二氧化碳驱油藏流体混合传质理论与局部混相效应研究

二氧化碳驱替过程中，油藏非均质性会造成流体"非均匀"混合传质，使二氧化碳与原油仅在小规模油藏"局部混相"，降低与原油混合二氧化碳的有效浓度，延长混相前缘或影响其形成和稳定，甚至在最小混相压力下无法达到油藏规模混相。为了考虑"局部混相"效应对非均质性油藏二氧化碳驱的影响、改进现有二氧化碳驱油理论和数值模拟方法，本项目综合微观分析与地质统计等方法，研究定量描述油藏非均质性和多相流体分布的流体"混合单元"理论；通过实验和理论分析，研究二氧化碳驱油藏中粘性流、对流扩散等流体混合传质的力学机制；基于Maxwell-Stefan流体传质方程，建立二氧化碳与原油对流扩散等特征方程；建立考虑 "局部混相"效应的二氧化碳驱多组分渗流模型和数值模型，并给出可行的数值模拟方法；最后，通过实验和数值模拟，研究二氧化碳与原油"局部混相"的机理及其对混相前缘及驱替的影响机制，给出二氧化碳混相驱合理注入压力的确定方法。

二氧化碳驱替过程中，油藏非均质性会造成流体“非均匀”混合传质，使二氧化碳与原油仅在小规模油藏“局部混相”，降低与原油混合二氧化碳的有效浓度，影响二氧化碳的混相和驱油效果。本项目综合采用实验、理论和数值模拟等方法，在实验室岩心尺度下研究了非均质性对二氧化碳驱油效率的影响，分析了油藏规模下局部混相的影响，研究了多孔介质中二氧化碳驱过程中的力学机制和对流扩散等相关特征方程，探讨了二氧化碳混相驱油藏数值模拟的网格粗化和参数设置方法，给出了二氧化碳驱油藏优化设计方法的建议。.油藏分层非均质性越强，油藏不同部位流体流动速度的差异越大，二氧化碳和原油的混相带(或称混相前缘)越长，进而，二氧化碳与原油局部混相会降低二氧化碳的驱油效率，但是二氧化碳的扩散作用同时也会提高波及效率。在实验室岩心和油藏的不同尺度下，应采用相应尺度下描述非均质性和流体混合的参数。在混相驱模拟时应该量化扩散值的大小且要在网格粗化后保证扩散值水平。厚度大、横向区域连续油藏混相驱时混相区域能够很快达到平衡，使混相前缘变得更加稳定和抑制二氧化碳沿高渗通道的指进。.本项目研究成果对改进二氧化碳驱油藏数值模拟和工程设计具有一定的指导意义。