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当今世界油气资源需求持续增长而常规油气产量不断下降,致密油作为一种非常规油气资源逐渐成为世界油气勘探开发的热点。致密油藏在我国各大盆地广泛分布,通常这类油藏储层物性差,开采面临低产量、低效益的困境;向油藏注气后,原油体积膨胀可降低残余油饱和度、改善原油高压物性、提高原油流动能力;原油注气膨胀实验旨在研究注气后原油高压物性变化,而注入气与原油间扩散系数是反映油气分子传质速度和传质能力的关键参数,因此本文侧重于原油注气膨胀以及油气扩散规律两方面的研究。本文依据标准复配了 A、B两个致密油,完成了原油相态特征测试以及注气膨胀实验,通过压力降落法完成了油气扩散实验。根据文献调研,前人所做的油气扩散实验都采用地面脱气油或者模拟油,且实验大多在PVT筒中进行,仅有少数在多孔介质中进行,但其多孔介质都是人造岩心、填砂管或者中高渗岩心,这不足以反映真实致密油藏注气过程中油气扩散现象,本文扩散实验油样采用室内复配致密油,多孔介质中扩散实验岩心采用真实致密油储层特低渗(渗透率为0.0406mD/0.0420mD)岩心,将实验数据结合理论模型,计算油气扩散系数;通过研究得到以下认识:(1)原油注气后气油比、饱和压力、膨胀系数、体积系数增大,密度和粘度减小;原油注C02膨胀能力最强,降黏效果最好,其次为CH4,N2最差;A原油注气后饱和压力增加较快,膨胀能力较强,但粘度降低幅度较小;(2)PVT筒中扩散达到平衡时,气相中注入气含量在90%以上,越靠近油气界面注入气含量越少,油相越靠近油气界面气油比越高,下部油性质基本没有变化;注入气与致密油扩散平衡时间较长(PVT筒中150h左右,多孔介质中500h左右);对于同种原油,平衡时间:CH4>N2>C02,平衡时压降幅度C02>CH4>N2,扩散系数C02>N2>CH4;(3)油相中组分在气相中扩散系数大于注入气在油相中扩散系数;组分越重扩散系数越小;多孔介质中扩散平衡时压降小于PVT筒中,扩散系数(数量级10-10m2/s～1 0-11m2/s)远小于PVT筒中(数量级10-8m2/s～10-9m2/s),由于岩心对不同注入气吸附能力差异,多孔介质的存在对油气扩散阻碍程度的大小顺序为:CO2>CH4>N2;(4)虽然A原油C11+含量较B原油高,但A原油地层温度和压力均较高,且粘度较小,故整体上表现为注入气与A原油扩散系数大于B原油对应扩散系数。本文完成了注入气与致密油扩散规律实验研究,特别是在真实特低渗岩心中的油气扩散,已应用于致密油藏注气开发方案制定中。