CO驱机理及注采井工程设计理论方法.ppt

三、CO2驱注采井井筒流动动态模拟 1、CO2注入井井筒流动模拟 第三十页，编辑于星期四：二十二点 四十分。 对CO2注入井井筒温度、压力计算，目前主要存在两种方法： 宫俊峰等人计算方法 唐人选方法 Kelly、叶长青方法 均将井筒中CO2假设为单一相态 针对不同井段考虑不同相态进行求解 将井筒中CO2考虑为纯液态 将井筒中CO2考虑为纯气态 井筒中CO2相态用PR方程进行判断，通过分段求解井筒温度、压力 三、CO2驱注采井井筒流动动态模拟 1、CO2注入井井筒流动模拟 第三十一页，编辑于星期四：二十二点 四十分。 在常温常压下，二氧化碳为无色无嗅的气体，分子量为44.01，其比重约为空气的1.53倍，偏心因子为0.225。二氧化碳的临界温度为31.2℃，临界压力为7.38MPa，临界点密度为0.468g/mL，临界点粘度为0.033mPa.s，临界压缩因子为0.275。油田一般注CO2过程中，井口温度在0-10 ℃，压力大于5MPa，因此CO2在井筒中一般为液态、超临界态，也可能会出现气态 1、CO2注入井井筒流动模拟 第三十二页，编辑于星期四：二十二点 四十分。 分析认为，注入井筒流体温度、压力的计算，需要回答两个关键问题： ？ 1、井筒中CO2流体的相态预测，和不同相态下的物性计算 2、井筒中CO2流体相变过程中温度、压力的耦合计算模型 ？ 1、CO2注入井井筒流动模拟 第三十三页，编辑于星期四：二十二点 四十分。 超临界态指的是流体的温度和压力同时超过其临界温度和临界压力时流体所处的状态，对于CO2来讲，就是温度超过304.2K(31.2℃)，压力超过7.38MPa，超临界具有如下特性： 密度接近液体,粘度和扩散系数与气体接近 具有高度可压缩性,但压缩超临界流体时并不能产生液相,只能增加其密度 超强的溶解能力和扩散能力，常作为工业上的萃取剂 1、CO2注入井井筒流动模拟 第三十四页，编辑于星期四：二十二点 四十分。 由于CO2在井筒中将会经历液态以及超临界态等相态，常规的理想气体状态方程已不适用，必须应用从液态到气态的连续的状态方程来计算井筒中CO2相态和密度 范氏方式 1873年，范德瓦耳斯首次导出了从液态到气态连续的实际气体状态方 程，该方程的最大特色是引入了两个参数a 和b ，分别考虑分子间的引 力以及气体分子本身体积 ，该方程对相态的判断主要基于以下原则： 该方程为V的三次方形式，求解可得V的三根主要对应以下三种情况： 第一，一实根二虚根。则反应为单一气相或单一液相，视温度、压力范围而定； 第二，三个数值不同的实根，则反映为气液两相共存，其中最大的实根表现为气相的V，最小的实根为液相V，中间的根没意义； 第三，三个相等实根，则表示为临界点的V。 1、CO2注入井井筒流动模拟 第三十五页，编辑于星期四：二十二点 四十分。 由于范氏方程计算流体密度存在较大误差，后人根据各种情况对其参数进行了修正，本文选用几种经典方程来计算： R-K 方程 SRK 方程 P-R 方程 EXP-RK 方程 上述各个方程都有比较合适的应用范围，如RK方程比较适合于简单物质，而PR方程对于偏心因子为0.35左右的物质比较合适 ，EXP-RK方程则主要针对超临界流体设计 1、CO2注入井井筒流动模拟 第三十六页，编辑于星期四：二十二点 四十分。 井筒微元段能量守恒示意图 井筒温度计算模型 1、CO2注入井井筒流动模拟 第三十七页，编辑于星期四：二十二点 四十分。 井筒质量含气率分布 从图中可以看出井筒中0-600米CO2质量含气率为0，说明CO2呈液态，950米以下， CO2质量含气率为1，说明CO2呈超临界态，中间井段，则为二者混合共存段 1、CO2注入井井筒流动模拟 第三十八页，编辑于星期四：二十二点 四十分。 井筒压力分布曲线 计算压力与实测压力最大误差为1.5% 1、CO2注入井井筒流动模拟 第三十九页，编辑于星期四：二十二点 四十分。 井筒温度分布曲线 计算温度与实测温度最大误差为1.1% 利用上述模型，对吉林油田4口注气井必威体育精装版测试资料与本模型计算结果进行了对比，结果显示四口井温度计算平均相对误差为1.18%；压力计算平均相对误差为3.48%，模型计算精度较高。 1、CO2注入井井筒流动模拟 第四十页，编辑于星期四：二十二点 四十分。 常规油井井筒流动计算（黑油模型） CO2 驱采油井井筒计算（组分模型） 2、CO2驱采油井井筒流动模拟 三、CO2驱注采井井筒流动动态模拟 在CO2驱工程设计过程中，常常需要通过井口压力来计算井底流压，从而为配产设计提供重要参数。 第四十一页，编辑于星期四：二十二点 四十分。