基于ACE理论建立CO2-原油-地层水体系界面张力预测方法技术

本发明专利技术提供一种基于ACE理论建立CO2‑

【技术实现步骤摘要】
基于ACE理论建立CO2‑
原油
‑
地层水体系界面张力预测方法


[0001]本专利技术涉及油田开发
，特别是涉及到一种基于ACE理论建立CO2‑
原油
‑
地层水体系界面张力预测方法。

技术介绍

[0002]自上世纪以来，经济快速发展对化石燃料大量需求造成了大气中CO2等温室气体浓度逐渐升高。大量的CO2的排放使全球气候变暖，对人类的持续生存和社会经济的发展构成了威胁。作为CO2最有价值的研究领域，油田CO2驱三次采油不仅可以提高原油采收率，封存CO2，同时响应了国家节能减排的方针，实现了经济效益和环境效益的双丰收。CO2驱油(EOR)中CO2作为油田注入剂注入油层后，既可以提高油层的渗透率又可以降低原油粘度，与常规的注水驱油相比，CO2驱油可以提高采收率10％～15％，使全球的石油产量提高50％
[0003]CO2驱过程一般被划分为非混相驱和混相驱。非混相驱过程中，注入气通过与油藏流体的相互作用，使得原油黏度降低，体积膨胀，驱替相与被驱替相的流度比改善，界面张力降低，从而增大毛管数，降低残余油饱和度，提高原油采收率。在混相驱中，注入气与原油间的界面张力为零，毛管数增至无穷大，驱替相与被驱替相间形成混相，驱替效果达到最佳。显然，CO2驱过程中，油藏流体之间的界面相互作用及油藏流体与岩石的界面相互作用控制着CO2驱油过程中地层流体的渗流特性，影响原油的最终采收率。
[0004]然而目前对于高温高压条件下超临界CO2‑
原油
‑/>地层水体系界面张力数据及影响因素研究较少，同时超临界CO2
‑
原油
‑
地层水体系界面张力预测模型较少，且大多数模型仅为经验关系式，可移植性差；因此研究超临界CO2对原油物性影响规律并给出相应的定量关系式，对我国现阶段高效利用CO2驱油，实现CO2减排的社会效益与提高采收率的经济效益的有机统一具有重要的意义。
[0005]在申请号201911397801.5的中国专利申请中，涉及到考虑液体表面张力的固体变形界面计算方法。此专利技术提供了一种考虑液体表面张力的固体变形界面计算方法，直接考虑位移
‑
面力解耦数值方法，利用三次样条曲线对有限元模型中的流
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固边界面的离散点进行拟合，计算出每一点的曲率，得到液
‑
固界面的整体曲率数据，解决具有表面张力的流
‑
固耦合载荷问题。与本专利技术对比，该专利并未涉及到CO2与液体之间界面张力的计算公式，而且只考虑了液体与固体之间的界面张力计算公式。
[0006]在申请号201610566723.7的中国专利申请中，涉及到一种基于悬滴法的油气界面张力测定装置。此专利技术通过原油供给单元的压差进样控制油滴进样的体积，使得探针处形成稳定的液滴，从而达到定量、稳定地进样目的，采用预充油气平衡的发法，使得实验条件和地层条件的更为接近，从而能够得到与地层条件更为接近的界面张力测试结果。与本专利相比，该操作具备简单，易于观测的特点。但易受到环境的影响，当系统的温度和压力发生变化时，原油中的较轻部分的组分就会挥发至高温高压悬滴室中，导致气液出现相变过程，影响实验过程中悬滴的继续观测以及实验结果的准确性。
[0007]在申请号CN201110312917.1的中国专利申请中，涉及到一种CO2驱油过程中测定
油水界面张力变化规律的装置及方法，属于油气田开发领域所用测试方法领域。所述方法首先测定水驱过程中不同压力下的油水界面张力，然后保持油藏条件不变，转换为CO2驱，再测定CO2驱过程中不同压力下的油水界面张力，最后对测得的这两种油水界面张力进行对比，获得CO2注入过程中油水界面张力的变化规律。与本专利相比，该专利能更好地模拟了真实的矿场实施情况。但其主要是探究压力与油水界面张力之间的关系，还有其他对该过程影响较大的因素并未考虑。
[0008]以上现有技术均与本专利技术有较大区别，未能解决我们想要解决的技术问题，为此我们专利技术了一种新的基于ACE理论建立CO2‑
原油
‑
地层水体系界面张力预测方法，解决了以上技术问题。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是提供一种建立了综合考虑地层压力、温度、地层水矿化度以及注入气体组成的CO2‑
地层水界面张力模型的基于ACE理论建立CO2‑
原油
‑
地层水体系界面张力预测方法。
[0010]本专利技术的目的可通过如下技术措施来实现：基于ACE理论建立CO2‑
原油
‑
地层水体系界面张力预测方法，该基于ACE理论建立CO2‑
原油
‑
地层水体系界面张力预测方法包括：
[0011]步骤1，分析影响CO2‑
地层水体系界面张力的影响因素；
[0012]步骤2，分析影响CO2
‑
地层水体系界面张力的参数的相关性；
