收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

衰竭层效应和粘弹性效应对聚合物波及系数的作用研究

张宏方  
【摘要】: 通过聚合物溶液的流变性和粘弹性测定实验及聚合物溶液通过多孔介质的渗流实验,系统地研究了聚合物溶液在多孔介质中衰竭层效应和粘弹性效应的表现、表征方法、影响因素及变化规律。通过聚合物溶液在不同模型中的驱油实验,研究了聚合物溶液的衰竭层效应和粘弹性效应对驱油效率和波及系数的作用机理和作用程度。 用流变仪测定了HPAM溶液和黄原胶溶液的流变特性,并研究了浓度、相对分子质量、配制聚合物的水的矿化度、温度、产品形式和过滤条件等因素对聚合物溶液流变特性的影响。对国内常用的几种黄原胶进行了评价,并选择了Flocon 4800进行岩芯渗流实验和驱油实验。 论述了用Maxwell模型可以很好地描述应力松弛实验和动态力学试验,也可以用分子理论对聚合物溶液的松弛时间进行计算。动态力学试验的结果表明:HPAM溶液的粘弹性随浓度的增加、相对分子质量的增加或矿化度的减小而增加;黄原胶溶液的粘弹性也随浓度的增加而增加;两种类型聚合物溶液的储能模量和损耗模量差别不大。 测定了各种条件下HPAM溶液和黄原胶溶液流过多孔介质时岩芯两端压差随流速的变化曲线,也测定了残余阻力系数随流速的变化曲线。实验结果表明:在流速较高时,HPAM溶液的ΔP—Q曲线出现上翘现象,显示出了粘弹特性,黄原胶溶液不存在这种现象;HPAM溶液的残余阻力系数随流速变化很小,黄原胶溶液的残余阻力系数随流速增加而减小。提出了包含残余阻力系数的表观粘度和剪切速率计算模型,用一简单的常数取代了原剪切速率计算模型中包含幂律指数的常数项。HPAM溶液在多孔介质中流变曲线的位置随浓度、相对分子质量和渗透率的升高而升高,剪切速率较高时,曲线上翘;在浓度高于缠结浓度时,黄原胶溶液在多孔介质中流变曲线的变化范围不大,渗透率增加时黄原胶溶液的表观粘度增加,随剪切速率增加,流变曲线总呈下降趋势。 阐述了聚合物溶液在多孔介质中的衰竭层效应,确定了计算衰竭层效应的双流体模型和线形模型,给出了HPAM溶液和黄原胶溶液衰竭层效应的具体计算方法。计算结果表明:双流体模型的计算简便,计算结果更加合理;在浓度低于缠结浓度时,HPAM溶液和黄原胶溶液具有较大的衰竭层厚度;在缠结浓度以上增加浓度时,HPAM溶液的衰竭层厚度降低,黄原胶溶液的衰竭层效应变化不大;衰竭层厚度与渗透率无关,低渗透率岩芯中的衰竭层相对厚度较高。建立了聚合物溶液在多孔介质中流动时的应力松弛模型,用这种模型的计算得出:在剪切速率较高时,随剪切速率的增加,HPAM溶液的初始模量增加,黄原胶溶液的初始模量总是降低;两种聚合物溶液的初始模量和松弛时间随浓度的升高而升高,随渗透率的降低而降低;多方面的实验结果表明,黄原胶溶液在多孔介质中不存在弹性效应。建立了综合考虑剪切效应、衰竭层效应和弹性效应的HPAM溶液在多孔介质中表观粘度的计算模型,用实验数据验证了它的合理性,给出了多孔介质流变曲线已出现或未出现临界剪切速率条件下表观粘度模型中各参数的确定方法。 提出了驱油效率增加的机理是分子缠结作用的增强引起的弹性粘度的增加和衰竭层效应的减弱,它能使平行于油水界面的携带残余油的力增加,从而使残余油饱和度减小,一维均质模型中聚合物溶液的驱油实验结果证实了这一机理的正确性。随HPAM溶液浓度、注入速度或岩芯渗透率的增加,驱油效率增加。浓度低于缠结浓度时,黄原胶溶液驱油效率很低,但只要浓度高于缠结浓度,黄原胶溶液的驱油效率就可以保持较高的值,而且随浓度的进一步增加,增加幅度不大。黄原胶溶液的驱油效率与注入速度无关,随渗透率的增加而增加。 在垂向非均质模型、平面均质模型和平面非均质模型中进行了聚合物溶液驱油实验,实验结束后, 摘 要 用在模型上钻取小岩芯测定饱和度分布的方法研究波及体积的变化规律,实验结果证实了这种方法的 可行性。各种模型的驱替实验结果表明:粘弹性效应和衰竭层效应的存在有利于扩大波及体积;粘弹性 效应的增加可扩大波及体积,提高驱油效率,衰竭层效应的减弱也可提高驱油效率。在垂向非均质模型 中,用HPAM溶液驱替时,粘弹性效应的增加和衰竭层效应的减弱使低渗透层中的波及程度增加,各 层的驱油效率提高;在缠结浓度以上增加黄原胶溶液的浓度时,尽管高、中渗透层的驱油效率不再增加, 低渗透层中波及程度的增加仍使采收率增加。