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HPAM水溶液在油田开发中具有广泛的应用,在多孔介质中的流动异常复杂,研究HPAM水溶液在多孔介质中的流动规律对于改善油田开发效果、提高原油最终采收率具有重要的意义。
HPAM水溶液属于非牛顿流体。本文结合多孔介质内流体流动的研究现状及进展,在理论上引入体均方法,对非牛顿流体在多孔介质内流动的基本方程进行了体均化处理,并得到了幂律流体体均控制方程。对于体均运动方程中描述多孔介质微观特性的公式项进行了讨论,得到了不同雷诺数条件下的不同表达形式。用细管法对不同浓度的HPAM水溶液进行了流变性实验,得出流变曲线,回归出流变方程,并分析其流变规律。针对非牛顿流体的粘弹性进行了动态剪切实验和稳态剪切实验,验证了HPAM水溶液具有粘弹性,分析了聚合物浓度、摩尔质量对粘弹性流体的储存模量及第一法向应力差的影响。最后用填充管模拟多孔介质进行了HPAM水溶液在多孔介质内的流动实验,分析了多孔介质渗透率及溶液浓度对流动特性的影响,并得到了五组多孔介质中不同浓度HPAM水溶液的阻力因子随雷诺数变化的关系曲线,将HPAM水溶液在多孔介质内的流动按雷诺数分为Darcy流动、过渡流和Forchheimer流动。