致密储层CO₂扩散实验

量化扩散过程

在模拟致密储层孔喉、压力与围压条件下，实验测定CO₂扩散过程并建立动态模型，为CO₂利用与封存提供定量扩散数据。

柴晓龙 · 田冷 · Yuan, Zhu · Haiyan, Ding · 张广清

Separation and Purification Technology 2025

参数信息

扩散速率

0.18–1.62 cm/d

扩散速率

0.075–0.15 cm/d

到达边界时间

90000–30000 s

到达边界时间

190000–130000 s

CO₂浓度范围

1.0–4.2 mol/m³

CO₂浓度范围

3.2–9.8 mol/m³

CO₂浓度范围

11.8–18.9 mol/m³

技术优势

定量扩散距离

基于压降实验与Fick定律建立动态模型，可计算不同扩散系数下到达边界的时间：I阶段90000 s至30000 s，II阶段190000 s至130000 s。

温度敏感性

温度从58℃升至88℃时扩散速率、浓度和扩散距离均增加，且温度对I阶段的影响弱于II阶段。

重力叠置效应

岩心上部CO₂浓度高，重力叠置降低原油流动能力和波及效率，这对注气方案设计有直接指导意义。

应用场景

• CO₂地质封存：提供扩散速率和浓度分布，用于评估封存潜力和泄漏风险。
• 提高采收率：量化CO₂在致密岩心中的扩散距离和时间，优化注气提高波及效率。
• 致密油藏开发：揭示孔喉结构中CO₂扩散规律，为致密油藏注气开发方案设计提供参数。