在平面均质模型中,用HPAM溶液驱替时,波及面积和 驱油效率的增加来自于粘弹性的增加,黄原胶溶液衰竭层效应随速度的变化使黄原胶溶液的波及面积 扩大。在平面非均质模型中,HPAM溶液粘弹性效应和衰竭层效应的存在更加有利于波及体积的扩大, 黄原胶溶液衰竭层效应的存在及其随速度的变化规律有利于波及体积的扩大。注入速度降低时, HPAM溶液的粘弹性降低,波及体积、驱油效率和采收率下降。甘油不存在弹性效应和衰竭层效应,波 及程度和采收率较低。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 付美龙,周克厚,赵林,张德慧;污水配制聚合物溶液的粘度稳定性研究[J];油气采收率技术;2000年02期
2 杨兆娟,马红艳;聚合物溶液气液相平衡中改进型UNIFAC模型的应用[J];青海大学学报(自然科学版);2001年04期
3 耿朝晖;刘清伟;;聚合物单管分层注入工艺研究[J];大庆石油地质与开发;2006年S1期
4 杨光;张健;向问陶;;JZ9-3油田水质对聚合物3640C溶液黏度的影响分析[J];海洋石油;2009年02期
5 王巨鹏;宋明福;赵志夏;;同心分注技术在港西油田注聚井的应用[J];中国石油和化工;2010年10期
6 王云;李乃旭;张正云;周建成;;耐温抗盐聚合物驱油剂研究进展[J];精细与专用化学品;2010年10期
7 C.M.李帕托夫;王鐸安;;对“膠体化学教程的对象和原则问题”一文的意见[J];化学通报;1956年08期
8 张鸿琦;在凝胶渗透色谱(GPC)中聚合物浓度和第二聚合物对淋洗体积的影响[J];化纤与纺织技术;1982年01期
9 周润才;栾立业;;用霍尔曲线分析聚合物溶液注入率[J];国外油田工程;1991年03期
10 刘先灵;;复合驱中聚合物溶液的粘度及影响因素[J];新疆石油科技;1992年04期
11 冯连玉;;EOR聚合物的流动特性—低剪切速率下的流变性质(一)[J];国外油田工程;1992年03期
12 卢祥国,高振环,闫文华;聚合物驱产出水配制的聚合物溶液抗剪切能力[J];大庆石油地质与开发;1996年04期
13 夏惠芬,王德民,刘中春,杨清彦;粘弹性聚合物溶液提高微观驱油效率的机理研究[J];石油学报;2001年04期
14 张宏方,王德民,王立军;聚合物溶液在多孔介质中的渗流规律及其提高驱油效率的机理[J];大庆石油地质与开发;2002年04期
15 姚峰,袁玉锋,曹全芳;高含水断块交联聚合物堵水调剖研究与应用[J];西南石油学院学报;2004年05期
16 李志义,夏远景,刘学武,张晓冬,胡大鹏;用超临界流体过程制备非对称有机膜[J];膜科学与技术;2005年03期
17 夏惠芬;王德民;王刚;孔凡顺;;聚合物溶液在驱油过程中对盲端类残余油的弹性作用[J];石油学报;2006年02期
18 陈定朝;曹宝格;戴茜;;疏水缔合聚合物溶液的抗剪切性研究[J];新疆石油地质;2006年04期
19 卢军;唐金星;;高温油藏条件下HPAM聚合物的水解规律研究[J];石油天然气学报;2007年03期
20 孔凡顺;王秀莲;夏惠芬;;黏弹性聚合物溶液对盲端类残余油的微观作用机理[J];大庆石油地质与开发;2007年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李国;周万富;李萍;;聚合物溶液高速流经岩心的黏度损失室内研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
2 刘春泽;夏惠芬;程林松;;黏弹性聚合物在不规则孔道中的驱油机理[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
3 吕彦平;吴晓东;尹洪军;马焕英;魏兆言;;多孔介质中黏弹性聚合物溶液的渗流数学模型[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
4 李云琦;石彤非;安立佳;;聚合物溶液中的溶剂尺寸效应[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
