CO2驅提高采收率由于其明確的機理和控制碳排放的優(yōu)勢在眾多強化采油技術(shù)中脫穎而出。CO2混相驅油技術(shù)提高了采油率，可使油田的采收率高達90%。此外，還實(shí)現了CO2封存，減少了大氣中CO2含量，實(shí)現CO2資源利用。我國早在1999年就有對CO2混相驅先導試驗的研究。

CO2混相是一個(gè)動(dòng)態(tài)的蒸發(fā)氣驅過(guò)程，即CO2通過(guò)與原油的多次接觸，蒸發(fā)或萃取原油中的輕烴組分，使前緣注入氣富化后與原油混溶形成混相帶，形成的CO2-原油混相帶驅替原油從開(kāi)采井中采出?；煜囹屢笥筒貕毫Ω哂诨虻扔贑O2與原油完全混相的最低壓力(MMP)，Holm and Josendal將MMP定義為當80%以上的油被回收時(shí)的CO2突破壓力。最小混相壓力(MMP)是判斷混相是否形成的重要參數。

在CO2混相驅油工程發(fā)展迅速的大背景下，本實(shí)驗試圖借助先進(jìn)的ASDA-P技術(shù)，用傳統的高壓懸滴法測出不同溫度壓力下CO2和混合烷烴的界面張力，并采用外推法對最小混相壓力(MMP)進(jìn)行預測。

1實(shí)驗

1.1實(shí)驗原理

ADSA-P方法將計算得到的理論輪廓和圖像識別出的實(shí)際輪廓進(jìn)行比對得到準確的界面張力值等參數。其中，實(shí)際輪廓由圖像處理軟件自動(dòng)生成，而理論輪廓的計算基于描述界面張力和液滴自身重力之間達到靜態(tài)力平衡時(shí)液滴界面形狀的經(jīng)典Laplace-Young方程。假定液體懸滴此時(shí)只受到界面張力和重力的作用。采用懸滴法能夠較為準確地測量混合烷烴與CO2的界面張力。采用式(1)可計算出界面張力的大小。

式中：γ為界面張力，mN/m;Δρ為液相與環(huán)境相的密度差,g/mL；g為當地的重力加速度,m/s2；de為懸滴外形輪廓上最大直徑,cm；H為修正后的形狀因子。

1.2實(shí)驗裝置和材料

本實(shí)驗所測量的CO2與混合烷烴的界面張力需模擬實(shí)際油藏的地層環(huán)境，即高溫高壓，且有地下鹽水層的存在。為此，設計了如圖1所示的實(shí)驗系統以實(shí)現這一目標。該系統從實(shí)驗原理上主要分為照明系統、圖像采集系統和圖像分析系統；從測試材料上主要分為進(jìn)液系統、進(jìn)氣系統和進(jìn)鹽水系統；從實(shí)驗環(huán)境上主要分為氣體測壓系統、氣體控溫系統和液體控溫系統。實(shí)驗用材料來(lái)源及純度見(jiàn)表1，烷烴的組分模擬伊朗西南部的阿瓦茲-班吉斯坦(Ahwaz-Bangestan)油田原油的成分，不考慮瀝青質(zhì)，摩爾分數分別為：正庚烷8.93%，正辛烷9.02%，正癸烷5.26%，正十一烷5.72%，正十二烷71.07%。NaCl溶液的質(zhì)量分數為17.33%。實(shí)驗中將CO2與鹽水溶液飽和后，測其與混合烷烴的界面張力。

表1化合物來(lái)源和純度

實(shí)驗在一定溫度壓力、混合烷烴被NaCl溶液飽和的CO2環(huán)境中進(jìn)行。實(shí)驗溫度分別為40℃和60℃。溫度為40℃時(shí)，選擇壓力為3.0～8.5 MPa，壓力每升高0.5 MPa測量1組數據；溫度為60℃時(shí)，選擇壓力為3.0～9.5 MPa，壓力每升高0.5 MPa測量1組數據。實(shí)驗最終得到有效數據共24組。

重力加速度選擇系統默認為9.8100 m/s2。CO2的密度數據來(lái)源于美國國家標準與技術(shù)研究院(NIST)官網(wǎng)發(fā)布的NIST化學(xué)網(wǎng)頁(yè)版標準參考數據庫，編號為69(NIST Chemistry WebBook，SRD 69)；混合烷烴的密度數據來(lái)源于A(yíng)P1700的物質(zhì)物性計算查詢(xún)平臺，對于烴類(lèi)混合物的計算，采用較為普遍使用的SUPERTRAPP模型。實(shí)驗中不考慮CO2被NaCl溶液飽和后引起的密度變化。實(shí)驗以0.02 mL/min的速度進(jìn)液，同時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)錄像，得到同一壓力溫度下，連續3滴懸滴從形成到完全滴下的錄像，保存至電腦留作后續處理。