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试述泡沫流动控制剂提高

泡沫流动制约剂提高论文怎么写?泡沫工程论文论文写作题目、提纲、摘要、格式、范文、参考文献专业石油工程入学时间2007-09-01学习中心大庆奥鹏填写日期2009-4-3学院制目  录摘 要 1第1章 泡沫的特性与驱油机理 21.1泡沫的形成和稳定 21.2 泡沫的破裂 31.3 泡沫驱油基本原理 3第2章 在光滑毛细管及填充玻璃管中泡沫流动特性 62.1 实验仪器 62.2实验步骤 72.3实验结果和讨论 8第3章 注入速度对泡沫性能的影响 183.1 实验 泡沫流动控制剂提高

泡沫流动控制剂提高
气驱采收率
学生姓名
洪 艳
学生学号
900455
指导教师
王 霞
职 称
讲 师
年 级
2007
学生层次
专升本
学生专业
石油工程
入学时间
2007-09-01
学习中心
大庆奥鹏
填写日期
2009-4-3
学院制
目 录
摘 要 1
第1章 泡沫的特性与驱油机理 2
1.1泡沫的形成和稳定 2
1.2 泡沫的破裂 3
1.3 泡沫驱油基本原理 3
第2章 在光滑毛细管及填充玻璃管中泡沫流动特性 6
2.1 实验仪器 6
2.2实验步骤 7
2.3实验结果和讨论 8
第3章 注入速度对泡沫性能的影响 18
3.1 实验仪器与步骤 18
3.2 实验结果与讨论 18
第4章 泡沫对改善气波及效率和气一水相对渗透率的影响 22
4.1 用于改善气波及效率的泡沫有效性 22
4.2 泡沫对气一水相对渗透率的影响 25
结 论 29
参考文献 30
致 谢 31
摘 要
  本研究具有代表性的部分是提供了更多的关于在最低限制下来控制泡沫的流动信息。实验的第二方面研究了泡沫对气波及效率及气-水相对渗透率影响因素的研究。气波及效率提高实验是用二元平行岩心实验完成的。将发泡基段塞剂段塞注入到岩心中去,并让产生的气流从高渗透率岩心向低渗透率岩心推进。在实验中用非稳态方法测量了单管岩心中发泡剂对气-水相对渗透率的影响,测量是气驱水下进行的。实验的顺序是:第一次是盐水作为原始流体来饱和岩心,第二次是发泡剂。岩心绝对渗透率及穿过岩心的压差每次都不同,以定量确定对渗透率的影响。
关键词:泡沫;渗透率;
第1章 泡沫的特性与驱油机理
1.1泡沫的形成和稳定
  泡沫驱是通过降低水相的有效渗透率(KW)和提高水相的视粘度(μW)而达到降低水的流度的目的。但由于气体分散在水中是一个不稳定体系,气体很难均匀地分布在水中并保持一定的稳定时间。为了改进混气水的稳定性,常采用泡沫剂来降低体系的表面能,这即有利于泡沫的形成,也有助于泡沫体系处于低能位而较为稳定。向具有一定浓度的表面活性剂水溶液中通入气体即可产生气泡。当液相中的存在气泡时候,就有了气液界面,活性剂就会自发地吸附到界面上形成单吸附层。当气泡少而且分散在液相中时,界面的吸附层就会对气泡与气泡之间的相撞和合并起阻碍作用。
  当气泡以分散状态溢出液相时,泡沫在气相中就变成有内外两个气液界面,形成两个吸附层。这种由于活性剂形成的双吸附层,对气泡膜起到保护作用。理论研究证明气、水间的相互存在关系。这种存在关系,说明了泡沫的稳定机制:
  (1)活性剂亲水端的活化,水分子的定向排列使泡沫间液膜内的水粘度增大;
  (2)活性剂非极性端烃链之间的相互吸引,则增大膜层强度;
  (3)由于双吸附层覆盖,使水不易挥发;
  (4)气液界面的表面张力对膜稳定起着重要作用。
假设某一外力引起膜变薄,膜的表面积局部增加,使表面上的活性剂浓度减少,界面张力增大,并扩大了沿膜边界的表面张力差,从而使膜恢复到它的原始构型,显然,气-液界面处的表面张力对液膜稳定起着重要作用。太低的表面张力并非有利。
  (5)离子型活性剂极性亲水端在水中电离,使极性端之间因同号电荷而互相排斥,使水膜不易变薄。
稳定泡沫的因素主要是前两项,当气相增多,从而泡沫越多时,气泡就从球形挤成蜂窝状结构,这种蜂窝状结构则是薄壁结构中强度最大和最稳定的一种。此时由于泡与泡之间彼此共用双吸附层,所以泡沫质量较高。
1.2 泡沫的破裂
如果泡沫变得比实际平衡厚度小,则膜将破裂。使膜自然变薄的机里有:
