聚驱分注近井地带注入液机械降粘研究

发布时间：2017-08-02 08:14

  本文关键词：聚驱分注近井地带注入液机械降粘研究

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【摘要】：聚合物驱油分层注入(聚驱分注)技术因能显著提高剩余石油采收率而在各油田得到广泛应用。其特点主要体现在:聚合物溶液因粘弹特性能够有效的吸附各类残余油。但聚合物溶液具有假塑性流体特征,当流经近井地带时,因射孔孔道壁面以及近井地带颗粒对聚合物高分子的机械剪切、粘滞、吸附、拉伸等作用引起分子链的变形、断裂,致使溶液的粘度显著降低,严重影响驱油效果。所以研究分析聚合物溶液因机械剪切作用而产生粘损的原因和现象已经成为石油工程领域的热点课题。现有的研究主要集中在聚合物溶液注入过程中流动机制和粘度对石油采收率的影响,关于近井地带特征参数对粘度影响规律的研究不够深入,因此本论文采用了理论分析、有限元仿真模拟和实验相结合的方法,分析了近井地带的机械剪切作用对聚合物溶液粘度的影响规律,研究的具体内容包括以下几个方面:分析聚合物溶液在近井地带中的流动状态,研究近井地带主要部分结构特征,建立反映射孔孔道和多孔介质特征的二维模型,利用幂律流体柱面坐标下的动量方程,推导近井地层和射孔孔道主要特征参数与聚合物溶液粘度和剪切速率关系的表达式,为后续仿真选定合适模块及推导溶液数学模型基本方程奠定基础。用有限元仿真和理论分析相结合的方法,在忽略聚合物分子的粘滞、吸附假设下,对聚合物溶液实际流态进行分析,推导符合聚合物溶液粘弹特性和受力状态的数学模型基本方程,建立射孔孔道和近井地层有限元模型,基于上述模型利用有限元分析法研究射孔孔道入口半径、近井地层渗透率以及聚合物溶液的注入浓度、流量等关键参数对粘度损失的影响规律。开展聚合物溶液流变性实验研究,探究不同浓度溶液粘度与剪切速率之间的关系,得到聚合物溶液的流变曲线,分别分析卡洛模型和幂律模型本构方程关键参数随聚合物溶液浓度的演化规律;建立可分析多孔介质渗透率以及聚合物溶液浓度与粘损关系的实验系统,并利用该系统开展相关实验研究,得到相关参数与粘损率的关系。
【关键词】：近井地带 机械剪切 粘度损失 粘弹性
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE357.46
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 课题的来源9-10
• 1.2 研究的目的与意义10
• 1.3 国内外研究的现状10-16
• 1.3.1 驱油聚合物的研究现状10-11
• 1.3.2 聚合物溶液在近井地层中流动模型研究现状11-14
• 1.3.3 近井地带聚合物溶液流动机制和粘损规律研究现状14-16
• 1.4 本文主要研究内容16-18
• 第2章 近井地带聚合物溶液流动规律研究18-34
• 2.1 聚合物溶液流变模型18-20
• 2.2 聚合物溶液机械降解降粘分析20-22
• 2.3 近井地带聚合溶液流态分析22-24
• 2.3.1 射孔孔道中聚合物溶液的流态分析22-23
• 2.3.2 近井地层中聚合物溶液的流态分析23-24
• 2.4 近井地带聚合物溶液流动过程数学模型24-32
• 2.4.1 圆管中聚合物溶液轴向流动数学模型25-28
• 2.4.2 射孔孔道中聚合物溶液层流流动数学模型28-31
• 2.4.3 近井地层聚合物溶液渗流流动数学模型31-32
• 2.5 本章小结32-34
• 第3章 近井地带聚合物溶液粘损规律仿真分析34-50
• 3.1 近井地带三维实体模型的建立34-35
• 3.2 聚合物溶液仿真模型的基本理论35-39
• 3.3 射孔孔道对聚合物溶液粘度损失影响规律研究39-43
• 3.3.1 射孔孔道有限元模型的建立39-40
• 3.3.2 射孔孔道入口半径对粘度损失的影响规律40-42
• 3.3.3 聚合物溶液浓度对粘度损失的影响规律42
• 3.3.4 聚合物溶液注入量对粘度损失的影响规律42-43
• 3.4 多孔介质对聚合物溶液粘度损失的影响规律研究43-48
• 3.4.1 多孔介质基本单元仿真模型的建立43-45
• 3.4.2 聚合物溶液浓度对粘度损失规律的研究45-48
• 3.4.3 多孔介质渗透率对粘度损失的影响规律48
• 3.5 本章小结48-50
• 第4章 近井地层聚合物溶液粘损规律实验研究50-59
• 4.1 聚合物溶液的流变性实验50-54
• 4.1.1 聚合物溶液流变性实验步骤与设备50-51
• 4.1.2 聚合物溶液流变性结果及分析51-54
• 4.2 近井地层室内模拟实验54-58
• 4.2.1 近井地层室内模拟实验原理54
• 4.2.2 近井地层室内模拟实验用品与实验平台54-55
• 4.2.3 近井地层室内模拟实验内容与方法55-56
• 4.2.4 近井地层室内模拟实验结果及分析56-57
• 4.2.5 近井地层室内模拟实验误差分析57-58
• 4.3 本章小结58-59
• 结论59-60
• 参考文献60-65
• 致谢65

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本文编号：608335