二氧化碳气态相征

时间：2025-04-19

二氧化碳

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20 0 6年 l O月

油

气

井测

试

第1 5卷

第5期

C 2井相态特征气 O周伦先褚小兵(. 1胜利油田有限公司地质科学研究院山东东营 2 7 1; 2胜利油田有限公司科技处 505 .山东东营 2 7 0 ) 5 00

摘要

C: O气临界温度较低，接近常温，受温度、压力影响 c 0在井下可呈气相、液相。通过实

验室样品模拟物理参数试验及对井下温度、压力和压力梯度测量，分析 C O在井下的相态特征。关键词 C:气井相态试气 O高可达到 9 0 9k/试验温度 4 c压力 2 .1 1 . gm ( Oc、 4 6

引

言

MP)近液体的密度， a接反映了 C, O是一种高压浓

密的气体。在试验温度 2 c, 8c低压时密度随压力增C: O是一种具有较高工业价值的气体，阳坳济陷已发现大量无机成因、纯度高( O含量9 .%以 C: 8O上 ) C 2藏。的 O气

高缓慢增大；当试验压力由69 a . MP增加到74 6 .5 MP时， a密度突变， 34 6k/ 加到 7 1 5由 2 . g增 m 2 . k/说明 c:已由气相变为液相， gm, 0最大密度为9 4 9k/ 试验压力 2 .1Mp ) 5 . gm ( 4 6 a。10 00

C 的临界温度 3 .,界压力 7 3 O气 11临 o C .8 MP。随着温度和压力变化， O的相态可呈气相、 a C: 液相或固相。C,临界温度以上， O在任何压力下均

为气相，不同的温度、压力条件下偏离理想气体程度不同。低于临界温度时， O为气相； C:达到临界压力时开始液化，出现气液共存；超过临界压力时，全部液化，成为液相。当温度低于一5 .￣压力低于 66 C、0 55MP, 0呈现固相， .3 aC,密度达 ll . gm。 5 24k/ \

80 0

60 0b。

稍

40 0

C: 物理参数模拟试验 O阳 5井奥陶系试气井段 23 . 55 0~24 .在 56 0m,

20 0

O 0

l 0

1 5

2 O

2 5

井下 20 50m进行气体取样分析， O含量9,%, C 93 相对密度 0 1 1。通过对阳 5井 C: .55 O气样品进行模拟物理参数试验，出一组试验数据，得反映不同温度、压力条件下， O的密度、 C,压缩因子和

体积系数变化情况，及其在不同温度、压力下的相态特征。1密度 .

试验压力( a MP )

图1二氧化碳密度与温度，压力关系图

在试验温度为 9 c压力2 .1MP,近气层 lc、 4 6 a接

的温度、压力条件下 (气层中部压力为 2 .5M a 5 6 P, 2 5 4 0m处温度为 9￣)c 2 6, 0密度 6 16k/’ C 3 . g。 m2压缩因子 .

C 标准状态下密度 1 97 gm。受温 O在 .6 8k/

C: O气压缩因子小于 1表明 C:, O气易于压缩，在高压下密度较大也反映了这个特性。从试验数据绘制的压缩因子一温度、压力关系图来看(图 2,见 ) 试验温度在 4 c及以上温度时， Oc随着压力增加，压

度、压力影响， O的密度变化较大。试验温度高于 C,临界温度时， O C的密度随温度降低、压力增高而逐渐增大 (见图 1, )是温度、压力的连续曲线，密度最

[作者简介]周伦先，,男高级工程师， 6年出生。9 3 1 2 9 18年毕业于西南石油学院石油地质专业。现从事油气勘探研究工作。

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圈好幽油气井0

测

试∞ ×

20 0 6年 1菰氍 0月∞× X 加×

6×

4×

缩因子开始快速减小，缓慢减小，后又缓慢升后之

缓慢下降至 20×1一。c 2 .7 0 O体积系数在压力74 .5 MP时出现一个拐点， a表明是气相向液相的转变点。在试验温度为 9℃、 l压力 2 .1M a即接近气 46 P,层的温度、压力条件下，o体积系数为31×1~。 c2 . 3 0

高。在试验温度(8C低于临界温度时， 2￣)随着压力增加，因子急剧减小；压缩当压力超过临界压力时，压缩因子出现一个拐点，之后压缩因子随压力增加

缓慢升高，说明 C: O已被液化。

C: O井下相态分析滨古 2 2井奥陶系试气井段 20 . 2 0 0~2 5 . 250 m,经取样分析，体中 C 气 O含量为 9 .3相对 9 9%,密度 0 18。滨古 2井在关井静止状态和开井生 .5 8 2产状态分别进行了温度、压力和压力梯度连续测量。根据不同深度处的温度、压力情况，确定 C O在井

下临界点的深度。根据压力梯度值，来判识 C: O在井下的相态。O 0

5 l 0 l 5 2 0 2 5

1关井静止状态 .

试验压力( a MP )

按照地温梯度计算及滨古 2井实际测量数据， 2 C O气井在关井静止状态下，临界温度 (1 1所 3 .℃)在井深为 4 0m。在井深 0 0 0 4 0m的温度小于临界温度(图 4,见 )井下压力均超过临界压力，符合液相条件(见图 5。井深大于 4 0m, ) 0井内温度和地层

图2二氧化碳压缩因子与温度、压力关系图

在试验温度为 9℃、 l压力2 .1MP, 4 6 a即接近气层的温度、压力条件下， O压缩因子0 6 1。 C: .373体积系数 .

图3阳5 C 是井 O体积系数与温度、压力关系图。

温度均大于临界温度， O C以高压气体状态存在。从实测压力梯度数据来看 (图 6, O气井垂向见 )C:井筒内出现上部压力梯度大，下部压力梯度小。井深 0 4 0m,~ 0 实测压力梯度 0 9— .4 MP/O .6 0 7 ( a 0 I m;0 以下井深， i压力梯度 0 6 )4 0m实贝 9 .8~0 4 1 .3 ( a O )说明气井内流体上部密度大， MP/ 0m, I下部密

度小，上部的 C O以液相存在。这样在 C: O气井内出现了上液相下气相，气液倒置现象。l0 2

1o 0

8 0

l o

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2 0

2 5

一

试验压力( a MP )

p6 0

图3二氧化碳体积系数与温度、压力关系图

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