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1、,气驱技术中关于气体性质研究,一、混相驱介绍 二、驱油用气体的性质 2.1 烃类气体的性质 2.2 二氧化碳的性质 2.3氮气和烟道气的性质,回注天然气提高原油采收率始于1900年。,水敏、储层性质差、非均质严重、水驱效率低的油层，水驱会产生许多不良后果，促使人们利用天然气代替水进行驱油。,岩心实验证明，使用丙烷溶剂或液化石油气可将原油从孔隙介质中完全采出。 但认为不现实，回收问题。,直到1950年，人们才发现使用混相法采油，不需使溶剂与原油进行完全置换，即不需要使溶剂注满地层。,丙烷段塞驱 美国大西洋富田公司首次提出。该方法在适当的高压条件下可以形成一个连续相，即一个从油藏原油组份逐渐转变为
2、注入气组份的整体单一相的烃类过渡带（图1）。,图1 丙烷段塞驱工艺,如果溶剂段塞设计正确，它就能推动前面的油和水，并完全驱替出所有的接触到的原油。由于注入的溶剂与原油一经接触就能混相，因此，又常把这种方法称为一次接触混相，也叫初次接触混相。在上世纪50年代到60年代期间，美国进行了50多个一次接触混相矿场试验。,多次接触混相 在油气相态研究中发现，一定条件下天然气与原油接触，原油中某些较轻的组分可以蒸发而进入气相。而富含C2 - C6组分的气体与原油接触，气相中C2 - C6成分可以凝析而进入液相。由于这种物质传递作用，即使采取的不是一次接触混相的溶剂，注入的流体与油藏原油经过多次接触也能达到
3、混相驱替，因此称为多次接触混相。 多次接触混相可分为凝析混相和汽化混相 。,图2富气驱工艺,凝析混相要求注入气体必须富含C2C6成分，因而又称为富气驱（图2）；,汽化混相要求油藏原油必须是轻质原油，对注入气体的成分要求不高，常采用廉价的贫气，又称为贫气驱或干气驱（图3）。,天然气是一种优质能源，也是重要的化工原料，只有那些有着足够 天然气来源的国家，才有可能进行烃类混相采油。 自上世纪60年代以来，美国、阿尔及利亚、加拿大、智利、利比亚和前苏联等国家相继开展烃类混相驱油研究。美国和加拿大由于气源供应限制，发展缓慢，规模也小。阿尔及利亚和利比亚进行过规模较大的高压烃类混相驱油的工业性试验，并取得
4、了成功。 由于烃类气体价格上涨，研究人员努力寻找新的、适用于混相驱油的注入剂。研究发现，二氧化碳、烟道气和氮气在一定条件下都能与油藏原油达到混相。 在美国，二氧化碳驱被认为是最有发展前景的提高原油采收率方法。我国对注气驱油法的研究起步也很早。60年代初，大庆油田就开始了二氧化碳驱的研究，但由于气源问题并未得到推广应用。,8,几种常见气体的性质,空气低温氧化机理示意图,二、驱油用气体的性质 2.1 烃类气体的性质 天然气-烃类气体的总称，由石蜡族低分子饱和烃(C1-C6)和少量非烃类气体(H2S、CO2、CO、H2O)组成的混合物。,天然气,液化石油气（LPG） C2C6的含量50%,富气 C2
5、C6的含量介于30%50%之间，,贫气 C2C6的含量98%的气体叫干气。,高压下的天然气是真实气体，其压缩因子是拟对比温度与拟对比压力的函数。,一些纯烃和非烃气体的临界参数值,天然气的粘度是温度、压力及组成的函数。 乙烷的粘度在0.02mPas0.07mPas范围内，丙烷的粘度在0.1mPas0.18mPas范围内。而混合物的粘度可用洛伦茨等人提出的方法估算。但对于最终方案设计则建议用室内实验确定粘度。,2.2 二氧化碳的性质 纯CO2的临界温度为31.11，临界压力为7.53MPa。常温条件下其密度比空气重50，并且具有很低的压缩因子。,图5二氧化碳压缩因子,图7 CO2的粘度,图6 CO
6、2密度与温度的关系,与空气的密度相比，CO2的密度具有异常特性。在339K（60）和17MPa条件下，CO2的密度为690 kg/m3，而在同样温度、压力下，空气的密度为160 kg/m3， CO2密度更接近典型的轻质油密度。因此，在驱替过程中CO2重力分异的倾向比空气小得多。,2.2二氧化碳的性质,2.3氮气和烟道气的性质 常温常压下，氮气为无色无味的气体，压力为0.1MPa、温度为0，其密度为1.25 kg/m3，它的导热系数为0.0205 cal/mh，粘度为0.0169 mPas；1m3液氮可变为643 m3气氮。 常压下温度为-195.78时，氮气变成无色透明的液体；温度为-210时
7、，将凝析成雪状的固体。氮是化学性质极不活泼的气体，在常态下表现为很大的惰性，其临界温度为-146.8，临界压力为3.398MPa。,2.3氮气和烟道气的性质 氮气的压缩因子最大，是CO2的3倍，在相同条件下，它的压缩因子也比天然气高。较大的膨胀性有利于驱油。 N2气的性质受温度的影响较小，原因是氮气的临界温度较低。 氮气在淡水、盐水及原油中的溶解性很弱，二氧化碳和天然气都比它易溶于水和油，该特性有利于用其保持油藏压力开采气藏。,图8 N2的压缩因子,图9 N2的粘度,2.3氮气和烟道气的性质 相同压力和温度下，氮气粘度比CO2和天然气都低。压力接近42MPa时，氮气和甲烷的粘度相近。 相同的压力、温度条件下氮气的密度要比CO2、烟道气的密度小，比甲烷的密度高，但比其它烃类气体的密度低得多。 烟道气的化学成分是不固定的，约含8085的氮气和1015%的CO2，其余为杂质。它的性质取决于所含各种气体组分的比例。,谢 谢！,
