论文题目: 复合体系的界面-流变特性对驱油的综合作用研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 应用化学
作者: 侯吉瑞
导师: 杨锦宗,张淑芬
关键词: 复合驱油,界面特性,流变性,采收率,物理模拟,临界表观粘度
文献来源: 大连理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 以复合驱技术研究为背景,针对大庆油田矿场遇到的碱垢等实际问题,在物理模拟实验基础上,结合理论分析,揭示界面—流变行为对采收率的综合作用机制,确定两种因素发挥作用的条件,探讨低碱复合驱的技术可行性,为推动复合驱技术的深入发展,提供理论依据和技术改进方向。 碱对复合体系界面与流变特性的影响 利用DX-500型旋滴界面张力仪、RS150流变仪及Nanoscope Ⅲa型原子力显微镜研究发现,高碱虽然有利于形成超低界面张力,但同时也使溶液中HPAM分子链由舒展转向蜷缩,导致复合体系的粘弹性损失严重。为使复合体系具有最佳驱油性能,在确定复合驱配方时,应该综合考虑界面活性与流变性之间的最佳匹配关系。 复合体系界面与流变特性对驱油的综合作用研究 利用天然岩心、人造二维、三维纵向非均质物理模型及加隔层的非均质模型进行宏观驱油物理模拟实验发现,超低界面张力对均质油藏中的采收率影响明显,而对于非均质油藏而言,存在一个与非均质程度相适应的临界表观粘度μσ,只有复合体系的表观粘度达到μσ后,才能充分显示出超低界面张力的作用。低碱复合体系更好地启动中、低渗透层。 利用微观仿真模型上进行的驱替效率实验,同样证明超低界面张力虽然有利于局部驱油效率的提高,但对于整个非均质模型而言,扩大波及效率是提高采收率的根本保证,与宏观驱替实验相符合。 渗流过程中化学剂的损耗与超低界面张力的有效作用距离研究 利用填管模型研究化学剂的动滞留规律,并结合计算发现,在距注入井约20%的井距内,损失了大约80%的活性剂。超低界面张力在油层中的有效作用距离很短,由此推断超低界面张力对提高采收率的贡献有限,而复合体系在非超低界面张力状态下对采收率的贡献应予以足够的重视。 对复合驱理论的一些探讨 分析毛管系统水驱油的作用力,讨论界面张力对毛管驱替阻力的影响发现,界面张力由10-2mN/m降到10-3mN/m时,对驱动力的影响小于5%;采用并联毛管模型进一步分析了复合体系粘弹性对扩大微观波及效率的重要性;以实验为基础,对经典的毛管准数公式进行了改进,引入了描述油藏非均质程度的渗透率变异系数,从而可以使计算结果与实际采收率有更好的符合关系。
论文目录:
前言
第一章 文献综述
1．1 碱／表面活性剂／聚合物(ASP)三元复合驱的发展历程
1．2 复合驱油技术的理论基础
1．2．1 复合驱的理论依据
1．2．2 复合体系驱油原理
1．3 复合驱的特点及影响因素
1．3．1 复合驱的特点
1．3．2 影响复合驱效果的因素分析
1．4 复合驱油技术研究概况
1．4．1 有关复合体系界面张力的研究
1．4．2 有关复合驱油体系流变性的研究
1．4．3 有关复合体系驱油效果的研究
1．5 对复合驱油理论的不同认识及存在的问题
1．5．1 国内外对复合驱油理论的不同认识
1．5．2 复合驱研究中存在的问题
1．6 本文研究工作主要内容及指导思想
参考文献
第二章 对复合体系界面与流变性的影响
2．1 引言
2．2 实验研究
2．2．1 实验原材料
2．2．2 仪器与设备
2．2．3 实验条件
2．3 实验结果与分析
2．3．1 碱及聚合物对界面张力的影响
2．3．2 碱与活性剂对复合体系流变性的影响
2．3．3 碱对复合体系流变性的影响机理探讨
2．3．4 ASP复合体系界面活性与流变性之间的关系
2．4 本章小结
参考文献
第三章 界面与流变特性对采收率的综合作用研究
3．1 引言
3．2 实验原材料
3．2．1 宏观驱油物理模型
3．2．2 微观模型的设计与制作
3．2．3 实验用剂
3．3 实验条件
3．3．1 测试仪器
3．3．2 驱替装置
3．3．3 驱替程序
3．4 实验结果与讨论
3．4．1 在天然岩心上的驱替
3．4．2 在宏观非均质物理模型上的驱替
3．4．3 界面张力与粘弹性在启动中、低渗透层的作用
3．4．4 临界表观粘度及其对复合驱的重要性
3．4．5 持续增大表观粘度对提高采收率的作用
3．4．6 驱油体系的弹性效应对采收率的宏观贡献
3．4．7 驱扫盲端残余油
3．4．8 驱替效率对比
3．5 本章小结
参考文献
第四章 复合体系驱油过程中的主要动态特征
4．1 引言
4．2 驱油过程中碱垢的形成及产出液的深度乳化
4．2．1 碱垢的形成
4．2．2 碱对复合驱产出乳状液稳定性的影响
4．3 驱油过程中化学剂的损耗及界面张力的变化规律
4．3．1 矿场三元复合驱化学剂滞留损失情况
4．3．2 模拟实验方法的确定
4．3．3 实验研究
4．3．4 实验结果与讨论
4．4 驱油过程中复合体系的流变行为及其描述
4．4．1 影响复合体系在岩芯中渗流的因素
4．4．2 多孔介质中复合体系本构方程的建立及应用
4．5 本章小结
参考文献
第五章 复合驱油理论探讨
5．1 引言
5．2 界面张力对毛管驱替力及启动残余油的作用
5．2．1 毛管系统水驱油作用力分析
5．2．2 贾敏效应的影响
5．2．3 界面张力与启动残余油的关系
5．3 表观粘度对扩大微观波及体积的作用
5．4 经典毛管准数理论在复合驱应用中的局限性及其改进
5．4．1 实验数值的拟和与比较
5．4．2 复合驱中毛管准数理论的改进思路
5．5 本章小结
参考文献
总结论
1 碱对复合体系界面张力及流变性的影响
2 界面与流变性对采收率的综合作用及其在渗流过程中的变化规律
3 有关复合驱理论的探讨
博士在读期间发表的论文
附图
大连理工大学学位论文版权使用授权书
发布时间: 2005-07-04
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