CO2驅(qū)油與封存(CCUS-EOR)是目前最為可行有效的CO2減排技術(shù)之一。但由于油藏原油黏度高、能量低、非均質(zhì)性強等不利因素,CO2極易發(fā)生黏性指進、重力分異、氣竄等現(xiàn)象,導(dǎo)致CO2利用率和封存量較低。CO2泡沫可以增強氣泡的毛細管阻力,顯著降低氣相流度(10~1000倍),抑制CO2黏性指進、重力超覆和氣竄現(xiàn)象。同時,還可以提高波及區(qū)含氣飽和度及毛細管束縛力,緩解上部蓋層壓力,提高CO2封存量和安全性,但超臨界CO2泡沫在孔隙介質(zhì)中的穩(wěn)態(tài)傳輸機制尚不清晰,數(shù)值模擬方法亦不完善,無法準確表征泡沫流變特征和流度控制能力。西南石油大學(xué)魏兵教授團隊針對上述兩個難題,建立了模擬超臨界CO2泡沫長期穩(wěn)態(tài)流動的實驗裝置及方法,繪制了壓力梯度等值線圖版,創(chuàng)建了液膜拖拽力函數(shù)模型及數(shù)值模擬方法。相關(guān)研究認識刊登在《石油學(xué)報》第45卷第7期。
(1)在滲透率為K=302mD的孔隙介質(zhì)中超臨界CO2泡沫穩(wěn)態(tài)傳輸產(chǎn)生的壓力梯度為0.62~1.87MPa/m;
(2)超臨界CO2泡沫的穩(wěn)態(tài)傳輸不符合傳統(tǒng)的高、低干度機制,低干度區(qū)域壓力梯度等值線上翹,即隨著液相流速增大,壓力梯度逐漸降低;
(3)在傳統(tǒng)隱性泡沫結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上,引入液膜拖拽力函數(shù)模型,可以準確描述超臨界CO2泡沫的穩(wěn)態(tài)傳輸機制,特別是低干度區(qū)域的上翹行為;
(4)在高、低干度區(qū)域,超臨界CO2泡沫的表觀粘度和氣液相流速相關(guān)。
論文鏈接:http://www.syxb-cps.com.cn/CN/10.7623/syxb202407007