多孔介质中泡沫驱油微观机理研究

泡沫处于平衡状态时,排液过程受到外力的影响很小,液膜中的液体在重力的作用下排出,使液膜变薄、失去弹性,与同时发生的气体扩散一起导致了泡沫破裂.在多孔介质中运移泡沫的稳定性除了上述因素影响外,还受到冲压、挤压、摩擦等因素的影响.采用高压可视化微观模型驱替装置,观察分析了水湿和油湿介质中不同压力下单一泡沫体系、复合泡沫体系泡沫的形成、衰变过程,分析了泡沫在多孔介质中的微观驱油机理.观察分析结果表明:泡沫的稳定性与压力和介质的润湿性有关,压力越高,泡沫的稳定性越好,水湿介质中泡沫的稳定性好于油湿介质;泡沫的的驱油效果也与压力和介质的润湿性有关,压力越高,泡沫的驱油效果越好,水湿介质中泡沫的驱油效果好于油湿介质.     

多孔介质中示踪剂微观可视化实验研究

为了更好地适应多孔介质示踪剂复杂渗流描述,针对微观孔道级别的示踪剂渗流机理和运移特征,应用孔隙结构仿真微观模型,设计完成了多孔介质示踪剂微观可视化实验,直接观察了多孔介质微观传质扩散过程和机理。实验结果表明：示踪剂运移微观上具有不同尺寸级别的绕流效应,且随着示踪剂在多孔介质中的推进,绕流尺寸明显增大;随着示踪剂向前推进,因混合作用明显,其质量浓度前缘梯度减小,且不再规则,同时横向宽度明显增大。示踪测试解释建模过程中,必须综合考虑示踪剂的混合作用、单个孔道的迂曲度、多个孔道的网络结构及小—大规模的绕流效应等情况。     

考虑微观效应的致密多孔介质分形渗透率模型

致密多孔介质微观结构复杂,受孔隙表面和流体分子之间相互作用影响的微观效应普遍存在,而目前已有的致密多孔介质模型未同时考虑边界层效应和微观效应,计算结果误差较大.基于毛细管束模型和分形理论,建立了考虑微观效应的渗透率模型来表征致密多孔介质中流体传输能力,并用实验数据验证了模型.模型计算的有效渗透率不再是恒定值;压力梯度、...     

多孔介质内原油渗流模型及数值计算

数值模拟可为油藏开发及采油设备的更新提供数据参考。采用Fluent计算软件建立了采油井筒及周围地区含泥砂稠油渗流模型,针对不同的渗流情况,对防砂管附近的原油渗流运动进行模拟,计算并分析模拟数据。分析结果认为,在渗流较大的压力作用下,防砂管很容易发生变形断裂等损坏;在流体流出多孔介质区域时,速度增加很明显,在管内容易碰撞,进而在封闭的环境下对防砂管内壁造成侵蚀,影响防砂管的使用寿命;在防砂管的设计中应使防砂管的结构性能沿竖直方向从中心到两端逐渐变强,从而提高防砂管工作的整体平衡性和受力均匀性。     

多孔介质各向异性动态渗透率模型

基于迂曲毛细管网络模型,推导建立了各向异性渗透率与岩石正应变间的关系式,即各向异性动态渗透率模型（ADPM）,采用孔隙尺度流动模拟对模型进行了验证,并对单轴应变过程进行了计算,分析了变形过程中影响不同方向渗透率变化的主要因素。研究表明：层状油气藏开采的单轴应变过程中,有效面孔率对各方向的渗透率影响规律一致,随着有效面孔率的减小,渗透率对应变的敏感程度增大;垂直于压缩方向的渗透率对应变的敏感程度随迂曲度的增加而减小,沿压缩方向的渗透率对应变的敏感程度随迂曲度的增加而增大。初始各方向迂曲度相同的层状油气藏,在压力下降的过程中,迂曲度对各方向渗透率变化幅度的相对关系起决定性作用,迂曲度小于1.6时,岩石水平方向渗透率的降幅要高于垂向渗透率,迂曲度大于1.6时则相反,传统动态渗透率模型无法表征这一现象。经孔隙尺度模拟实验数据的验证,新模型拟合精度高,可以有效表征不同方向变形对各方向渗透率的影响。     

