低频波激励下泡沫性能及渗流特征研究

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:cocksun
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泡沫驱凭借其良好的选择性调剖能力而被广泛用于调整油水井的注采剖面,提高原油采收率。但是泡沫属于热力学不稳定体系,在矿场施工过程中泡沫稳定性及其渗流特征是影响泡沫驱效果的关键因素。如何提高泡沫在储层内的稳定性和波及系数是泡沫驱技术未来的主要发展方向。因此,本文研究了低频波对泡沫稳定性及其渗流特征的影响,以期提高泡沫在多孔介质内的稳定性及其驱油效果。本文通过实验研究了不同孔隙直径多孔介质内,振动参数对泡沫半衰期的影响,并基于泡沫Plateau边界渗流理论,建立了低频波激励下泡沫Plateau边界流体微流动模型;利用毛细管模型和不同孔隙直径的刻蚀模型,研究了振动参数对泡沫在毛细管中和刻蚀模型内起泡性能的影响,并分别建立了低频波激励下气泡在毛细管中起泡时的受力模型和泡沫液膜在多孔介质内发生缩颈分离时的受力模型;以垂直液膜排液模型为基础,推导了低频波激励下泡沫液膜排液时液膜厚度、表面活性剂浓度以及液膜排液速度的无量纲演化方程组,建立了低频波激励下的垂直液膜排液模型,探讨了振动频率、振动加速度以及最佳振动参数下不同初始表面活性剂浓度对泡沫液膜排液过程影响的敏感性;利用非均质刻蚀模型,在不同含油饱和度下,对比了泡沫驱和振动复合泡沫驱的驱替效果,并研究了泡沫驱和振动复合泡沫驱对不同类型剩余油的驱替特征;利用填砂管模型对比研究了泡沫驱和振动复合泡沫驱在单管和双管岩心内的封堵性能及其驱油效果。研究结果表明,低频波通过改变流体微元的移动速度,缩短流体微元的移动距离来提高泡沫半衰期;低频波通过降低泡沫液膜垂直方向上的拖拽力、增加水平方向上的剪切力以及降低气泡缩颈分离的临界半径,来提高泡沫在毛细管中和刻蚀模型内的起泡效果;低频波能提高Marangoni效应的作用效果,且与不加振动相比,表面活性剂初始浓度越小,振动效果越好;低频波能提高泡沫对盲端剩余油和连片状剩余油的驱替效果,能提高泡沫对柱状剩余油和孤岛状剩余油的驱替速度,与泡沫驱相比,当含油饱和度为35.8%和100%时,振动复合泡沫驱最终采收率分别提高了1.2%和5.4%;与泡沫驱相比,振动复合泡沫驱能降低压力下降的速度,提高岩心内泡沫的封堵压力,振动复合泡沫驱在单管岩心中的采收率提高了7.7%,在并联岩心中低渗填砂管的采收率提高幅度约为高渗填砂管的2倍。
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