[0013]步骤3，利用ACE模型建立预测CO2‑
地层水体系界面张力计算模型；
[0014]步骤4，对预测CO2‑
地层水体系界面张力计算模型进行验证与评价；
[0015]步骤5，建立CO2‑
原油体系平衡界面张力的等张比容修正模型；
[0016]步骤6，进行CO2‑
原油体系平衡界面张力的等张比容修正模型的验证与评价。
[0017]本专利技术的目的还可通过如下技术措施来实现：
[0018]在步骤1中，影响CO2‑
地层水体系界面张力的影响因素有压力、温度、地层水中矿化度以及注入CO2气体的组成成分。
[0019]在步骤1中，根据上述影响因素，对界面张力数据进行筛选，其筛选标准为：
[0020](1)所有的CO2‑
地层水体系的界面张力值均为动态悬滴法测量；
[0021](2)实验测量的界面张力值为CO2‑
地层水体系达到平衡之后的平衡界面张力值；
[0022](3)实验测得的CO2‑
地层水体系界面张力相互独立。
[0023]在步骤2中，影响CO2‑
地层水体系界面张力的因素有：油藏压力、油藏温度、地层水中一价阳离子浓度(Na
+
+K
+
)、地层水中二价阳离子浓度(Ca
2+
+Mg
2+
)、注入气中N2摩尔分数和CH4摩尔分数。
[0024]在步骤2中，采用Spearman相关系数分析影响因素与界面张力之间的相关性，发现除了油藏压力与界面张力之间呈现负相关外，其余参数与界面张力之间都是呈正相关；且油藏压力对界面张力的影响最大；其他参数对CO2‑
地层水体系界面张力影响大小顺序为：二价阳离子浓度>CH4摩尔分数>N2摩尔分数>一价阳离子浓度>油藏温度。
[0025]在步骤3中，利用A本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于ACE理论建立CO2‑
原油
‑
地层水体系界面张力预测方法，其特征在于，该基于ACE理论建立CO2‑
原油
‑
地层水体系界面张力预测方法包括：步骤1，分析影响CO2‑
地层水体系界面张力的影响因素；步骤2，分析影响CO2‑
地层水体系界面张力的参数的相关性；步骤3，利用ACE模型建立预测CO2‑
地层水体系界面张力计算模型；步骤4，对预测CO2‑
地层水体系界面张力计算模型进行验证与评价；步骤5，建立CO2‑
原油体系平衡界面张力的等张比容修正模型；步骤6，进行CO2‑
原油体系平衡界面张力的等张比容修正模型的验证与评价。2.根据权利要求1所述的基于ACE理论建立CO2‑
原油
‑
地层水体系界面张力预测方法，其特征在于，在步骤1中，影响CO2‑
地层水体系界面张力的影响因素有压力、温度、地层水中矿化度以及注入CO2气体的组成成分。3.根据权利要求2所述的基于ACE理论建立CO2‑
原油
‑
地层水体系界面张力预测方法，其特征在于，在步骤1中，根据上述影响因素，对界面张力数据进行筛选，其筛选标准为：(1)所有的CO2‑
地层水体系的界面张力值均为动态悬滴法测量；(2)实验测量的界面张力值为CO2‑
地层水体系达到平衡之后的平衡界面张力值；(3)实验测得的CO2‑
地层水体系界面张力相互独立。4.根据权利要求1所述的基于ACE理论建立CO2‑
原油
‑
地层水体系界面张力预测方法，其特征在于，在步骤2中，影响CO2‑
地层水体系界面张力的因素有：油藏压力、油藏温度、地层水中一价阳离子浓度(Na
+
+K
+
)、地层水中二价阳离子浓度(Ca
2+
+Mg
2+
)、注入气中N2摩尔分数和CH4摩尔分数。5.根据权利要求4所述的基于ACE理论建立CO2‑
原油
‑
地层水体系界面张力预测方法，其特征在于，在步骤2中，采用Spearman相关系数分析影响因素与界面张力之间的相关性，发现除了油藏压力与界面张力之间呈现负相关外，其余参数与界面张力之间都是呈正相关；且油藏压力对界面张力的影响最大；其他参数对CO2‑
地层水体系界面张力影响大小顺序为：二价阳离子浓度>CH4摩尔分数>N2摩尔分数>一价阳离子浓度>油藏温度。6.根据权利要求1所述的基于ACE理论建立CO2‑
原油
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地层水体系界面张力预测方法，其特征在于，在步骤3中，利用ACE模型建立预测CO2‑
地层水体系界面张力基本关系式如下：式中，σ为CO2‑
地层水体系界面张力mN/m；p为油藏压力，MPa；T为油藏温度，℃；x(N2)为注入气中N2摩尔分数，mol％；x(CH4)为CH4摩尔分数，mol％；y(Na
+
+K
+
)为地层水中Na
+
和K
+
...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢娜娜，张子麟，陈磊，王昊，李潇菲，魏亚峰，刘伟，丁然，于海霞，王华第，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：