考虑弹性湍流聚合物驱微观渗流机理研究

发布时间：2021-03-30 14:13

　　化学驱提高采收率方法中,聚合物驱占据着重要地位,在油田的工业化应用中取得了良好的效果。人们对层流流态下的聚合物驱微观渗流机理进行了大量的实验和理论研究,从实验和现场数据来看,聚合物的弹性效应可以提高驱替效率。近来,在微观驱油实验中发现低雷诺数（Re）、高威森博格数（We）的聚合物溶液在多孔介质中流动时能够诱发弹性湍流现象,进而降低残余油饱和度。但是目前对湍流流态下聚合物溶液的微观渗流机理的研究较少,尤其缺乏定量描述。因此,本文在层流流态下的粘弹性聚合物溶液微观渗流机理的研究基础上,基于计算流体力学方法（CFD）开展了考虑弹性湍流的粘弹性聚合物驱微观渗流机理研究。首先建立了考虑弹性湍流的聚合物溶液单相渗流数学模型,采用对数构象方法对数学模型进行变换,利用有限体积法对数学模型离散,形成了描述粘弹性聚合物溶液弹性湍流特征的数值计算方法,提高了代表聚合物溶液弹性的We值。深入研究了粘弹性聚合物溶液在盲端孔道和突扩-收缩孔道简化模型中的流动规律,从速度波动和湍流强度的变化特征,给出了弹性湍流发生的临界条件,从流线、速度等值线、应力和压力等角度研究了发生弹性湍流前后聚合物溶液在多孔介质内渗流规律的... 

【文章来源】：东北石油大学黑龙江省

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

平板间旋转流动不同时刻墨水的混合情况

（a）粘弹性流体（b）牛顿流体图 5 平板间旋转流动不同时刻墨水的混合情况40]在Groisman的实验基础上，通过PIV技术测量了该行平板旋转通道内放置一个大尺度的环形涡结构，时间的变化发现，当弹性不稳定流动发生后会在装处径向速度重组。流动中的大尺度环状涡结构是由致的环向应力产生的，此结构的存在加速了流态向

（b） 平行平板直槽道内分层流动图 7 弹性湍流发生时流场中的涡管结构可视化性湍流的应用流在高粘、低速流体的混合与换热效率应用中，发挥很好的效 大分子的控制、聚合物动力学、生物流体力学、微尺度流动强域有着广泛的应用前景。，杨攀等[41]在收缩-扩张槽道中分别对甘油/甘油的水溶液，水组不同流体的混合情况进行了对比实验。发现由于粘性效应的影的混合度为 25%；水的弹性和粘性基本可以忽略，受惯性的影响；1PGW 和0.1PW 的粘弹性流体由于具有独特的弹性作用，混合明弹性湍流可以极大的促进微流体的混合。，Li 等[38]通过数值方法模拟了弹性湍流在弯曲型流道中的流动，当 We 数的超过某个临界值后就会由层流流态转捩成湍流流在增强传热方面具有很好的效果。

【参考文献】：
期刊论文
[1]聚合物驱采油技术现状及发展趋势综述[J]. 李兆雯.  化学工程与装备. 2018(02)
[2]国外聚合物驱油技术研究及应用现状[J]. 金亚杰.  非常规油气. 2017(01)
[3]聚合物黏弹性提高驱油效率研究[J]. 吴文祥,王德民.  中国石油大学学报(自然科学版). 2011(05)
[4]粘弹性流体旋转流实验研究[J]. 李凤臣,大岛伸行,大岛まり.  哈尔滨工业大学学报. 2008(11)
[5]弹性湍流及其对微混合效率影响研究的若干进展[J]. 杨攀,Lam Yee Cheong,朱克勤,Gan Hiong Yap.  力学与实践. 2008(05)
[6]黏弹性驱替液所产生的微观力对驱油效率的影响[J]. 王德民,王刚,吴文祥,夏惠芬,尹洪君.  西安石油大学学报(自然科学版). 2008(01)
[7]粘弹性聚合物溶液提高驱油效率机理研究[J]. 刘洋,刘春泽.  中国石油大学学报(自然科学版). 2007(02)
[8]黏弹性聚合物溶液在油藏盲端孔隙中的流动特性[J]. 张立娟,岳湘安,任国友,刘中春.  石油勘探与开发. 2004(05)
[9]黏弹性流体在油藏孔隙模型中的流动阻力特性[J]. 张立娟,任国友,岳湘安,刘中春.  大庆石油学院学报. 2004(01)
[10]粘弹性流体平行于界面的力可以提高驱油效率[J]. 王德民,程杰成,夏惠芬,李群,石京平.  石油学报. 2002(05)

硕士论文
[1]黏弹性聚合物驱稠油微观机理研究[D]. 谢毅.东北石油大学 2014
[2]黏弹性聚合物溶液在微观孔道内渗流规律的研究[D]. 姜海梅.大庆石油学院 2009



本文编号：3109645