二氧化碳流体性质及压裂应用.pptxVIP

CO2流体性质及压裂应用流体性质及压裂应用

CCONTENTSONTENS一、CO2流体性质二、CO2干法压裂三、CO2泡沫流体结构四、CO2泡沫流体特征

1CO2基本流体性质 CO2流体性质及压裂应用1）概述在标准状况下，CO2是一种无色、无臭略带酸性的气体，分子量为44.01，非极性分子；CO2不能燃烧，易被液化；具有氧化性：钠、镁、铝燃烧，粉尘爆炸。二氧化碳在油田上应用于采油，是基于它的临界温度和临界压力低，易于压缩，可以超临界态或液态输送，较其它气体如氮气、甲烷易于膨胀、降粘、萃取石油，从而获得较高的石油采收率，因而得到油田上的广泛应用。

1CO2基本流体性质 CO2流体性质及压裂应用2）相态临界点（31℃，7.38MPa），三相点（-56℃，0.52MPa）；液态：常规液态、过冷液态；超临界状态CO2：密度接近液态CO2，可压性增强，扩散性增强7~24倍，粘度降低，溶质有较强的溶解能力，表现出气态物性。

1CO2基本流体性质 CO2流体性质及压裂应用3）密度常温常压下密度约为空气密度的1.53倍；1m3液态CO2=546m3气态CO2；液态、超临界CO2密度大约为常温常压清水的0.9~1.2倍；CO2压裂注入过程中5%体积增加。

1CO2基本流体性质 CO2流体性质及压裂应用4）粘度CO2粘度在储层环境下约0.03～0.10cP；滤失高、携砂性能差。

1CO2基本流体性质 CO2流体性质及压裂应用4）粘度exp(0.45979 3.1613)exp(0.01214 3.32542) 0.000910115cr crT P ?? ? T ? P? ? 温度升高提升CO2分子动能，降低分子间作用力的约束，液体流动性增强；压力增强则会降低液体的流动性；温度的影响比压力的要更为明显。

1CO2基本流体性质 CO2流体性质及压裂应用5）溶解性标况下的水中溶解度体积比大约1:1；CO2在水中的溶解度随温度的升高而减小，随压力的增大而增大；CO2在水中的溶解度随矿化度的增大而降低。

1CO2基本流体性质 CO2流体性质及压裂应用5）溶解性高压CO2饱和水溶液pH大约为3~4；调节酸碱度。?CO2水溶液pH

1CO2基本流体性质 CO2流体性质及压裂应用5）溶解性压力越大对CO2在饱和烷烃中的溶解度提高越明显；CO2在饱和烷烃中溶解度随烃链长的增加而减小；CO2能有效降低表皮系数，减小钻完井对地层井口附近渗透率的影响。

1CO2基本流体性质 CO2流体性质及压裂应用5）溶解性?CO2在原油和地层水中的溶解度CO2在原油中的溶解度大约是水的3~9倍；在原油和水中的溶解过程通过分子扩散作用；水中会发生碳酸化反应，原油发生膨胀作用，膨胀1.5倍以上；降粘（稠油95%、轻质油85%）。

1CO2基本流体性质 CO2流体性质及压裂应用6）岩石作用

1CO2基本流体性质 CO2流体性质及压裂应用6）岩石作用

1CO2基本流体性质 CO2流体性质及压裂应用7）流变特征?典型的牛顿流体特征流变特征本构方程： ????D,t?D ???(D,t)???(??)?k??n?1K稠度系数，n流变指数；流体为牛顿流体， 流体为非牛顿流体；非牛顿流体：剪切稀化流体 ，剪切稠化流体 ….n?1(n?1) (n?1)n?1?0 k?n ??0/?0?n??? ? ? ? ? ?? ? ?幂律流体 ??k??n?1塑性流体…流凝性触变性膨胀性假塑性塑性

1CO2基本流体性质 CO2流体性质及压裂应用8）管流流态层流过渡流湍流Re?2100Re?4000其质点沿着与管轴平行的方向作平滑直线运动。流体的流速在管中心处最大，其近壁处最小。管内流体的平均流速与最大流速之比等于0.5。流体质点相互混掺，运动无序，运动要素具有随机性，又有一定的结构性，存在有规律的涡结构。Re UD?? ? ? 惯性力粘性力粘性主导，机械能损失以粘性耗散为主；流变粘度测试的前提。无序性；粘性耗散、紊流耗散（20%中心区，80%边界）；湍流态的摩阻损失远大于层流态。?流态特征

1CO2基本流体性质 CO2流体性质及压裂应用8）管流流态?管流减阻层流减阻：提高壁面滑移；湍流减阻：转变流体流态到层流（提高粘度、降低流速..）；降低湍流耗散，改善湍流边界流体结构（减阻剂，改变壁面结构）。降低流体粘度；减阻剂：提高涡结构的稳定性；改变涡结构尺寸；合理的浓度及剪切应力；层流下加入无效（减阻测试湍流要求）。

1CO2基本流体性质 CO2流体性质及压裂应用9）管流携砂颗粒沉降最终速度：受力平衡时达到的稳定速度。?支撑剂颗粒静态沉降utuw颗粒群的沉降速度低于单颗粒。颗粒浓度达到一定值，会发生“颗粒团聚”效应；液态CO2颗粒沉降速度大约是水的3~8倍。

1CO2基本流体性质 CO