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二氧化碳驱油波及前缘出现粘度增加的现象,主要与驱替过程中相态变化、组分传质及非混相状态有关。以下是具体原因分析及原油物性拟合的优化方法:
一、波及前缘粘度增加的机理分析
- 轻质组分萃取效应
CO₂在驱替过程中优先萃取原油中的轻质烃(C₁-C₆),导致前缘原油中重组分(C₧₀₊)比例增加,粘度升高。尤其在非混相条件下,轻质组分被CO₂抽提后,剩余原油的沥青质、胶质含量相对提高,粘度显著上升。 - 非混相驱替的界面张力影响
当驱替压力低于最小混相压力(MMP)时,CO₂与原油未达到混相状态,界面张力未完全消除。此时,前缘原油中CO₂溶解不充分,降粘效果受限,甚至因重组分沉积导致粘度局部增加。 - 压力波动与CO₂析出
在波及前缘,地层压力可能因流动阻力增大而下降,导致CO₂从原油中析出。析出的气相占据孔隙空间,降低原油流动性,同时原油因CO₂含量减少而粘度回升。
二、原油物性拟合的优化方法
在CMG中需通过组分模型调整和相态参数校正来准确表征这一现象:
1. 组分模型修正
- 轻重组分划分:细化原油组分划分,尤其是C₇₊组分的劈分。例如,将C₇₊分解为C₇-C₁₀(轻中质)和C₁₁₊(重质),以更精确模拟CO₂对轻质组分的萃取效应。
- 溶解度参数调整:在WinProp模块中,通过实验数据回归优化CO₂与原油各组分的交互系数(Binary Interaction Coefficients, BIC),确保CO₂溶解度和萃取过程的准确性。
2. 相态参数优化
- 最小混相压力(MMP)验证:通过细管实验模拟(Slim Tube Simulation)确定MMP,并在模型中设置压力高于MMP的1.2倍以促进中重质组分混相。
