CO2驱最小混相压力的影响因素分析

宋文鹏

摘 要： CO2混相驱油方法被认为是现代驱油技术中，比较好的提高采收率方法。检测一个油藏是否能达到混相的条件是这个油藏的地层压力与最小混相压力进行比较，看是否高于最小混相压力。如此说来，确定最小混相压力就显得很有实际意义。通过研究最小混相压力，分析组分、温度、CO2的不纯度对混相压力的影响。

关 键 词：CO2驱；提高采收率；最小混相压力；计算方法；影响因素

中图分类号：TE 357 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2016）04-0680-03

Abstract： In recent years， CO2 miscible flooding method is considered as a better enhanced oil recovery method in modern flooding technology. Detecting whether a reservoir to achieve miscible conditions is to compare the formation pressure with the minimum miscibility pressure， so to determine the minimum miscibility pressure has very practical significance. By studying the minimum miscibility pressure， effect of component， temperature and CO2 purity on the miscible pressure was analyzed.

Key words： CO2 flooding； enhanced oil recovery；the minimum miscibility pressure； calculation method； factors

在现有的提高采收率技术中，注气驱是在聚合物驱、热采、水驱之后，又一个重要的提高采收率的方法。注气驱采油技术，按照驱油机理来分类，非为混相驱和非混相驱[1，2]。与烃类气体相比，CO2以其特有的性质受到人们的重视。很多的油藏能实现动态混相，是因为CO2混相驱要求的混相压力低。在条件相同的状态下，它与干气相比，与原油混相更容易[3]。确定原油与CO2气体能否完全混相的重点在于CO2驱最低混相压力。通过计算，分析温度，原油组成成分，及CO2中杂质含量对CO2混相驱最小压力的影响[4，5]。

1 温度对最小混相压力的影响

油藏温度是影响最小混相压力的一个重要参数[6]。使用Yelling&Metcalfe关联式法判断温度对最小混相压力影响趋势。

Yelling&Metcalfe的经验关联式为：

MMP=1.5832+0.19038T-0.00031986T2

式中： T-油藏温度，℃；MMP-最小混相压力，MPa。

因为它仅需考虑的是最小混相压力与温度影响的关系，所以使用经验公式为仅与温度相关的最小混相压力公式。

图1为在不同地层温度下，使用Yelling & Metcalfe的经验关联式所计算得到的最小混相压力大小。

2 原油组成对最小混相压力的影响

CO2混相驱过程中，原油与CO2气体之间不断的融合，最终成为混相，原油的组成成分会对CO2混相驱最小混相压力产生影响[7]，下面采用陈百炼等得出的改进最小混相压力计算的模型，做出最小混相压力与原油组成成分之间的影响趋势。

陈百炼等改进CO2原油最小混相压力计算模型

Pm，min=3.9673×10-2t0.8293[Mr（C7+）]0.5382[x（C1+N2）]0.1018[x（C2～C6）]-0.2316

式中： 为CO2-原油最小混相压力，MPa；t为油藏温度，℃； 为 的相对分子质量，1； 为挥发组分C1和N2摩尔分数，%； 为中间轻质组分C2～C6的摩尔分数，%。

在油藏温度80 ℃下，模拟使用注入气为纯CO2， ，中间烃质组分 摩尔分数20%时，最小混相压力随挥发组分（C1+N2）含量变化关系如图2。

在油藏温度80 ℃下，模拟使用注入气为纯CO2， ，挥发组分（C1+N2）摩尔分数为30%，最小混相压力随中间组分 含量变化关系如图3。

粘在油藏温度80℃下，模拟使用注入气为纯CO2，挥发组分（C1+N2）摩尔分数为30%，中间烃质组分 （C2～C6）摩尔分数20%，最小混相压力随 相对分子量 的变化关系如图4。

3 CO2中杂质对最小混相压力的影响

CO2混相驱过程中，原油与CO2气体之间不断的融合，最终成为混相， 原油的组成成分会对CO2混相驱最小混相压力产生影响[8]。使用Alstonetal关联式计算CO2中含杂质多少对最小混相压力的影响趋势。

这种预测方法可得出的是不纯与纯净的CO2气体多次接触最小混相压力的系统方法。用这种方法将最小混相压力与储层温度，原油馏分C5+分子量，挥发油馏分，CO2气体的组成成分关联起来，并且该方法考虑了溶解气及CO2气体所含杂质的影响。

对含有杂质CO2驱替：

Pmm=8.78*10-4 （Xvol/Xint）0.136（87.8/Tcm）170/Tcm，

式中：Pmm为CO2的最小混相压力，psia； Wi为组分i的重量分数； 为 以上的摩尔质量，g/mol；Tcm为注入气体的平均临界温度，℉；Xvol、Xint分别为原油中挥发组分（如C1和N2）摩尔数、中间组分烃（C2～C4、硫化氢和二氧化碳）组分摩尔数。

若Pmm

在油藏温度176 ℉（80℃）下，模拟油藏温度注入气CO2中所含杂质为CH4， 以上的摩尔质量 为150，原油中挥发组分（如N2和C1）摩尔数、中间组分烃（C2-4、硫化氢和二氧化碳）组分摩尔数分别为20%和30%，最小混相压力与CO2杂质含量的变化关系如图5。

4 结 论

正在条件相同，其他参数不变时，最小混相压力大小随温度的升高而上升，随温度的降低而减小；随挥发组分（C1+N2）含量增加而增大，随中间组分（C2～C6）含量增加而减小；随 相对分子量 的增加而升高；随CO2气体中CH4含量增加而增大。

参考文献：

[1] 李仕伦，等.注气提高石油采收率技术[M].成都：四川科学技术出版社，2001-11.

[2] 高振环，等.油田注气开采技术[M].北京：石油工业出版社，1994-03.

[3] 毛振强，陈凤莲.CO2混相驱最小混相压力确定方法研究[J].成都理工大学学报，2005，32（1）：61-63.

[4] 杨学峰.油藏注气最小混相压力研究[D].成都：西南石油大学，2003：5-12.

[5] 杨学峰，郭平，杜志敏，等.细管模拟确定混相压力影响因素评价[J]. 西南石油学院学报，2004，26（1）：41-44.

[6] 刘中春.最小混相压力（MMP）预测方法的评价[J].国外油田工程，1997，13（2）：10-14.

[7] 杨红，余华贵.原油组分对CO2最小混相压力的影响[J].精细石油化工进展，2014，15（6）：25-27.

[8] 尚宝兵，廖新维，等.杂质气体对二氧化碳驱最小混相压力和原油物性的影响[J].油气地质与采收率，2014，21（6）：92-94.