甲烷、二氧化碳和氮气在油相中溶解度的预测模型

doi:10.11743/ogg20050408

摘要/Abstract

摘要：

以甲烷、二氧化碳、氮气在原油中的溶解度实验为基础,观察3种气体在原油中的溶解特征和规律,并从理论上探讨了气体在原油中的溶解机理,提出以下观点:1)原油中的烃类物质在气体溶解过程中起主要作用,而胶质、沥青质等大分子对气体溶解度的贡献很小;2)气体分子可与烃类物质分子形成加合物分子,这个过程可看成是一个表观化学反应,其反应程度可以用一个平衡常数K来描述;3)先期形成的气体-烃加合物分子对后续的气体还具有一定的溶解能力,这种再溶解能力可以用一个二次作用系数α来描述;4)原油的性质用地面原油的密度、原油中烃的质量分数和烃的平均分子量来表征。在此基础上,综合考虑影响气体溶解的其他因素,推导出气体在原油中的摩尔溶解度理论方程和气油比的理论方程。经与实验数据对比,理论计算值与实验结果有很好的一致性。

关键词: 甲烷, 二氧化碳, 氮气, 原油, 溶解度, 预测模型

Abstract:

Dissolution characteristics and mechanisms of CH₄,CO₂ and N₂ in crude oil are studied through solubility experiments,resulting in the following understandings: ① hydrocarbons play a key role in the process of gas dissolution in crude oil,while macromolecular substances,such as colloid and asphaltene,have a little influences on the gas solubility.② Gas molecules and macromolecular substances in crude oil can form adduct molecules;this process can be treated as an apparent chemical reaction and its reaction degree can be described by an equilibrium constant K.③ Early formed gas-hydrocarbon adduct molecules have certain solvency to subsequently formed gas molecules,which can be described by a secondary dissolving coefficient α.④ Physical properties of crude oil can be characterized by the density(ρ_o) of surface crude oil and the mass fraction(x_T) and average molecular weight(M_T) of hydrocarbons in crude oil.Combined with other factors that have influences on gas dissolution,the theoretical equation of gas'mole solubility in crude oil and that of gas-oil ratio in crude oil are derived.Comparison with experimental data shows that calculated and measured values have a good consistency.

Key words: Methane, CO₂, N₂, crude oil, solubility, theoretical model

中图分类号:

TE112.111

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