5 刘洋;杨付林;刘春泽;;高浓聚合物提高采收率方法研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
6 李道山;张景春;;水中含盐量对聚合物溶液膨胀界面粘弹度影响[A];中国化学会第28届学术年会第18分会场摘要集[C];2012年
7 张熙;黄荣华;梁兵;代华;;石油开采用高分子材料研究[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2009年
8 宋兴涛;李良;任吉存;;毛细管凝胶电泳对CdTe量子点的高效尺寸分离[A];第三届全国微全分析系统学术会议论文集[C];2005年
9 许杰;徐卫林;;聚合物溶液θ温度的定量结构-性质关系研究[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2007年
10 郑玉辉;王文臣;;聚合物泥浆和聚合物溶液地下连续墙施工护壁机理的探讨[A];第三届全国岩土与工程学术大会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙玉学;粘弹性聚合物溶液提高驱油效率的机理研究[D];大庆石油学院;2009年
2 郑晓松;聚合物溶液的弹性粘度理论及应用[D];大庆石油学院;2004年
3 冯嵬;聚合物溶液汽液相平衡测定及状态方程开发[D];北京化工大学;1998年
4 杨贵忠;芴苯聚合物的合成、光物理性能、聚集态结构及相互关系研究[D];复旦大学;2007年
5 马海佳;聚合物驱分层注入技术研究[D];大庆石油学院;2008年
6 杨付林;聚合物驱油机理及高质量浓度聚合物驱油方法的研究[D];大庆石油学院;2004年
7 蔡文斌;聚合物乳液水动力学及其注入工艺研究[D];中国石油大学;2009年
8 崔万军;聚驱过程中滞留油迁移相界面热力学研究[D];大庆石油大学;2006年
9 张继成;聚合物驱后剩余油识别方法及其分布规律[D];大庆石油学院;2008年
10 兰玉波;化学驱波及系数和驱油效率的研究[D];大庆石油学院;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵善丽;井底聚合物溶液粘度的实验研究[D];中国石油大学;2010年
2 张九然;聚合物溶液在多孔介质中的流变性研究[D];东北石油大学;2012年
3 王宝江;清水配制污水稀释聚合物溶液试验研究[D];大庆石油学院;2003年
4 随石磊;海上油田聚合物溶液增黏技术及其效果评价[D];东北石油大学;2013年
5 梅鹏;聚合物溶液通过多孔介质的动力学行为[D];中国科学院研究生院(渗流流体力学研究所);2004年
6 杨维丽;黏弹性聚合物溶液压力动态分析[D];东北石油大学;2011年
7 刘春泽;粘弹性聚合物溶液在波纹管中的流动及对残余油膜的驱替机理[D];大庆石油学院;2004年
8 雷延茹;固体炸药在聚合物溶液中的吸附行为研究[D];中国工程物理研究院;2004年
9 康旭;碳纳米管/聚合物复合材料的制备和表征[D];兰州大学;2007年
10 马蒋平;基于三维网络模型的粘弹性聚合物溶液驱油效率研究[D];东北石油大学;2013年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 顾永强;一泵对多井 多泵对多井注聚不再是梦想[N];中国石油报;2006年
2 特约记者 尹淑静通讯员 常安安;大港采油五厂成功实施注聚同心分注技术[N];中国石油报;2008年
3 顾永强;玻璃钢管线输送聚合物效果好[N];中国石油报;2006年
4 顾永强;二元复合驱:三次采油的高效技术[N];中国石化报;2006年
5 顾永强 解保双;间歇注聚可提高驱油效果[N];中国石油报;2007年
6 织锦;我国淬火油缺口大[N];中国石化报;2006年
7 顾永强 解保双;胜利油田低剪切截止调节球阀实现推广应用[N];中国工业报;2007年
8 顾永强;孤东复合驱先导试验技术日臻成熟[N];中国石油报;2006年
9 李丹记者 刘祥飞;喇嘛甸油田利用残留聚合物提高采收率[N];中国石油报;2007年
10 王小龙;小丝织就大世界[N];科技日报;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978