多孔介质中多相泡沫微观流动规律研究

通过微观刻蚀模型对泡沫、微球和多相泡沫体系在多孔介质中的微观渗流特征进行研究,结果表明:泡沫主要以变形、分割的方式通过多孔介质,且小气泡的运移速度要快于大气泡,其封堵具有叠加性;微球在多孔介质中以串状、长条状或团状聚集体存在,通过直接或变形的方式通过孔喉,以吸附、喉道处架桥和孔喉连接处堆积来形成封堵,但稳定性不强;多相泡沫体系中,微球吸附甚至包围在泡沫液膜表面,泡沫在微球的包围簇拥下向前运移,稳定性增强,对深部调剖封堵效果更好。     

多孔介质中气水渗流的微观机理研究

利用微观玻璃模型进行了气水两相渗流微观机理研究.孔隙水平的直观观察表明:气水两相排驱和渗吸的微观渗流机理截然不同,低流速时虽然二者均受毛管力的影响,但排驱时气水前缘始终沿连续的大喉道路径运移,存在明显的跳跃式运移现象;速度较高时,有明显的粘性指进现象,气体前缘呈树枝状,随流速的增加,分叉更多.而低速渗吸时水沿壁进入孔隙,首先充满小喉道,发生严重的毛管指进,并沿壁能到达孔隙模型的各个角落,前缘推进随流速的增加而变得均匀.实验结束后的气水微观分布分析,对提高油气采收率的研究具有指导意义.      

乳状液在多孔介质中的流动模型

本文从数学角度研究了乳状液的流变性及在多孔质地层中的形成与流动。精确地评价了多孔介质中拟塑性流体的几个流动模型。用统一的形式来表达这些模型，使它能检测不同模型之间的差异。     

多孔介质中气体水合物分解方法及模型研究进展

为了开发利用天然气水合物资源,需要深入了解多孔介质中天然气水合物的分解规律。对国内外近几年有关多孔介质中气体水合物的分解方法如热激法、降压法、注化学剂法、二氧化碳置换法等进行了综述,指出了各种方法的优缺点,并总结了水合物分解模型的研究进展,同时提出了关于多孔介质中水合物分解研究方向的建议。      

水溶性聚合物在多孔介质中动态滞留量研究

滞留量是影响聚合物驱油效果的关键因素之一。针对水溶性聚合物在现场应用条件的局限性,利用淀粉-碘化镉比色法研究了聚丙烯酰胺水溶液在人造均质岩心中的动态滞留规律,并考察了高岭土、表面活性剂对其滞留量产生的影响。结果表明,溶液中含有表面活性剂时,聚合物的滞留量减少;高岭土的存在使聚合物在岩心中的滞留量增加,随着高岭土含量的增加,滞留量增大。表活剂与聚合物同时存在时,二者之间会发生一定的相互作用,在岩石表面会产生竞争吸附,造成其有效含量降低,因此要保证驱油效率的提高,应当依据二者对提高采收率的贡献及吸附滞留的差异对其浓度进行适当的调高。     

Influence of the wicking process on the heat transfer in a homogeneous porous medium

In this work, we analyze the spontaneous wicking process of a fluid in a homogeneous porous medium taking into account that the medium is subject to the presence of a temperature gradient, including the gravity effects. We assume that the porous medium is found initially at temperature T₀ and pressure P₀; suddenly the lower part of the porous medium touches a liquid reservoir with temperature T₁ and pressure P₀ and begins the spontaneous wicking process into the porous medium. The physical influence of two nondimensional parameters such as the ratio of the characteristic thermal time to the characteristic wicking time, β and α defined as the ratio of the hydrostatic head of the imbibed fluid to the characteristic pressure difference between the wicking front and the dry zone of the porous medium, serves us to evaluate the position and velocity of the wicking front as well as the temperature profiles and the corresponding Nusselt numbers in the wetting zone. In particular, for small values of time we recover the well-known Washburn law. The numerical predictions show that the wicking and the temperature profiles depend on the above nondimensional parameters, revealing a clear deviation of the simple Washburn law.     

