CO₂驅最小混相壓力的影響因素分析

宋文鵬

摘 要： CO2混相驅油方法被認為是現代驅油技術中，比較好的提高采收率方法。檢測一個油藏是否能達到混相的條件是這個油藏的地層壓力與最小混相壓力進行比較，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的不純度對混相壓力的影響。

關 鍵 詞：CO2驅；提高采收率；最小混相壓力；計算方法；影響因素

中圖分類號：TE 357 文獻標識碼： A 文章編號： 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

在現有的提高采收率技術中，注氣驅是在聚合物驅、熱采、水驅之后，又一個重要的提高采收率的方法。注氣驅采油技術，按照驅油機理來分類，非為混相驅和非混相驅[1，2]。與烴類氣體相比，CO2以其特有的性質受到人們的重視。很多的油藏能實現動態混相，是因為CO2混相驅要求的混相壓力低。在條件相同的狀態下，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在于CO2驅最低混相壓力。通過計算，分析溫度，原油組成成分，及CO2中雜質含量對CO2混相驅最小壓力的影響[4，5]。

1 溫度對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重要參數[6]。使用Yelling&Metcalfe關聯式法判斷溫度對最小混相壓力影響趨勢。

Yelling&Metcalfe的經驗關聯式為：

MMP=1.5832+0.19038T-0.00031986T2

式中： T-油藏溫度，℃；MMP-最小混相壓力，MPa。

因為它僅需考慮的是最小混相壓力與溫度影響的關系，所以使用經驗公式為僅與溫度相關的最小混相壓力公式。

圖1為在不同地層溫度下，使用Yelling & Metcalfe的經驗關聯式所計算得到的最小混相壓力大小。

2 原油組成對最小混相壓力的影響

CO2混相驅過程中，原油與CO2氣體之間不斷的融合，最終成為混相，原油的組成成分會對CO2混相驅最小混相壓力產生影響[7]，下面采用陳百煉等得出的改進最小混相壓力計算的模型，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CO2原油最小混相壓力計算模型

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 的相對分子質量，1； 為揮發組分C1和N2摩爾分數，%； 為中間輕質組分C2～C6的摩爾分數，%。

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

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

粘在油藏溫度80℃下，模擬使用注入氣為純CO2，揮發組分（C1+N2）摩爾分數為30%，中間烴質組分 （C2～C6）摩爾分數20%，最小混相壓力隨 相對分子量 的變化關系如圖4。

3 CO2中雜質對最小混相壓力的影響

CO2混相驅過程中，原油與CO2氣體之間不斷的融合，最終成為混相， 原油的組成成分會對CO2混相驅最小混相壓力產生影響[8]。使用Alstonetal關聯式計算CO2中含雜質多少對最小混相壓力的影響趨勢。

這種預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方法。用這種方法將最小混相壓力與儲層溫度，原油餾分C5+分子量，揮發油餾分，CO2氣體的組成成分關聯起來，并且該方法考慮了溶解氣及CO2氣體所含雜質的影響。

對含有雜質CO2驅替：

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的重量分數； 為 以上的摩爾質量，g/mol；Tcm為注入氣體的平均臨界溫度，℉；Xvol、Xint分別為原油中揮發組分（如C1和N2）摩爾數、中間組分烴（C2～C4、硫化氫和二氧化碳）組分摩爾數。

若Pmm

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

4 結 論

正在條件相同，其他參數不變時，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??；隨揮發組分（C1+N2）含量增加而增大，隨中間組分（C2～C6）含量增加而減??；隨 相對分子量 的增加而升高；隨CO2氣體中CH4含量增加而增大。

參考文獻：

[1] 李仕倫，等.注氣提高石油采收率技術[M].成都：四川科學技術出版社，2001-11.

[2] 高振環，等.油田注氣開采技術[M].北京：石油工業出版社，1994-03.

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[5] 楊學峰，郭平，杜志敏，等.細管模擬確定混相壓力影響因素評價[J]. 西南石油學院學報，2004，26（1）：41-44.

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