuò)散規(guī)律,將有助于為注氣驅(qū)提高石油采收率的應(yīng)用及設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。利用本文所建立的實(shí)驗(yàn)方法,分別測(cè)試了溫度20-80℃、初始?jí)毫?5-30MPa、巖心迂曲度1.87-5.39條件下二氧化碳在油飽和多孔介質(zhì)中的有效擴(kuò)散系數(shù),并采用傳統(tǒng)擴(kuò)散模型和本文所建立的擴(kuò)散模型對(duì)擴(kuò)散系數(shù)分別進(jìn)行了分析計(jì)算。結(jié)果表明：多孔介質(zhì)的物性參數(shù)對(duì)擴(kuò)散系數(shù)的影響不可忽略,不考慮孔隙度和迂曲度下所求得的擴(kuò)散系數(shù)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于考慮了孔隙度和迂曲度所求得的擴(kuò)散系數(shù),并且差異程度隨著巖心的孔隙度的減小而增大。對(duì)不同實(shí)驗(yàn)條件下的擴(kuò)散系數(shù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)：在相同溫度和初始?jí)毫l件下,二氧化碳在油樣中的有效擴(kuò)散系數(shù)隨巖心的迂曲度的增大而降低,多孔介質(zhì)迂曲度的存在使得分子擴(kuò)散的路徑更加復(fù)雜：在同一巖心中,隨著溫度的升高,二氧化碳的有效擴(kuò)散系數(shù)逐漸增大,并且增加的幅度逐漸增大；隨著壓力的升高,二氧化碳的有效擴(kuò)散系數(shù)緩慢增大,并且增加的幅度逐漸降低。在高壓條件下,二氧化碳在油相中的擴(kuò)散系數(shù)受初始?jí)毫Φ挠绊戄^低,而是與擴(kuò)散流體本身的性質(zhì)有關(guān)。
【關(guān)鍵詞】：有效擴(kuò)散系數(shù) 多孔介質(zhì) 迂曲度 孔隙度 提高石油采收率
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE357.45
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 研究背景及意義10-15
• 1.1.1 溫室效應(yīng)與全球氣候變化10-11
• 1.1.2 二氧化碳捕集、利用與封存技術(shù)概述11-15
• 1.2 二氧化碳驅(qū)油基本理論及應(yīng)用現(xiàn)狀15-16
• 1.2.1 二氧化碳驅(qū)油機(jī)理15
• 1.2.2 二氧化碳驅(qū)油應(yīng)用現(xiàn)狀15-16
• 1.3 氣-液擴(kuò)散理論及研究現(xiàn)狀16-21
• 1.3.1 研究擴(kuò)散系數(shù)對(duì)CO_2-EOR的意義16-17
• 1.3.2 氣-液擴(kuò)散系數(shù)的測(cè)定方法17-19
• 1.3.3 氣-液擴(kuò)散系數(shù)的研究現(xiàn)狀19-21
• 1.4 立題依據(jù)和研究?jī)?nèi)容21-22
• 第2章 多孔介質(zhì)中氣-液擴(kuò)散系數(shù)計(jì)算模型22-31
• 2.1 多孔介質(zhì)的基本性質(zhì)及結(jié)構(gòu)參數(shù)22-24
• 2.1.1 多孔介質(zhì)簡(jiǎn)介22
• 2.1.2 多孔介質(zhì)的結(jié)構(gòu)參數(shù)22-24
• 2.2 多孔介質(zhì)中氣-液擴(kuò)散系數(shù)數(shù)值計(jì)算方法24-31
• 2.2.1 傳統(tǒng)擴(kuò)散理論25-26
• 2.2.2 多孔介質(zhì)中氣-液擴(kuò)散模型26-28
• 2.2.3 多孔介質(zhì)中氣-液模型的求解28-31
• 第3章 多孔介質(zhì)中氣-液擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)研究31-38
• 3.1 實(shí)驗(yàn)材料及裝置31-33
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)材料31
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)裝置31-33
• 3.2 實(shí)驗(yàn)過程33-35
• 3.2.1 巖心孔隙度的測(cè)定33
• 3.2.2 巖心滲透率的測(cè)定33-34
• 3.2.3 巖心迂曲度的測(cè)定34
• 3.2.4 氣-液擴(kuò)散系數(shù)的測(cè)定34-35
• 3.3 擴(kuò)散系數(shù)的數(shù)值計(jì)算方法35-38
• 第4章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論38-48
• 4.1 擴(kuò)散模型的驗(yàn)證及討論38-44
• 4.2 擴(kuò)散系數(shù)影響因素分析44-48
• 4.2.1 迂曲度對(duì)擴(kuò)散系數(shù)的影響44-45
• 4.2.2 溫度對(duì)擴(kuò)散系數(shù)的影響45-47
• 4.2.3 初始?jí)毫?duì)擴(kuò)散系數(shù)的影響47-48
• 結(jié)論和展望48-50
• 參考文獻(xiàn)50-56
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文56-57
• 致謝57

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本文編號(hào)：514802