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本文从超临界CO2性质出发,进行了超临界CO2在多孔介质中扩散特性实验,得到了一种测定多孔介质中超临界CO2扩散系数的方法,测定了不同温度、不同压力下多孔介质中超临界CO2的扩散系数,实验结果表明其有效扩散系数随着温度的升高而变大,随着压力的增大而变大。采取实验研究方法,利用不同技术手段系统地研究了超临界CO2对岩石物性的影响规律。首先,通过岩心驱替实验模拟了真实地层中的CO2驱,研究了驱替过程中岩心渗透率随着CO2驱替时间的变化;然后,利用X射线衍射技术分析了CO2驱替过程中岩石矿物成分随时间的变化,并监测采出液矿物离子浓度的变化;最后,又对驱替前后的岩石切片进行扫描电镜处理,对比观测CO2驱替对岩石微观孔隙结构的影响。实验结果表明,CO2注入储层后能够溶蚀岩石中的矿物成分,使孔隙度变大,渗透率升高,并且超临界CO2由于其溶解快、扩散快的特性,使得在气体注入前期对储层物性的改变就十分明显;另外,脱落的粘土矿物发生运移又会堵塞岩石孔隙,导致岩石渗透性变差。通过X射线衍射分析发现CO2所溶蚀的矿物成分为方解石、长石,通过扫描电镜观察岩石溶蚀前后的微观孔隙结构发现,溶蚀后样品疏松,次生孔隙发育充分,连通性变好。通过PVT仪和落球粘度计进行了超临界CO2对超稠油物理性质影响的实验研究。研究结果表明超临界CO2能够溶解于超稠油且使其体积膨胀,进而使得超稠油的体积系数随着CO2溶解度的升高而升高,超稠油的密度随着CO2溶解度的升高而减小,并且超稠油溶解CO2后粘度急剧降低,且原油含水越高CO2降粘效果越好。