纳米纤维强化泡沫液膜渗透性及稳定性实验研究

泡沫可有效改善致密油藏气驱因气液流度差异、裂缝等造成的窜流问题,扩大气驱波及效率。但泡沫为热力学亚稳定体系,其长期稳定性受限制。基于纳米纤维(NCF)强化泡沫体系,对比分析其对N₂泡沫、CO₂泡沫中气体通过液膜渗透性影响,并观察两种NCF强化泡沫体系在不同含油条件下的微观形态变化,探讨了纳米纤维对泡沫稳定性的改善作用及泡沫体系稳定性与泡沫液膜渗透率的对应关系。研究发现,纳米纤维能有效降低液膜渗透性,0.1 wt%的NCF能使N₂气泡、CO₂气泡的渗透率分别降低约89%、65%,消泡时间分别提升2.7倍、11.3倍,表明纳米纤维通过降低液膜渗透性抑制了气泡失稳;经显微观察,NCF强化N₂泡沫液比CO₂泡沫初始膜厚度更大、泡沫直径更小,在不同含油条件下NCF强化CO₂泡沫的失稳趋势更强,表明NCF对N₂泡沫稳定性增强效果更佳。通过纳米纤维能改善泡沫性能,优化泡沫体系,从而增强泡沫稳定性,相关研究对提高油藏气驱采收率有...     

原油对泡沫稳定性的影响

本文综述了泡沫驱油过程中原油对泡沫稳定性的影响。运用热力学方法分析了原油与泡沫相互作用的强弱，将原油存在下泡沫的稳定性与液膜数相关联。微观模型观察结果表明，原油对泡沫稳定性影响的程度与原油性质有关，一般来说泡沫在轻质原油存在下的稳定性小于在重质原油存在下的稳定性。     

泡沫压裂液稳定性及衰变机理研究

针对泡沫压裂液的在水流中稳定性能差的问题,通过对6种不同稳泡剂的泡沫压裂液的泡沫高度、泡沫排液量随时间的变化以及泡沫稳定系数(FSI)来评价不同类型稳泡剂的泡沫压裂液的稳定性,得到AEO-X2/C12醇复合稳泡剂(0.057%)和PAM(0.02%)的较好。利用电子显微镜观察泡沫形态随时间的变化研究了泡沫衰变的机理。     

低频波对泡沫稳定性协同强化效应

为探究低频波对泡沫稳定性的协同强化规律,构建多孔介质玻璃颗粒模拟器,开展了低频波激励下泡沫在不同孔隙直径（0.541~0.657 mm）多孔介质模拟器中稳定性表征实验,结合Plateau边界流体渗流理论,建立波动条件下泡沫边界流体微渗流动力学模型。研究结果表明,振动可以提高泡沫半衰期,不同孔隙直径多孔介质模拟器中泡沫半衰期提高倍数不同且最佳振动参数不同,多孔介质模拟器孔隙直径为0.541 mm时,对应的最佳振动频率和加速度分别为30 Hz、0.7 g（g为重力加速度）,泡沫半衰期提高倍数为1.55;多孔介质模拟器孔隙直径为0.657 mm时,对应的最佳振动频率和加速度分别为35 Hz、0.5 g,泡沫半衰期提高倍数为1.38。波动流体微渗流模型揭示,低频波通过改变流体微元的移动速度、缩短流体微元的移动距离来提高泡沫稳定性。     

基于波动理论的地震波参数反演探讨

综述了近20年来应用波动理论的地震波参数反演的现状。对参数反演研究的一些实际问题进行了探讨，包括对地震波参数反演的理解、正则化和信息提取等。     

氮气泡沫稳定性评价

通过室内实验研制并评价了现场用氮气泡沫泡沫剂体系的静态及动态稳定性,该体系适应温度小于55℃油藏使用,温度升高泡沫的稳定变差,压力升高有利于泡沫的稳定;体系受矿化度影响小,可采用现场污水配制;模拟现场动态实验,最佳气液比在1:1～2:1之间效果最佳;氮气泡沫在大孔道高渗透区的发泡能力好于小孔道低渗透区;注入速度增加,泡沫产生的阻力因子增大,在低于地层破裂压力下,应尽量提高注入速度;气液混注比气液交替注效果好,气液混注阻力因子达到100以上;气液交替注入,交替的频率越高,交替段塞越小,阻力因子越大,泡沫封堵效果越好。     

稠油冷采泡沫油稳定性影响因素微观实验

在加拿大、委内瑞拉以及中国的一些稠油油藏溶解气驱过程中,表现出了异常的开发动态:低的生产气油比、高的采油速度和高于预期的一次采收率.普遍认为泡沫油是产生这种异常动态的重要机理之一.为此,通过玻璃微模型实验观察了泡沫油形成过程中微气泡的产生、运移、合并、破裂以及最终产生连续气相的全过程;同时研究了影响泡沫油稳定性的几个影响因素,即压力衰竭速率、温度、原油黏度、溶解气油比等.实验结果表明,压力衰竭速率及原油黏度是泡沫油形成和稳定性的主要影响因素.该研究有利于进一步认清泡沫油现象的微观机理.     

