地質(zhì)封存中CO2混合體系密度變化規(guī)律研究.pdf

1、CO2等溫室氣體排放量的增加，加速了全球變暖的進程。為了減輕溫室效應(yīng)，必須降低CO2的排放速率，減小大氣中CO2的濃度。CO2捕獲和封存（CCS）技術(shù)將CO2從排放源捕集并運輸?shù)椒獯娴攸c進行地下儲存，是減少CO2排放的重要方式。其中CO2強化采油技術(shù)（CO2-EOR）在大型CO2儲存項目中的應(yīng)用日益廣泛，具有提高石油采收率的經(jīng)濟優(yōu)勢。
　　為了實現(xiàn)CO2的高效穩(wěn)定封存，需要掌握CO2和原油混合物的密度、相行為等特性，為封存過程的設(shè)

2、計和優(yōu)化提供基礎(chǔ)。十一烷(undecane)作為一種中長鏈烷烴，是原油的典型組分，可作為模擬原油，因此CO2+undecane混合物的性質(zhì)具有很大的研究價值。由于捕獲到的CO2含有N2、O2、Ar、SOx等雜質(zhì)氣體，這些雜質(zhì)氣體對于CO2運輸和封存會產(chǎn)生不利的影響，掌握含有雜質(zhì)的CO2熱力學(xué)性質(zhì)對于減弱雜質(zhì)氣體帶來的不利影響有著重要的意義。
　　本研究使用磁懸浮天平測量了313.15-353.15 K，8-19 MPa下，CO2摩

3、爾濃度為0.8874的CO2+undecane混合體系的密度。分析發(fā)現(xiàn)CO2+undecane混合溶液的密度隨著壓力的升高而變大，隨著溫度的升高而降低，并且出現(xiàn)了高CO2濃度密度變化趨勢線和低CO2濃度密度變化趨勢線相交的情況。隨著CO2摩爾濃度的增大，混合溶液的密度先增大后減小，極大值點對應(yīng)的CO2濃度為最佳注入濃度，利用CO2+undecane的超額摩爾體積分析也可以得到一致的結(jié)論?；趯嶒灁?shù)據(jù)，對PHSC模型的溫度縮放因子進行了優(yōu)

4、化，改進后的PHSC模型預(yù)測精度得到了顯著提高；進一步對不同的CO2+烷烴體系進行了模型分析，優(yōu)化后對不同烷烴體系采用統(tǒng)一的二元相互作用系數(shù)，計算過程得到簡化，模型預(yù)測精度也能滿足工程計算需求。
　　本文同時測量了CO2+N2+O2三元混合氣體在293.15-353.15K，5-18MPa下的密度。分析發(fā)現(xiàn)，N2、O2等不凝結(jié)雜質(zhì)氣體的存在會降低CO2氣體的臨界壓力，相較于低溫條件，實驗壓力范圍內(nèi)高溫下的CO2密度隨著壓力的升高沒