二氧化碳在地層水中的溶解度測定及預測模型

作者：林元華,鄧寬海,寧華中,石云升,曾德智,劉婉穎

摘要：考察H_(2)S、CO_(2)等酸性氣體在液體介質中的溶解度對同區塊不同井或同井不同井段油套管腐蝕、開裂及氫脆等環境斷裂情況的影響,基于模擬油氣井環境下CO_(2)溶解度的測試裝置,開展CO_(2)在不同溫度、壓力及礦化度下的溶解度試驗,采用灰色關聯度法從溫度、壓力及礦化度3個方面對CO_(2)溶解度進行敏感性分析,得到CO_(2)溶解度與溫度、壓力及礦化度之間的相關性,基于試驗數據及改進的P-R狀態方程,采用逸度系數模型與混合規則相結合的方法,擬合分析預測結果與模型中二元交互作用參數之間的相關性,得到二元交互作用參數,修正完善CO_(2)在地層水中溶解度的預測模型,計算CO_(2)-地層水體系在實驗溫度(303.15~363.15 K)、壓力(5~30 MPa)及礦化度(0~0.7 mol/kg)條件下的相平衡數據。結果表明CO_(2)溶解度隨壓力變化存在轉變壓力(本文實驗條件下的轉變壓力為15 MPa),在轉變壓力以下,CO_(2)溶解度隨壓力增加更快;溫度為CO_(2)溶解度的主控因素,壓力次之,礦化度最小;CO_(2)溶解過程受溫度、壓力及礦化度3種因素的混合控制,其溶解度變化趨勢主要依賴于CO_(2)氣體分子在水溶液中的溶解速度和逃逸速度;優化的預測模型是準確、可靠的。

發文機構：西南石油大學油氣藏地質及開發工程國家重點實驗室

關鍵詞：CO_(2)溶解度預測模型相關性溫度壓力礦化度CO_(2)solubilityprediction modelcorrelationtemperaturepressuresalinity

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