[发明专利]一种测定二氧化碳在多孔介质中扩散系数的方法

说明书

本发明提供一种测定二氧化碳在多孔介质中扩散系数的方法，包括如下步骤：将经过原油饱和的岩心的所有面进行密封处理；将密封好的岩心放入扩散筒中；将扩散筒加热到所需温度并保持恒温；打开阀门，二氧化碳容器加压到所需压力并保持恒压；打开阀门，恒压将CO₂注入到扩散筒中；通过核磁共振系统测量扩散筒内的岩心，获得T2谱图；利用T2谱图峰面积计算岩心中CO₂和原油占有的体积比；计算岩心中CO₂的摩尔浓度，计算不同扩散时间条件下CO₂在岩心中的摩尔浓度C得到平均浓度将平均浓度带入公式求扩散系数D。本发明针对实现了利用核磁共振T2谱图对扩散系数的直观化计算及量化分析。

技术领域

本发明涉及油气田开发领域，更具体地，涉及一种利用核磁共振T2谱图的方法测定CO₂在饱和原油的致密多孔介质中扩散系数的方法。

背景技术

目前文献中测量气体在多孔介质中扩散系数的方法，一般说来分为两类：直接法和间接法。无论是直接还是间接测量，都只能描述气体在扩散介质中的浓度或者说扩散量，而不能直接测量出气体的扩散系数，也就是气体在多孔介质中的扩散系数必须通过实验室测定结合模型计算才能够确定。

(1)直接法：在不同的时间和不同的扩散距离对流体采样，然后把这些样本进行分析，得到气体的浓度数据，再结合相应的数学模型，推导出扩散系数。但是，采样的过程干扰了系统中的流场，从而引起实验的误差。

(2)间接法：该方法通过测量其他参数来计算扩散系数，相对于直接测量，这种方法不需要取样和进行取样的分析，目前已得到广泛认可。这些参数可以是溶液体积的变化速率、气液界面的运动速率或者扩散系统的压力变化等。但这些间接方法需要准确建立测量参数与扩散相浓度的关系，并且需要对被测量参数进行精确测量。

对于高温高压条件下CO₂在多孔介质中扩散系数的测定，首先测定不同时间下CO₂在致密多孔介质中的扩散量，将其带入指定的数学模型，计算得出该条件下CO₂在致密多孔介质中的扩散系数。

许多学者采用记录CO₂与扩散介质系统的压力变化，通过带入特定的模型进行求取。例如，专利文件CN 103674799A公开了一种测定气体在多孔隙介质中轴向扩散系数的装置及方法，所述装置能够测定CO₂与多孔隙介质接触后压力的变化，将测量的压力数值带入模型计算扩散系数。专利文件CN 102121891A公开了一种高温高压多组分油气体系分子扩散系数的测试装置及方法，利用高温高压PVT实验装置测试了CO₂与原油接触后体系压力变化，带入特定的模型计算了不同组分油气体系的分子扩散系数。专利文件CN 102809526A公开了一种测量二氧化碳在饱和油岩心中扩散系数的方法，利用扩散筒测试了CO₂与原油接触后体系压力变化，并将压力变化带入指定模型计算得到非膨胀体系中二氧化碳的有效扩散系数。