二氧化碳的物理化学性质

⼆氧化碳的物理和化学特性⼆氧化碳的物理化学性质

⼆氧化碳在油⽥上应⽤于采油，是基于它的临界温度和临界压⼒低，有类似于丙烷的物理性质，易于压缩，可以超临界态或液态输送，较其它⽓体如氮⽓、甲烷易于膨胀、降粘、萃取⽯油，从⽽获得较⾼的⽯油采收率，因⽽得到油⽥上的⼴泛应⽤。1、⼆氧化碳的⼀般性质

在常温常压下，⼆氧化碳为⽆⾊⽆嗅的⽓体，分⼦量为44.01，其⽐重约为空⽓的1.53倍，偏⼼因⼦为0.225。⼆氧化碳的临界温度为31.06℃，临界压⼒为7.35MPa，临界点密度为0.4678g/mL，临界点粘度为0.03335mPa.s，临界压缩因⼦为0.275，临界⽐容为2.135L/kg。在压⼒为1atm、温度为0℃时，⼆氧化碳的密度为1.98kg/m3；导热系数为0.0126千卡/⽶·时·度；动⼒粘度系数为138×10-6泊。在不同条件下，⼆氧化碳也可以⽓、液、固三种状态存在，固态⼆氧化碳也叫⼲冰。⼆氧化碳化学性质不活泼，既不可燃，也不助燃，⽆毒，但具有腐蚀性。它与强碱有强烈的作⽤，能⽣成碳酸盐，在⼀定条件及催化剂作⽤下，⼆氧化碳还能参加很多化学反应，表现出良好的化学活性。2、⼆氧化碳与驱油有关的特性

（1）⼆氧化碳的密度随压⼒的升⾼⽽增加，随温度的升⾼⽽降低。在许多油藏条件下，⼆氧化碳的密度与油藏原油相似，视特定的温度、压⼒或⽯油组成的不同，⼆氧化碳的密度可⾼于或低于油藏原油，但通常⾼于⽓顶⽓。（2）⼆氧化碳的粘度随压⼒的升⾼⽽增加，随温度的升⾼⽽降低。⼆氧化碳的粘度⽐油藏原油的粘度要低。

（3）⼆氧化碳的压缩因⼦随温度的升⾼⽽增加，当压⼒较低时，随压⼒的升⾼⽽降低，⽽当压⼒较⾼时，则随压⼒的升⾼⽽增加。

（4）从⼆氧化碳的P-T相图得到：⼆氧化碳的蒸汽压曲线始于⽓-液-固三相点，终于临界点。三相点上，温度为-56.42℃，压⼒为0.519MPa，⽓-液-固三相呈平衡状态。临界点对应的温度为31.16℃，压⼒为7.16MPa；在临界点附近，⽓液两相形成连续的流体相区，它既不同于⼀般的液相，也不同于⼀般的⽓相。（5）⼆氧化碳可溶于⽔，它在⽔中的溶解度随压⼒升⾼⽽增加，随温度

的升⾼⽽降低。⽔中的含盐量也会影响⼆氧化碳的溶解度，含盐量愈⾼，溶解度愈低。

⼆氧化碳很容易溶于原油中，且其溶解性随压⼒的增加⽽增强，但当压⼒降低时，⼜会从原油中脱出。⼆氧化碳溶于原油中，会引起原油膨胀，粘度降低，密度改变，同时降低界⾯张⼒。（6）⼆氧化碳的化学性质⼆氧化碳与⽔混合形成碳酸: H2O + CO2= H2CO3

其混合液的稳定PH值在3.2-3.7，当⼆氧化碳的浓度从0增⼤到4.3m3/m3时，⽔溶液的PH值从7降到3.2，即使⼆氧化碳浓度⾮常⾼，PH值仍保持在3.2。其腐蚀性不⼤，如碳酸对软钢的腐蚀率约等于加有缓蚀剂的15%盐酸腐蚀率的1/10，所以⼆氧化碳的⼀般油⽔井作业，⽆需使⽤缓蚀剂；但若长期使⽤，如在⼆氧化碳驱的管道输送和注⼊中，则需进⾏⼆氧化碳脱⽔处理，或对注⼊井、采油井管阀件进⾏防腐处理。

另⼀⽅⾯，亦可利⽤它的酸性，提⾼储层的渗透率，⽤碳酸⽔对地层增产增注，如16 m3的碳酸⽔可溶解165kg碳酸镁和91kg硅酸盐。另外，碳酸⽔可阻⽌铁、铝氢氧化物胶凝沉淀，控制低渗流率储油层的粘⼟膨胀，起到增注和保护储层的作⽤。但含⼆氧化碳的油、⽔从油井产出时，由于压⼒降低，导致⼆氧化碳溢出，可能出现温度降低、碳酸盐沉淀，因此必须注意采取油井防冻、防结蜡、防结垢等有效措施。

表⼀ ⼆氧化碳在不同温度条件下的密度值（g/cm3）

表⼀ ⼆氧化碳在不同温度条件下的密度值（g/cm3）续表 1

表⼀ ⼆氧化碳在不同温度条件下的密度值（g/cm3）续表 2