纳米颗粒稳定型泡沫驱油核磁共振可视化实验与数值模拟研究
发布时间：2023-02-06 20:19
我国石油供需矛盾日益突出,提高石油产量,减少石油供给的对外依存度已成为保证我国能源安全的战略性任务。泡沫驱油提高采收率技术作为提高石油产量的主要途径之一,在石油开采中具有较大的潜力和广阔的应用前景。然而该技术在实际应用中遇到了一些问题:(1)在一些极端的油藏条件下,传统的表面活性剂泡沫体系稳定性较差,产生的泡沫很难形成有效的调剖作用;(2)目前主要用于研究泡沫驱油渗流特征的岩心流动实验方法无法直观观察到岩心内部泡沫的流动,因此对泡沫驱油过程中的渗流特征认识不够深入;(3)目前对泡沫稳定性的评价主要以静态方法为主,而泡沫在渗流过程中是一种不断消泡和不断再生的动态过程,因此静态评价方法具有一定的局限性;(4)随着新型泡沫体系的研发,常规的泡沫驱油数学模型已很难适用。以上问题已成为制约泡沫驱油技术发展的瓶颈。针对上述问题,本论文开展了以下研究:(1)纳米颗粒稳定泡沫的力学机制分析;(2)纳米颗粒稳定型泡沫体系制备;(3)纳米颗粒稳定型泡沫驱油核磁共振可视化实验方法与泡沫动态稳定性研究;(4)纳米颗粒稳定型泡沫驱油数值模拟研究。取得的研究成果和认识包括以下几个方面:(1)初步探明了纳米颗粒稳定...
【文章页数】：151 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究概况
1.2.1 泡沫生成与消泡机理研究概况
1.2.2 纳米颗粒稳定泡沫技术研究概况
1.2.3 泡沫驱油实验方法研究概况
1.2.4 泡沫稳定性评价方法研究概况
1.2.5 泡沫驱油渗流特征数值模拟方法研究概况
1.3 本文的主要研究内容及创新点
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 创新点
第二章 纳米颗粒稳定泡沫力学机制分析
2.1 泡沫的基本概念
2.1.1 泡沫的定义
2.1.2 泡沫质量
2.1.3 泡沫的性能
2.1.4 泡沫的分类
2.2 泡沫生成的力学机制
2.3 泡沫消泡的力学机制
2.3.1 基本理论
2.3.2 气体扩散
2.3.3 Plateau边界排液
2.3.4 泡沫在重力作用下的排液
2.4 表面活性剂对泡沫的作用
2.4.1 表面活性剂分子结构特征
2.4.2 表面活性剂的起泡作用
2.4.3 Gibbs-Marangoni效应
2.4.4 表面电荷的作用
2.5 纳米颗粒稳定泡沫的力学机制
2.5.1 界面力
2.5.2 毛管压力
2.5.3 振荡结构力
2.6 本章小结
第三章 纳米颗粒稳定型泡沫体系制备
3.1 泡沫性能指标评价方法
3.1.1 Ross-Miles法
3.1.2 Waring-Blender法
3.1.3 评价方法优选
3.2 纳米颗粒稳定型泡沫体系研制
3.2.1 纳米颗粒性能评价
3.2.2 表面活性剂起泡体系性能评价
3.2.3 纳米颗粒与表面活性剂起泡体系复配
3.2.4 纳米颗粒稳定型起泡体系最佳配方研究
3.2.5 纳米颗粒稳定型泡沫体系性能指标
3.3 纳米颗粒稳定型泡沫体系对油藏适应性评价
3.3.1 耐温性评价
3.3.2 耐盐性评价
3.3.3 耐压性评价
3.3.4 耐油性评价
3.4 本章小结
第四章 纳米颗粒稳定型泡沫驱油核磁共振可视化实验研究
4.1 核磁共振可视化方法原理
4.1.1 流体在多孔介质中的核磁共振弛豫机制
4.1.2 流体在多孔介质中的核磁共振成像机制
4.2 实验装置
4.3 实验材料
4.4 实验方法
4.4.1 水、泡沫与油的核磁信号区分
4.4.2 岩心对核磁共振图像干扰的检测
4.4.3 岩心物性测试
4.4.4泡沫驱油实验
4.5 实验结果与讨论
4.5.1 岩心磁性与物性参数测试结果
4.5.2 不同渗透率岩心中泡沫驱油特征
4.5.3 不同泡沫段塞长度下的泡沫驱油特征
4.5.4 不同含油饱和度下的泡沫驱油特征
4.6 泡沫动态稳定性评价方法
4.6.1 方法建立
4.6.2 稳定性评价
4.6.3 可靠性验证
4.7 本章小结
第五章 纳米颗粒稳定型泡沫驱油数值模拟研究
5.1 纳米颗粒稳定型泡沫驱油数学模型建立
5.1.1 流体渗流基本方程
5.1.2 纳米颗粒稳定型泡沫驱油数学模型
5.1.3 纳米颗粒稳定型泡沫作用机理模型
5.2 纳米颗粒稳定型泡沫驱油数学模型求解
5.2.1 一维数值求解
5.2.2 二维数值求解
5.3 纳米颗粒稳定型泡沫驱油数值模拟程序编制及验证
