【摘 要】
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泡沫驱替技术很好的缓解了气驱过程中重力超压和粘性指进问题,在提高采收率(EOR)过程中占据重要地位。随着泡沫技术的不断发展,纳米颗粒稳定泡沫驱替技术逐渐进入大众视野,成为研究者们的新宠。随机泡沫数目守恒模型(SBP)已广泛应用于多孔介质中泡沫流动特性的研究中,而纳米颗粒稳定泡沫行为这一领域对于SBP模型来说还是陌生的,这值得我们进行进一步的探索。本文首次利用SBP模型对纳米颗粒稳定泡沫驱替过程进行
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泡沫驱替技术很好的缓解了气驱过程中重力超压和粘性指进问题,在提高采收率(EOR)过程中占据重要地位。随着泡沫技术的不断发展,纳米颗粒稳定泡沫驱替技术逐渐进入大众视野,成为研究者们的新宠。随机泡沫数目守恒模型(SBP)已广泛应用于多孔介质中泡沫流动特性的研究中,而纳米颗粒稳定泡沫行为这一领域对于SBP模型来说还是陌生的,这值得我们进行进一步的探索。本文首次利用SBP模型对纳米颗粒稳定泡沫驱替过程进行了分析研究,并在此过程中对模型中的经验参数—泡沫生成速率Kg和最大泡沫密度nmax进行校准。另外,对表面活性剂稳定泡沫驱替过程中流体流动特性进行了研究,采用更加准确的相对渗透率公式,并考虑毛细管压力的影响,进一步完善了控制方程,探究模型在泡沫驱替提高采收率方面的应用前景。在纳米颗粒稳定泡沫驱替两相流体流动数值模拟过程中对SBP模型进行参数标定。结果表明泡沫生成速率Kg对于驱替过程的影响不大,而最大泡沫密度nmax的值则随着纳米颗粒的加入以及浓度的增加从100 mm-3增加到8000 mm-3。另外,当纳米颗粒浓度小于1.5wt%时,浓度越高,nmax的值越大,沿程压降变化也越大,驱替效果也更好;而当浓度大于1.5wt%时,压降和nmax的变化都不再明显。利用完善后的SBP模型进行了油/气/水三相流体驱替模拟研究,结果表明驱替完成后沿程压力变化为0.97MPa,驱油率为36%,驱水率为64%,模拟结果与实验结果较为接近,说明完善后的SBP模型在泡沫驱替过程中适用性更强。另外,探究了模型中参数nmax、Kg以及储层内油相粘度对于驱替效果的影响。结果表明,nmax越大,泡沫越丰富,油、水饱和度变化越大,驱替效果越好;Kg仅在入口处发挥作用,对最终饱和度以及采收率并无明显影响;油相粘度越大,水的相对渗透率越大而油的相对渗透率越小,导致采油率越低。通过表面活性剂泡沫和纳米颗粒增稳泡沫两种情况下泡沫密度nmax值的对比,发现纳米颗粒增稳泡沫的nmax值远大于表活剂泡沫,体现了纳米颗粒对于泡沫稳定性较大的贡献。
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