Experimental study on immiscible and miscible dynamic characteristics of CO2 and crude oil in visual slim tube

• Zhang, Xing ^[1] ; Ma, Dongchen ^[2] ; Zhao, Ruiming ^[2] ; Zhang, Xiaoyu ^[2] ; Feng, Jiajia ^[3] ; Feng, Meng ^[3] ; Zhang, Jin ^[1]
  1. [1] The Karamay Branch of National Key Laboratory of Petroleum Resources and Engineering, China University of Petroleum (Beijing) at Karamay, China
  2. [2] Northwest Oilfield Company, SINOPEC, Xinjiang Urumqi, China
  3. [3] Oil Testing Company, PetroChina West Drilling Engineering Co., Ltd. Karamay, China

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• Localización: CT&F - Ciencia, tecnología y futuro, ISSN-e 0122-5383, Vol. 14, Nº. 1, 2024, págs. 5-12
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Estudio experimental sobre las características dinámicas inmiscibles y miscibles del CO2 y el petróleo crudo en un tubo visual delgado
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• Resumen
  • español

    La inundación de CO2 para la recuperación de petróleo es un proceso dinámico que requiere más investigación sobre las características de cambio de la interfaz petróleo-gas, los procesos de transferencia de masa interfacial y la variación de la composición petróleo-gas durante el desplazamiento tanto inmiscible como miscible. Comprender estos factores es crucial para comprender mejor su impacto en la recuperación de petróleo mejorada con CO2 (EOR). Esta investigación adopta un aparato experimental de inundación visual miscible con CO2 desarrollado conjuntamente para estudiar las características dinámicas horizontales del CO2 y el petróleo crudo bajo diferentes presiones y caudales en un tubo visual delgado. A 10 MPa, los resultados de la estratificación del CO2 y del petróleo crudo indican que el experimento es una inundación inmiscible. El ángulo de contacto (7,9°) entre las dos fases de CO2 y el petróleo crudo a un caudal de 15 cm/min es mayor que el (5,2°) a 1,5 cm/min, y la escala de grises del CO2 aumenta a 100 cm/min. La cantidad, el contenido individual y la forma de los componentes de hidrocarburos ligeros y medios condensados en la pared interior del tubo varían con diferentes caudales. A 15 MPa, la aparición del intervalo de transición de CO2 y petróleo crudo demuestra que el experimento es una inundación miscible. A diferentes caudales, el ángulo de inclinación y la distribución de las franjas negras son diferentes. Todo el intervalo de transición se divide en 6 intervalos y el intervalo de transición se alarga al aumentar la velocidad del fluido. Los experimentos demuestran visualmente la aparición de la fase miscible e identifican la presión experimental y el caudal de fluido como factores clave que influyen en la miscibilidad del CO2 y el petróleo crudo.

  • English

    CO2 flooding for oil recovery is a dynamic process that requires further investigation of  oil-gas interface change characteristics, interfacial mass transfer processes, and oil-gas composition variation during both immiscible and miscible displacement. Understanding these factors is crucial for better comprehending their impact on CO2-enhanced oil recovery (EOR). This research used a jointly developed CO2 miscible visual flooding experimental apparatus to study the horizontal dynamic characteristics of CO2 and crude oil under different pressures and flow rates in visual slim tube. At 10 MPa, the stratification results of CO2 and crude oil indicate that the experiment is immiscible flooding. The contact angle (7.9°) between the two phases of CO2 and crude oil at the flow rate of 15 cm/min is larger than that (5.2°) at 1.5 cm/min, and the grey scale of CO2 increases at 100 cm/min. The quantity, individual content, and shape of the light and medium hydrocarbon components condensed on the inner wall of the tube vary with different flow rates. At 15 MPa, the appearance of the CO2 and crude oil transition interval proves that the experiment is miscible flooding. At different flow rates, the inclination angle and distribution of black stripes vary. The whole transition interval is divided into 6 intervals, and the transition interval lengthens with increasing fluid velocity. The experiments visually demonstrate the occurrence of the miscible phase, and identify experimental pressure and fluid flow rate as key factors influencing the miscibility of CO2 and crude oil.