降混剂对二氧化碳在稠油中的溶解度和最小混相压力的影响

针对CO₂驱油过程中,稠油体系与CO₂难混相,最小混相压力高于地层破裂压力的问题,对CO₂与原油的混合体系进行了分子模拟,考察了降混剂种类和加量、温度、压力的影响。由径向分布函数得到混相过程中CO₂分子及沥青质分子的聚集程度,进而明确各类分子的分散状态,分析其作用机理。在此基础上,开展高温高压PVT相态实验,测定CO₂与原油混合体系中添加不同降混剂后的体积膨胀系数和CO₂溶解度,对分子模拟结果进行验证。最后,对柠檬酸三甲酯、苯甲醇、苯甲酸乙酯3种降混剂进行优选,得到最优复配配方,并通过细管实验评价其降混性能。分子模拟结果表明,柠檬酸三甲酯的降混效果最为显著,可有效增大CO₂分子间的聚集程度,降低沥青质分子间的聚集程度;在高压（6.90 MPa）低温（308.15 K）的条件下,降混剂更能发挥其作用。PVT相态实验结果表明,0.23%柠檬酸三甲酯的增溶与增膨作用最佳,与分子模拟结果一致。降混剂最优复配配方为80%柠檬酸三甲酯+20%苯甲酸乙酯。在原油-CO₂体系中加入0.23%复配降混剂,最小混相压力降幅为21.47%,CO₂溶解度和原油采收率提高。降混剂含有亲油的烃类基团和亲CO₂的酯基,不仅能与原油体系中的极性分子结合,拆散各沥青分子的聚集体,同时在双亲性能作用下,能吸附在原油与CO₂的界面上,降低原油与CO₂的界面张力,进而降低最小混相压力。