国内外学者对稠油溶解气驱开采过程中出现的,不同寻常的生产特征(高采收率、低生产气油比)进行了大量的研究,发现导致这种现象的主要原因是压力衰竭生产过程中形成的泡沫油的影响。本研究在进行充分文献调研的基础上,根据稠油溶解气驱过程中出现的泡沫油动态生产机理,设计了不同的压力衰竭实验;研究了在不同的压力衰竭方式以及不同的压力衰竭速度(恒压力速度衰竭:0.5 k Pa/min,1.0 k Pa/min,2.0 k Pa/min,4.0 k Pa/min;以及恒体积速度衰竭:0.5cm3/hr,1.0 cm3/hr,2.0 cm3/hr,4.0 cm3/hr)条件下,泡沫油体积随压力衰竭时间的变化规律,特别是对气泡的形成、生长以及聚并过程进行了深入研究;结合对反应速率常数的研究,提出了泡沫油反应速率模型;利用该模型对实验数据进行了拟合,同时对主要的影响参数(反应速率常数k1与k2,拟泡点压力与临界含气饱和压力出现时间tpbp与tcgp)做了敏感性分析。本研究中所使用的实验方法不同于前人使用的瞬间压降的方法,前人的研究主要关注于泡沫油的稳定性,忽略了压力衰竭速度对泡沫油形成的影响。在本研究中,通过分析泡沫油在不同的压力衰竭速度下的体积与时间的变化关系发现:体系中形成的气泡,由于受到重力差异的影响,在前期压力衰竭过程中已经缓慢的向体系顶部运移。当体系压力衰竭到临界含气饱和压力时(自由气开始析出的压力点),分散在体系中的气泡距离气液界面比瞬间压力衰竭实验中相应气泡的距离要短,因此,体系压力达到临界含气饱和压力时,气泡可以快速析出,导致泡沫油体积迅速下降,不同于瞬间压力衰竭实验中泡沫油体积在自由气开始析出时缓慢下降。对于不同的压力衰竭方式来说,稠油-甲烷体系在压力衰竭的过程中,拟泡点压力均随着压力衰竭速度的提高而降低,也就是说,随着压力衰竭速度的提高,体系中开始形成气泡时的压力降低;混合体系的体积压缩系数随着体系压力的下降而增大,泡沫油的体积压缩系数在自由气析出后随着压力的降低而减小;对于不同的压力衰竭速度而言,在体系压力衰竭过程结束后,自由气从混合体系中析出速度随着压力衰竭速度的提高而降低。通过对已有泡沫油模型(平衡模型以及非平衡动态模型)的研究,结合反应速率的概念,本研究提出了考虑反应速度常数的速率模型。该模型首次提出了在泡沫油的形成过程中,以不同形式存在的气体(溶解气、分散气、自由气)之间发生的连续转化反应,各反应速率常数与压力衰竭速度之间存在着相应的关系;并利用这种关系推导出泡沫油速率模型。与前人的模型相比,该模型能较好的体现不同压力衰竭速度条件下,不同气体形态间的转化控制因素:k1控制甲烷从溶解气向分散气的转化速度,k2控制甲烷从分散气向自由气的转化速度。通过调整不同的反应速率常数对实验数据进行拟合,数值拟合结果发现:随着压力衰竭速度的提高,反应速率常数k1与k2均上升,说明气体间的转化速度与压力衰竭速度成正比例关系。通过敏感性分析发现:泡沫油速率模型中主要的影响因素为k1与k2,其变化直接影响到气体在体系中存在的形态以及摩尔浓度;tpbp与tcgp对拟合结果产生的影响较小,主要影响气泡形成的时间以及自由气开始析出的时间,在拟合的过程中用于减小因实验局限性造成的误差。