5.3.1 计算程序设计框图
5.3.2 数学模型验证
5.4 关键参数对纳米颗粒稳定型泡沫驱油效率的影响分析
5.4.1 纳米颗粒浓度的影响
5.4.2 注入流量的影响
5.4.3 泡沫气液比的影响
5.5 含油饱和度分布特征模拟
5.6 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
作者在攻读博士学位期间取得的科研成果
作者在攻读博士学位期间参与的研究项目
致谢
本文编号：3736544
【文章页数】：151 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究概况
1.2.1 泡沫生成与消泡机理研究概况
1.2.2 纳米颗粒稳定泡沫技术研究概况
1.2.3 泡沫驱油实验方法研究概况
1.2.4 泡沫稳定性评价方法研究概况
1.2.5 泡沫驱油渗流特征数值模拟方法研究概况
1.3 本文的主要研究内容及创新点
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 创新点
第二章 纳米颗粒稳定泡沫力学机制分析
2.1 泡沫的基本概念
2.1.1 泡沫的定义
2.1.2 泡沫质量
2.1.3 泡沫的性能
2.1.4 泡沫的分类
2.2 泡沫生成的力学机制
2.3 泡沫消泡的力学机制
2.3.1 基本理论
2.3.2 气体扩散
2.3.3 Plateau边界排液
2.3.4 泡沫在重力作用下的排液
2.4 表面活性剂对泡沫的作用
2.4.1 表面活性剂分子结构特征
2.4.2 表面活性剂的起泡作用
2.4.3 Gibbs-Marangoni效应
2.4.4 表面电荷的作用
2.5 纳米颗粒稳定泡沫的力学机制
2.5.1 界面力
2.5.2 毛管压力
2.5.3 振荡结构力
2.6 本章小结
第三章 纳米颗粒稳定型泡沫体系制备
3.1 泡沫性能指标评价方法
3.1.1 Ross-Miles法
3.1.2 Waring-Blender法
3.1.3 评价方法优选
3.2 纳米颗粒稳定型泡沫体系研制
3.2.1 纳米颗粒性能评价
3.2.2 表面活性剂起泡体系性能评价
3.2.3 纳米颗粒与表面活性剂起泡体系复配
3.2.4 纳米颗粒稳定型起泡体系最佳配方研究
3.2.5 纳米颗粒稳定型泡沫体系性能指标
3.3 纳米颗粒稳定型泡沫体系对油藏适应性评价
3.3.1 耐温性评价
3.3.2 耐盐性评价
3.3.3 耐压性评价
3.3.4 耐油性评价
3.4 本章小结
第四章 纳米颗粒稳定型泡沫驱油核磁共振可视化实验研究
4.1 核磁共振可视化方法原理
4.1.1 流体在多孔介质中的核磁共振弛豫机制
4.1.2 流体在多孔介质中的核磁共振成像机制
4.2 实验装置
4.3 实验材料
4.4 实验方法
4.4.1 水、泡沫与油的核磁信号区分
4.4.2 岩心对核磁共振图像干扰的检测
4.4.3 岩心物性测试
4.4.4泡沫驱油实验
4.5 实验结果与讨论
4.5.1 岩心磁性与物性参数测试结果
4.5.2 不同渗透率岩心中泡沫驱油特征
4.5.3 不同泡沫段塞长度下的泡沫驱油特征
4.5.4 不同含油饱和度下的泡沫驱油特征
4.6 泡沫动态稳定性评价方法
4.6.1 方法建立
4.6.2 稳定性评价
4.6.3 可靠性验证
4.7 本章小结
第五章 纳米颗粒稳定型泡沫驱油数值模拟研究
5.1 纳米颗粒稳定型泡沫驱油数学模型建立
5.1.1 流体渗流基本方程
5.1.2 纳米颗粒稳定型泡沫驱油数学模型
5.1.3 纳米颗粒稳定型泡沫作用机理模型
5.2 纳米颗粒稳定型泡沫驱油数学模型求解
5.2.1 一维数值求解
5.2.2 二维数值求解
5.3 纳米颗粒稳定型泡沫驱油数值模拟程序编制及验证
5.3.1 计算程序设计框图
5.3.2 数学模型验证
5.4 关键参数对纳米颗粒稳定型泡沫驱油效率的影响分析
5.4.1 纳米颗粒浓度的影响
5.4.2 注入流量的影响
5.4.3 泡沫气液比的影响
5.5 含油饱和度分布特征模拟
5.6 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
作者在攻读博士学位期间取得的科研成果
作者在攻读博士学位期间参与的研究项目
致谢
本文编号：3736544
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3736544.html
最近更新
教材专著
