多孔介质中聚丙烯酰胺溶液流变性研究

研究了聚丙烯酰胺溶液在多孔介质中的流变特征；分析了聚丙烯酰胺溶液渗流过程中的粘弹性及其影响因素。结果表明，聚合烯酰胺溶液在渗流过程中，浓度和渗流速度对其粘弹性影响较大。该溶液为剪切变稀的假塑性流体，只在井底附近出现弹性行为，会影响井底压力梯度。     

筒型基础渗流场的有限元模拟与分析

利用有限元数值计算方法模拟筒型基础负压沉贯过程中的渗流场.结果表明在筒型基础裙端部的渗流场比较复杂,特别是裙端部的渗流速度最大;筒型基础内土体表面渗出速度随筒型基础入土深度增加而分布均匀,同时筒型基础内土体表面渗出速度或渗入速度随筒型基础入土深度的增加而减小.此结果与实践和试验符合良好.     

聚合物溶液注入过程中黏弹性的影响因素

基于聚合物溶液黏弹性理论研究了注入速度、渗流距离和孔喉比对聚合物溶液黏弹性参数的影响,认为在此因素作用下的聚合物分子会受到不同程度的破坏,呈现出一定的规律性.随着注入速度、渗流距离和孔喉比的增加,聚合物分子受到的剪切程度增加,表现为聚合物溶液的剪切应力、表观黏度、复合模量逐渐降低(在低剪切速率、低角频率时的下降幅度较明显).相比之下,渗流距离对聚合物黏弹性的影响最大,注入速度、孔喉比次之.     

筒型基础渗流场的有限元模拟与分析

利用有限元数值计算方法模拟筒型基础负压沉贯过程中的渗流场。结果表明:在筒型基础裙端部的渗流场比较复杂,特别是裙端部的渗流速度最大;筒型基础内土体表面渗出速度随筒型基础入土深度增加而分布均匀,同时筒型基础内土体表面渗出速度或渗入速度随筒型基础入土深度的增加而减小。此结果与实践和试验符合良好。     

射孔不渗流段对疏水缔合聚合物溶液黏度的影响

本文针对聚合物在注入过程中存在黏度损失的问题,根据现场的注聚井的完井参数,设计射孔不渗流段模拟装置。通过对不渗流段长度、注入速度、注入浓度及剪切后静置时间对疏水缔合聚合物溶液黏度的影响。实验结果表明:增加射孔不渗流段和注入速度,剪切后聚合物溶液的黏度急剧下降,当增加到一定值时,黏度损失幅度减小;增加聚合物溶液的浓度,剪切后聚合物溶液黏度损失幅度就越小;剪切后的聚合物溶液静置一段时间有助于黏度的恢复。通过以上实验对聚合物溶液的注入参数优选提供一定的数据支撑。     

各向异性油藏渗流的特征、模型和研究方法

各向异性油藏中,渗流速度方向一般不同于压力梯度方向,渗流速度的大小会随压力梯度方向的改变而变化;由于交叉微分面的存在,各向异性油藏渗流模型的复杂程度较常规油藏成倍增加;各向异性油藏渗流理论研究的基本方法是,通过坐标变换把各向异性渗流化为等价各向同性渗透,同时介质空间的形状随之发生改变;各向异性油藏渗流的核心问题是各种复杂边界的处理。     

交联聚合物剪切特性及渗流规律研究

研究了交联聚合物剪切和剪切后再交联的特性及其在孔隙介质中的渗流规律，用机械剪切，在孔隙介质中流动剪切和段塞渗流三种实验方法，用ＵＶ－３０００紫外分光光度计分别析出口样品，用付里叶变换红外ＦＴ－ＩＲ漫反射技术分析模型中滞留的聚合物分布。结果表明，未交联的交联聚合物体系在地层条件下和经岩心剪切后都能交联增粘，剪切粘度损失可达７５％以上，停止剪切后在６０℃下静置，粘度在当天即开始回升，３～４天升到最大值     