多孔介质对天然气水合物形成的影响

天然气水合物大量存在于海洋底部的淤泥多孔介质中，但多孔介质对天然气水合物形成过程的影响规律究竟如何，从理论和实验上进行了探讨。相平衡模型表明，多孔介质的表面张力作用使多孔介质毛细管中的气体-水合物-水达到三相平衡；对多孔介质和自由液面的相平衡影响因素分析表明，在相同浓度条件下，多孔介质中天然气水合物形成相平衡的温度更低，压力更高；对多孔介质和自由液面天然气水合物的实验分析表明，多孔介质对水合物的形成过程（天然气溶解阶段，水合物诱导阶段，水合物成长阶段）的影响程度不同，多孔介质缩短了水合物形成的诱导时间，在成长阶段较之自由液面生长的速率要快。     

唐氏孔隙介质波动理论修正

唐应吾先生根据拉格朗日运动方程建立了孔隙介质波动方程组，将具有实际意义的孔隙介质物理参数同波动方程弹性参数建立起直接的联系。     

油藏多孔介质中气体示踪剂运移特征研究

在油藏中注入各类气体示踪剂,来了解注入流体和被驱替流体在储层多孔介质中的运移特征的示踪剂方法是注气油藏开发动态监测的重要手段之一。在对国内外有关气体示踪剂文献调研的基础上,将水示踪剂的分配机理运用于注气油藏中气体示踪剂在油藏流体中的分配及其影响因素研究、滞留机理,运用多元回归分析方法回归处理滞留实验的结果,并初次引入概率理论来描述气体示踪剂在油藏多孔介质中的运移特征,建立起气体示踪剂在油藏多孔介质中运移的特征速度方程。     

多孔介质中冰成天然气水合物形成实验研究

为了探讨多孔介质中天然气水合物原位形成规律性,进行了将冰粉和石英砂混合并形成天然气水合物的实验研究。实验结果表明,在这种情况下能形成稳定均匀的水合物;冰成天然气水合物的过程是气固反应过程,过程包括吸附、催化、络合、结晶过程。     

含流体多孔介质的BISQ模型

BIOT流动和喷射流动是含流体多孔隙介质中固一流相互作用的两种重要力学机制,它们作为一个祸合过程同时对声波或弹性波的衰减和频散产生影响。传统方法将这两种力学机制分开、单独处理,并建立了基于宏观描述的BIOT理论和基于单个孔隙结构的喷射流动理论,这些理论在实际应用中暴露出很大的局限性。Dvorkin和Nur(1993)将BIOT流动机制和喷射流动机制综合起来,提出了统一的BISQ模型,这种BISQ模型将基于微观水平的喷射流动机制与固体和流体宏观性质联系起来,建立了弹性波相速度和衰减与固相弹性常数、孔隙率、渗透率、饱和度、流体私滞度、压缩性、频率以及特征喷射流动参数等之间的关系。对BISQ模型的综合研究表明:BISQ模型中的喷射流动机制是造成弹性波强衰减、高频散的主要原因;BISQ模型能更真实地预测波的衰减和频散,在采油动态监控和拾取渗透率等各向异性参数方面具有巨大的应用潜力,值得作进一步的研究和开发。     

多孔介质中CO2露点的超声波测试

为了掌握地层流体的渗流规律，基于超声波测试技术，建立了一套可用于多孔介质中相态研究的测试装置。用石英砂作多孔介质，研究了在多孔介质中的露点，对CO2的露点压力进行了测试，发现多孔介质对露点压力存在影响，离临界点越远，这种影响越大。     

多层多孔介质界面的水动力特征

通过实验来确定多层多孔介质界面的水动力学特性,这些层由大小不同的颗粒组成。实验采用直径为300μm和50μm的玻璃颗粒,水的流动方向垂直于两者形成的接触面,测量了界面附近的压力梯度和水动力特征;利用射线衰减技术测量孔隙度的分布。实验结果表明:在界面附近压力线性下降,但压力剖面要比分别由300μm和50μm粒径组成的均质层的剖面陡;在界面附近孔隙度显著降低;直接测量的孔隙度和根据实验计算的孔隙度符合很好;多孔介质的非均质性引起扩散性增强