Determination of the Diffusion Coefficient for CO2 in Porous Media

Publikationen: Thesis / StudienabschlussarbeitMasterarbeit

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Abstract

Um die Ausbeute von hochviskosem Schweröl zu erhöhen, wird die Kohlendioxidinjektion angewandt. Dabei hilft CO2 die Ölmobilität zu erhöhen, indem es durch Mischung mit dem Öl eine niedrigere Viskosität erzielt. Ein besseres Verständnis der Diffusionskoeffizienten von CO2, DCO2, in porösen Medien, die ein wichtiges Thema bei solchen Ölfeldern ist, ist das Hauptziel meiner Arbeit. In dieser Arbeit habe ich DCO2 in porösen Medien unter Initialleskonditionen über physikalische Experimente analysiert. CO2-Gas wurde in einen Container/Kernhalter mit Wasser/Öl gesättigten Berea Sandsteinkernen bei Temperatur von 40, 80°C und Druck von 100 bar injiziert. Der Druck in dem System ändert sich wenn die CO2-Moleküle in dem porösen Medium zu diffundieren starten. Die Druckabfall über die Zeit ist abhängig von der Diffusionsgeschwindigkeit und von dem Diffusionskoeffizient, deshalb wurde der Druckabfall genau betrachtet und in einer mathematischen Modell definiert, um den Diffusionskoeffizienten zu interpretieren. Das mathematische Modell wurde durch Fick'schen Gesetz definiert und der Diffusionskoeffizient mit der Hilfe von Druckabfall-Profil berechnet. Einige Experimente mit Wasser/Brine wurden bei einem Druck von 50, 100, 200 bar und einer Temperatur von 40, 60, 80°C durchgeführt, um das experimentelle und mathematische Modelle zu überprüfen. Die durch diese Experimente berechneten Diffusionskoeffizienten wurden mit den Werten aus den wissenschaftlichen Quellen verglichen. Cussler, 1976 und Reid et al., 1977 haben DCO2 im Wasser bei 25°C untesucht. Vergleich ihres Wertes (1.92E-9 m2/s) mit meinem Wert (4.86E-9 m2/s) bei einer Temperatur von 40°C stimmt gut mit Stokes Einstein-Gleichung überein. Die Ergebnisse zeigen, dass der Diffusionskoeffizient mit Druck von 50, 100, 200 bar ansteigt und bestätigen die Abhängigkeit des Diffusionskoeffizienten von CO2 –Konzentration. Experimente im porösen Medium wurden bei 100 bar durchgeführt und mit den Versuchen in Öl verglichen. Beispielsweise, die Ergebnisse der Schönkirchen Öl haben den Wert von 1.5E-8 m2/s während die gleichen Versuche bei gleichen Konditionen für gesättigten Berea Sandstein den Wert von 8.03E-10 m2/s zeigen. Das zeigt, dass die DCO2 in porösen Medien niedrigere Werte in vergleich mit Öl hat.

Details

Titel in ÜbersetzungBestimmung des Diffusionskoeffizient für CO2 in porösen Medien
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung14 Dez 2012
StatusVeröffentlicht - 2012