低渗透气藏中气体低速非达西渗流特征实验研究

近年来，随着低渗透油气藏的不断开发，对低渗透油气藏中流体渗流规律的研究越来越引起人们关注。本文针对低渗气藏中气体低速非达西渗流进行了大量的实验研究。通过对实验现象的探讨认识到：低渗储层岩石中单相气体低速渗流具有非达西渗流特征，表现为渗流曲线直线段的延伸与流速轴相交，即存在一个“拟初始流速”；低渗储层岩石在一定含水饱和度下，气体低速非达西渗流特征更为明显。残余水饱和度存在所产生的毛管阻力，使气体渗流曲线低速段的形态与单相气体渗流时相反，呈现上凹形态。在相应的克氏回归曲线上，存在着明确的临界点。临界点以下，气体渗流受毛管阻力影响，表现为气体(视)有效渗透率随压力增大而增大；临界点以上，气体渗流受滑脱效应影响，表现为气体(视)有效渗透率随压力增大而减小。气体低速渗流曲线特征与储层岩石渗透率和残余水饱和度密切相关，随渗透率增大和残余水饱和度的降低，气体低速非达西型渗流逐渐向达西型渗流过渡。     

不同渗流方式下的压力波传播规律

运用稳态逐次替换法，研究了不同渗流方式下弹性液体不稳定渗流压力波的传播规律。发现在平面平行渗流，平面径向渗流和球面向心渗流三种渗流方式中，以球面向心渗流方式下的压力波传播速度最快，平面平行渗流压力波传播速度最慢，压力波传播同样的距离所需时间，平面平行渗流是平面径向渗流的2倍，而平面径向渗流又是球面向心渗流的1.5倍。     

特殊渗流过程的随机模拟

利用特殊渗流理论中的侵入渗流、首达渗流建立了流体渗流的理论模型，应用它对井间流体的流动作了模拟。模拟结果表明，利用侵入渗流过程可以近似模拟流体在井间的流动路径，从而为正确认识剩余油分布打下基础。利用首达渗流过程可以对生产井的见水时间作近似预测。     

一类驱油剂在油藏孔隙中的流变与流动特性

化学驱中的驱油剂、原油及其混合物是一类在组成结构和性质上均十分复杂的流体,这些流体在油藏中的流变性和流动特性是影响驱油效率的主要因素。介绍了化学驱中几种复杂流体力学问题及其研究成果。就其流变性而言,聚合物溶液和碱-表面活性剂-聚合物(ASP)复合体系均属粘弹性流体,但在中等剪切速率的简单剪切流动条件下,其流变性可用幂律模式描述。在驱油过程中,驱油剂的稠度系数沿渗流方向呈指数规律减小,而幂指数则以线型规律递增。粘弹性流体在结构复杂的油藏孔隙中流动时,产生的二次流利于驱替孔隙盲端和喉道中的残余油。还探讨了化学     

扩张流道内修正上随体Maxwe Ⅱ粘弹性流体的流动

提出了描述粘弹性流体流变特性的修正上随体Maxwe Ⅱ本构方程，利用数值计算方法模拟了该流体在扩张流道中的流动特征，给出了流场图和速度场图，并分析了修正上随体MaxweⅡ流体的非牛顿幂律特性及粘弹性对流场的影响。研究表明，在扩张流道中，随着幂律指数的逐渐增大，速度等值线逐渐向凹角内伸展，流动区域增大；随着粘弹性的增强，流体的波及体积增加，波及效率增大。     

聚丙烯酰胺溶液的地下流变模型

通过岩心模拟流动实验，在相当宽的流速范围内，测定了高分子量聚丙烯酰胺（HPAM）溶液在70℃油层温度下通过油藏岩石流动时的稳态压力降与流速的关系曲线，从而揭示了HPAM溶液在多孔介质中的复杂双重流变特性：在低速下呈剪切变稀的假塑性，在高速下出现剪切增稠的粘弹性。将流变仪测得的流变性和获得的本体流变模型引入描述多孔介质的毛细管束模型，从而把达西公式推广到了幂律流体。合理修正了Hirasaki的视剪切速率表达式，获得了多孔介质的视剪切速率与达西流速之间的关系式，进而建立了HPAM聚合物溶液的地下流变模型。     

低渗透油藏中水平井的非牛顿幂律流体不稳定渗流的研究

从水平井椭球流态出发,对于非牛顿幂律流体,在椭圆坐标内分析了具有启动压力梯度的低渗透油藏中水平井的稳定及不稳定压力动态,即椭球供给边界油藏中的近似压力分布和产能公式;分析了启动压力梯度对原油生产的影响;启动压力梯度增大,产量降低;对于不稳定渗流,得到了双重孔隙介质含启动压力梯度油藏中非牛顿流体水平井的三维不定常试井公式,并绘制了理论图版,所得近似的压力分布公式以及试井公式均有常规项（不考虑启动压力     

