多孔介质中气驱油动力机理及应用研究

发布时间：2021-06-23 22:52

　　目前,我国大多数油田在水驱开发后期把气驱或气水交替注入的方式作为开发剩余油的重要手段。注入气或储层游离气表现出易流动、粘阻小等特点,更容易进入水相未被波及的区域,或占据死油孔隙区域内的油相空间。注入气或储层游离气以分散气泡形式在多孔介质中的流动运移行为未被清楚观察和研究。主要原因:其一,储层空间类似于“暗箱子”,无法从外界直接观察;其二,气泡在管状孔隙或颗粒充填孔隙介质流体饱和模型中受外界因素干扰作用强,变形复杂,上升路径、速度不尽相同;其三,气泡在多孔介质中与孔喉形状和大小、液体性质等之间的关系认识不清,气相流动运移规律受到多因素的影响。本论文针对上述问题,基于力学分析表征和室内实验模拟的手段,对气泡在多孔介质中运动行为特性进行研究,分析了气泡在不同影响因素环境中的上升运动的条件,揭示了其流动运移规律,取得了如下主要成果:1)建立了可流动气相在毛细管模型和颗粒充填孔隙介质流体饱和模型中上升运移流动条件及表达式。通过浮力和毛管阻力的对比,研究了毛管半径、界面张力、界面接触角等因素对浮力和毛管阻力的影响,确定了气泡运移和捕集的临界条件。同时,基于浮力、液体阻力（曳力）、界面张力及附加质量... 

【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：133 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

球形及毛细管中圆柱形气泡当球形气泡的直径是毛细管直径的倍时，在毛细管中受挤压拉伸

2毛细管中气泡上升运动行为数学表征12所示，0n10。受毛细管壁面的挤压作用，球形气泡变形成为圆柱形，受到促使气泡上升的浮力FB，及抑制其上升的毛管阻力FIFT。气泡在毛细管中与上部液体形成的后退角θR，与下部液体形成的前进角θA，由于后退角和前进角处的气相与液相表面张力相同，则σA=σR=σ。由此，浮力FB和毛管阻力FIFT可以表示为：=433()=()2=43()33（2-3）IFT=2(coscos)（2-4）这里，FB是气泡上升的浮力，mN；FIFT是气泡上升的毛管阻力，mN；ρG、ρL分别是气液两相密度，kg/m3；σ是气液两相间界面张力，mN·m-1；θA、θR分别是前进角、后退角，°。图2-2毛细管中气泡长度及气泡大小关系因此，浮力和毛管力的合力作用决定了气泡能否运移或捕集。当毛管阻力与浮力的比值小于1，即FIFT/FB<1，气泡向上运移；当毛管阻力与浮力的比值大于等于1，即FIFT/FB≥1，气泡被捕集。=2(coscos)()（2-5）式中：γL、γG分别是液体和气体重度，即γ=ρg，kg/(m2·s2)。2.2不同因素对气泡运移和捕集的影响假定气体密度ρG忽略不计（约为1.205kg/m3），液体密度ρL10,1000kg/m3，这里分别取ρL=10，100，500，1000。因为毛细管是等径直管，因此，=cosθR-

2毛细管中气泡上升运动行为数学表征14径的10倍，RT=0.1049mm时，气泡所受毛管阻力与浮力相等。图2-3毛管阻力与浮力随毛管半径的变化（ρL=10kg/m3）图2-4毛管阻力与浮力随毛管半径的变化（ρL=100kg/m3）图2-5毛管阻力与浮力随毛管半径的变化（ρL=500kg/m3）


本文编号：3245813