激光拉曼原位观测储层温度压力条件下乙烷在纯水中的扩散系数

乙烷和甲烷是深部天然气藏中的重要组成部分, 精确测量其扩散系数对于正确理解深部页岩储层中的烃类气体的分布运移及其分异具有重要意义.目前乙烷在水中的扩散系数数据局限在低压和283~333K温度范围内, 缺少天然气储层高温高压条件下的数据.本研究利用显微激光拉曼光谱, 在高压透明毛细管中原位观测了20MPa下273~393K温度范围内乙烷在纯水中的扩散, 测定了各温度下的扩散系数, 并用Speedy-Angell指数方程拟合出乙烷扩散系数D(乙烷)(m2/s)与温度T(K)之间的关系式: D(C₂H₆)=D₀[(T/T_s)-1]γ, 式中: D₀=13.8055×10-9m2/s, T_s=237.4K, γ=1.7397.相同温度压力条件下, 测得的乙烷的扩散系数小于甲烷的扩散系数.据此计算了2种气体通过低渗透盖层的扩散量的差异, 发现甲烷和乙烷溶解扩散的分异程度随盖层厚度、扩散时间而显著变化.