利用能量耗散率计算管流的平均剪切率

含蜡原油的流变性与其所经历的剪切历史有关.以往用截面平均剪切率或湍流时的管壁剪切率衡量流体管流的剪切历史,有不当之处.根据能量耗散率与剪切率的关系,提出了按流体的体积平均能量耗散率计算流体平均剪切率的方法,即可根据流体的密度、平均流速、管道直径、流动的摩擦因子或摩阻压降以及流变参数计算牛顿流体和幂律流体管流的平均剪切率.对于湍流,按本方法计算的平均剪切率能合理地度量流体的平均剪切历史.在原油管道正常运行的雷诺数范围内,按截面平均方法计算的湍流剪切率比按体积平均能量耗散率计算的结果约偏低20%～40%.     

管输剪切模拟搅拌槽中流体平均剪切率的计算

计算搅拌槽内流体剪切率的Metzner-Otto方法只适用于计算某些叶轮搅拌槽系统内层流时叶轮区的平均剪切率,不能满足原油管输过程剪切作用模拟的需要。根据流体流动的能量耗散率与剪切率的关系,提出了通过搅拌的轴功率计算搅拌槽全槽流体平均剪切率的方法。针对牛顿流体和幂律流体,提出了全槽平均剪切率的计算式。以实验室用的一个小型搅拌系统为例,使用所提出的方法,建立了槽内流体平均剪切率与搅拌转速、流体体积、幂律流体稠度系数及流动特性指数关系的经验数学模型。该模型预测的结果与直接由实测扭矩计算的平均剪切率相当接近。本方法适用于各种类型的叶轮,不受流体流态的限制,其原理还适用于符合其他流变模型的非牛顿流体。     

RHEOLOGICAL BEHAVIOR OF BENTONITE SUSPENSIONS

The objective of this research is to investigate the concentration effect on the rheological properties of different bentonite suspensions. Experiments were performed with different bentonite type and concentrations and the results were evaluated by different rheological models (Bingham plastic, Power law, Sisco, Casson, Herchel Bulkley and Robertson Stiff) describing the flow of non-Newtonian fluids by mathematical equations in terms of shear rate and shear stress.     

RHEOLOGICAL BEHAVIOR OF BENTONITE SUSPENSIONS

ABSTRACT

The objective of this research is to investigate the concentration effect on the rheological properties of different bentonite suspensions. Experiments were performed with different bentonite type and concentrations and the results were evaluated by different rheological models (Bingham plastic, Power law, Sisco, Casson, Herchel Bulkley and Robertson Stiff) describing the flow of non-Newtonian fluids by mathematical equations in terms of shear rate and shear stress.     

幂律流体在岩心中流变性测定的公式推导与应用

随着化学驱油的室内试验和矿场试验的不断发展,有必要研究化学剂溶液在多孔介质中的流变性。推导了在岩心中测定幕律流体的流变性公式,并就公式作了定性分析:认为幂律流体的剪切速率和剪切应力与渗流速度、多孔介质的性质有关;剪切速率与流体性质有关,剪切应力与流体的流变指数无关。同时阐述了应用此公式计算流变性的计算过程及其在岩心驱替试验中的具体应用。鉴于幂律流体在多孔介质中还要受拉伸应力的影响,同时还要发生吸附、滞留等现象,用该方法得到的渗流规律具有一定的局限性。     

非加重改性天然高分子基钻井液体系的流变性

研究非加重改性天然高分子基钻井液处理剂和体系的流变性有益于对其进一步研究和推广应用。实验测定了IND30、NAT20、NFA25加入4％膨润土基浆中配制的悬浮液,在1022s^-1、511s^-1、340．7s^-1、170．3s^-1、10 ．22s^-1、5．11s^-1等6个剪切速率下的剪切力,以及钻井液体系在相同条件下的剪切力,确定了适合的流变方程及流变曲线。结果表明,0．2％以内加量的IND30悬浮液的流动特性接近于宾厄姆模型,塑性粘度和动切力均较基浆增加。0．3％以上加量的IND30悬浮液的流动特性接近于幂律模型,稠度系数高于基浆,流性指数低于基浆;3％以内加量的NAT20悬浮液的流动特性接近于幂律模型,稠度系数低于基浆,流性指数高于基浆;6．0％以内加量的NFA25悬浮液的流动特性接近于宾厄姆模型,塑性粘度较基浆变化不大,动切力下降;依据正交设计的12个配方配制而成的悬浮液的流动特性都接近于幂律模型,稠度系数低于基浆,流性指数高于基浆但接近适宜的范围。