二氧化硅纳米流体在储集层微粒运移控制中的应用
本文选题:微粒运移 + 临界流速 ; 参考:《石油勘探与开发》2017年05期
【摘要】:利用SiO_2纳米流体开展岩心驱替实验,通过注入SiO_2纳米流体改变孔壁的表面性质,加强颗粒与孔壁间的吸引力,克服水动力排斥力,以提高临界流速,控制储集层中微粒运移、提高注液速度。在注水过程中注入SiO_2纳米颗粒控制微粒的运移,有助于设计更高的产/注液速度。驱替实验结果表明质量分数为0.1%的SiO_2纳米流体控制微粒运移的性能最好,可将微粒运移量降低80%。增加注入流体的盐度并不能改善纳米流体控制微粒运移的性能。通过测量岩心表面的Zeta电位,得知SiO_2纳米颗粒由于带负电荷不能改变孔壁上的Zeta电位。原子力显微镜(AFM)分析证明,控制微粒运移的主要机理是SiO_2纳米流体增加了孔壁的粗糙度,需要更大的水动力才能使多孔介质中的微粒开始移动。对于所有实验都计算了微粒上的总作用力和扭矩,理论结果与实验结果吻合,计算结果表明微粒主要以滚动机理从孔壁脱落。
[Abstract]:The core displacement experiment is carried out by using SiO_2 nano-fluid. The surface properties of pore wall are changed by injecting SiO_2 nano-fluid, the attraction between particle and pore wall is strengthened, the hydrodynamic repulsive force is overcome, the critical velocity is increased and the particle migration in reservoir is controlled. Increase the injection speed. The injection of SiO_2 nanoparticles to control the migration of particles during water injection is helpful to design a higher production / injection rate. The results of displacement experiments show that the SiO_2 nano-fluid with 0.1% mass fraction has the best performance in controlling particle migration and can reduce the particle migration amount by 80%. Increasing the salinity of injected fluid does not improve the performance of nano-fluid in controlling particle migration. By measuring the Zeta potential on the core surface, it is found that SiO_2 nanoparticles can not change the Zeta potential on the pore wall because of the negative charge. Atomic force microscopy (AFM) analysis shows that the main mechanism of controlling particle migration is that SiO_2 nano-fluid increases the roughness of the pore wall and requires more hydrodynamic force to start moving the particles in porous media. For all the experiments, the total force and torque on the particles are calculated, and the theoretical results are in agreement with the experimental results. The calculated results show that the particles fall off from the hole wall mainly by rolling mechanism.
【作者单位】: Institute
【分类号】:TE258
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,本文编号:1973789
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