(1)泡沫由大小不均匀的气泡组成。由于毛管力与界面弯曲度成反比,小气泡比大气泡压力要高,这个压力差引起了一个化学电位差,从而引起气体扩散,并在液体中形成更多从小到大不等的气泡。小气泡最终将消失,围绕大气泡的膜将变薄,直到最终气体从中滑脱。这个过程会由于大范围的气泡不均匀分布和气体在液相中的较大溶解度以及较大的扩散系数而被强化。因此,气氮气这样具有低水溶性的气体组成的泡沫,应该比象二氧化碳那样具有大溶解度气体所组成的泡沫稳定。
(2)外力促使液体膜流出。初期排泄主要是由重力引起,此时,液膜相对较厚,液膜边界非均匀地弯曲;在其后期,先前形成的球形气泡呈现出多面形,并且在气泡一边和液膜连接的弯曲边界之间产生较大的压力差。这些连接点被称之为坪边缘,在边缘处弯曲率较大,以为着连接点具有一个局部低压力带,液膜与连接点之间的压力差进一步加速了膜的破坏。
这些因素最终将引起泡沫的自然破坏,大量泡沫自然破坏的速率是表面活性剂类型、温度及PH值的函数,泡沫稳定的半衰期范围为1~45分钟,阳离子表面活性剂比其它离子表面活性剂具有更大的稳定性;水的硬度对磺酸盐泡沫的稳定性影响很大。在高温下泡沫通常更不稳定,只有加入助表面活性剂许多泡沫才能稳定。
1.3 泡沫驱油基本原理
  泡沫驱油原理:
  (1)泡沫在驱替残余油的过程中先进入孔道大、阻力小的部位。由于气泡的流动阻力大于液体的流动阻力,三元体系从气泡与岩石间的通道绕过气泡流入孔喉较小、未被气泡占据的孔隙空间。随后泡沫进入已被三元体系占据的孔隙和喉道,迫使泡沫及三元体系进入阻力更大的孔喉,从而扩大宏观扫油面积。降低流度比,消弱粘性指进,提高波及系数。在油层内注入一定体积的泡沫液,可以在随后注入的驱动剂(水和气)的前缘形成一高粘度而流度小的段赛,减少与底层油的流度比,削弱粘性指进,从而提高了宏观波及系数和采收率。
  (2)扩大微观波及体积 泡沫复合体系的流动阻力远大于液体的流动阻力,泡沫复合体系提高波及体积主要是通过调节孔隙空间的压力平衡来实现的。气泡占据一个或多个孔隙空间而产生气阻效应后就会停止不动,流体的原有通道被堵住,一部分孔隙空间流体停止流动。泡沫体系将被迫进入其他的孔隙空间,迫使另一部分原来不动的流体运移。依靠跌加的气阻效应,可提高微观波及效率,即排驱效率。进入地层的泡沫液首先窜入大孔道,由于液膜层的异常粘度和孔道半径改变,打孔道将逐渐被堵塞,阻力不断增大迫使泡沫依次进入较小空隙驱油,具有假塑性的泡沫可填塞孔隙,将残余油滴等携带运移。
  (3)泡沫是在三元体系中加入气体组成的,因此具有三元体系的特点。在泡沫驱替残余油的过程中,气泡占据孔喉 的大部分区域,驱替液则从气泡与岩壁之间的窄缝中通过,三元体系能够减小亲油介质的毛细管阻力,使岩石表面的润湿性由油湿反转为水湿,驱走粘附在岩石表面的油膜。泡沫在破裂前能够乳化油,吸进油,并把油传送一段距离。泡沫在地层孔道中移动时,会不断破裂,又不断再生,释放出来的油被后来的壳层包围,然后向前传送,前缘不断聚集起一个富油带,并被推向油井。
  (4)在渗透性介质中流动的泡沫能急剧地降低气相的流度。泡沫的流度比它的组分中任一种的流度都低,且随干度的增加而下降,直到气泡间的膜开始断裂为止,此时泡沫损坏,流度上升到气体流度。
  (5)对非均质地层的调剖效应 泡沫体系具有"堵大不堵小"的作用,可提高中低渗透层的采收率。图1-1所示为一个实验泡沫体系的表观粘度和毛细管半径的关系曲线,由图1-1可以看出,随着毛细管半径的增大,泡沫的表观粘度上升。在毛细管半径从小变大的过程中,泡沫的结构从单链结构变为束数逐渐增多的结构,泡沫的稳定性和表观粘度都趋于增大。注入地层的泡沫首先进入高渗透大孔道,随着注入量的不断增多,在高渗层中逐渐形成泡沫堵塞,渗流阻力增大,此后流入的流体相对比较均匀地向中低渗层推进,使注入剖面得到较好的控制,波及体积扩大。另外,泡沫破灭和再生过程中分离出的一部分气体受重力的作用上浮至正韵律地层上部的低渗层,发挥驱油的作用。
在孔隙介质中,泡沫流动的复杂性迫使这项研究先从简单的条件来研究泡沫特性。在没有原油存在的情况下,流体在光滑毛
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