论文部分内容阅读
泡沫驱是一种具有较长研究历史、较多实验经验并在全球范围被广泛应用于原油开采过程中的三次采油技术。随着对泡沫流体、多相流等内容的不断研究,泡沫驱的机理、适用条件、影响因素等被逐渐发现,泡沫驱的控制、性能调整等方法被逐渐掌握,使得泡沫驱被认为是功能性强、适用性广、可调性好的三次采油技术之一。在我国CO2排放量过高、增速过快的环境下,将CO2与泡沫驱技术相结合应用于原油开采过程,能够为解决我国原油开采难和CO2减排等问题提供一些帮助。目前,对于驱油用泡沫体系的优化与开发主要集中在调整体系组成,鲜有通过控制泡沫粒径来调整体系性能的研究。本研究尝试从控制泡沫粒径入手,以期制备出泡沫性能良好、油-液界面张力低,且泡沫粒径处于100 nm-10μm的低界面张力CO2微纳米泡沫体系。在本研究中,笔者分析了目标体系的多方面机理,对体系的化学添加剂组成、制备方法、制备条件等进行了实验与筛选,并对体系进行了表征与优化,考察了体系的渗流特性和驱油效果;揭示了目标体系用于原油驱替的可行性、适用性与优越性。主要研究工作如下:1. 对体系的基本结构、形成与存在机理、稳定性影响因素和目标体系的基本特征进行了研究与分析,为目标体系的制备和优化奠定基础。2. 对单一表面活性剂和复配表面活性剂的泡沫性能与降低界面张力能力进行了实验测定与筛选,对不同聚合物在剪切、变温条件下的粘度特征以及聚合物对溶液油液界面张力的影响进行了实验研究;经过复配方案筛选,初步选择1 g/L THPB+0.8 g/L SDS+1 g/L吐温80复配体系作为目标体系的化学添加剂方案。3. 对搅拌法和气流法的泡沫粒径控制方法进行了实验研究,并通过对照实验确定了目标体系的制备方法和制备条件;探究了粒径对泡沫体系性能的影响;对目标体系物理性能进行了表征和优化;最终选定气流法,在气液比2.5:1、筛板目数400目、筛板间距3 mm条件下,对1 g/L THPB+0.8 g/L SDS+1g/L吐温80+0.3 g/L XC复配体系进行制备。4. 使用流变仪,分别以剪切时间、剪切速率、温度、剪切频率为变量,对目标体系的粘度数值及变化趋势进行测定,并与体系液相、常规泡沫体系做对比,以考察目标体系整体在动态环境下的流变特征。5. 对目标体系在多孔介质中的流动、渗流、封堵进行了分析,并通过无油泡沫体系渗流性能实验考察了目标体系在不同渗透率条件下的渗流特征;对目标体系在多孔介质中的生成-运移-破灭过程进行了研究与分析,利用岩芯驱替实验对目标体系的驱油效果进行了研究,并以四组不同的化学驱体系作为对照,评价了体系在不同渗透率岩芯中的驱油效果,揭示了该体系在低渗油藏中具有较好的驱油效果。