一种新型高效泡排剂LH的泡沫性能研究

泡沫排水采气方法是一种经济性高、效率高、施工方便的排水采气方法，在油气田得到了广泛的应用。气井泡沫排液所使用的泡排剂直接影响到排液的效率，针对大量的泡排剂不能同时适合高温、高矿化度和高凝析油气水井的情况，结合有水气藏的开发特点，根据表面活性剂理论和起泡性、稳泡性理论，在实验的基础上采用正交设计实验方法研制了一种新型泡沫排水剂--LH。采用Ross-Miles法和搅拌法对泡排剂LH进行泡沫静态性能研究，利用现场取得的凝析油和地层水对新型泡排剂LH的起泡能力、抗矿化度能力、抗凝析油能力及其抗高温能力进行了系统的分析和研究。并在同等实验的条件下与其他泡排剂进行比较，实验结果表明，泡排剂LH是一种起泡性能好、泡沫稳定性优良、抗高温、抗高矿化度、抗高凝析油的泡排剂。     

用于钻井循环流体的泡沫衰变动力学特征

针对钻井作业所使用的泡沫流体需要经受比较宽的温度范围而带来的泡沫稳定性问题,本文采用三种油田常用发泡剂,在多种条件下进行发泡性能和稳定性测试;结果显示:温度对衰变曲线影响显著,发泡剂浓度对其影响相对很弱,相同体积液体析出的时间随温度的升高而提前,泡沫稳定性随温度的升高而减弱。通过非线性拟合方法对试验数据处理,得到了拟合度较高的泡沫衰变动力学方程,参数物理意义明确。衰变方程反映出的泡沫性能与试验测试结果一致,且验证了泡沫衰变机理的正确性,为评价泡沫性能提供了一种新的分析方法。     

气液界面特性对泡沫稳定性影响研究

泡沫稳定性是影响泡沫驱实施效果的核心因素之一。通过对泡沫携液能力、动态表面张力、黏弹模量、半衰期、发泡量的测试对影响泡沫稳定性因素进行研究,确定影响泡沫体系稳定性的因素;利用管式模型对泡沫体系在多孔介质中再生能力进行测试,研究再生能力、泡沫稳定性之间关系。结果表明,黏弹模量同泡沫稳定性具有线性关系,泡沫稳定性同其再生能力并不是一一对应关系,泡沫在多孔介质条件下的再生能力是影响泡沫驱效果的首要关键因素。在进行泡沫驱泡沫剂优选中应对其在多孔介质中再生能力和泡沫稳定性进行综合考虑。     

泡沫钻井液的析液作用机理研究进展

介绍了泡沫钻井液析液理论和实验方法的研究进展情况,分析了具有分析和数值解的标准及扩展析液理论,讨论了影响泡沫稳定性和消泡的微脱水因素。其中重点分析了气液界面的物理化学性质对泡沫析液的影响以及通道和节点控制析液区域的相关泡沫结构性质。重要的研究结果有:泡沫压力降技术可以在具有可变(或恒定)的Plateau边界条件下研究泡沫的析液行为;在研究通道和节点控制等2类重要析液区域时,自由和受迫析液方法也是非常实用的技术。     

疏水修饰纳米颗粒强化天然气泡沫的稳定性及影响因素

为了增强天然气泡沫在提高采收率中的应用效果,采用注射法研究了疏水修饰纳米颗粒(HMNP)与不同类型表面活性剂复合生成的天然气泡沫的稳定性及温度、无机盐(NaCl、CaCl₂)对天然气泡沫稳定性的影响机制。结果表明：在室温(25℃)纯水条件下,HMNP与阴离子表面活性剂(十二烷基磺酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠(AES))复合体系生成的天然气泡沫在3000 min内可保持很好的稳定性,具有显著协同稳定天然气泡沫稳定性的作用。而且,在50℃条件下或离子强度为0.2 mol/L的情况下,阴离子表面活性剂中的聚氧乙烯(EO)基团可以进一步增强HMNP/AES复合体系天然气泡沫的稳定性及耐温耐盐性;阴离子表面活性剂中的苯环则可显著促进HMNP与阴离子表面活性剂的协同效应,更大幅度提高HMNP/SDBS复合体系天然气泡沫的稳定性、耐温性及耐一价金属离子能力。     

牙轮钻头横向振动动力学仿真模型

为探寻在实际钻井过程中钻头的运动轨迹和与井壁碰撞时撞击力的变化规律,利用有限元方法,建立钻柱横向振动的有限元动力学模型,并在考虑钻头－岩石互作用力学模型的基础上,建立了钻头横向振动动力学仿真模型,通过实验及相关数据得到预测钻头与井壁碰撞时撞击力大小的计算公式。根据所建模型及仿真过程,编制了牙轮钻头横向振动的仿真程序。对８ＸＨＰ２Ｓ钻头的仿真结果表明,钻头与井壁的最大碰撞力可达１５７ｋＮ,这对于钻头的运动规律及工作性能均有影响,是造成钻头破坏的一个可能的原因。     

HPAM聚合物与离子型表面活性剂协同稳定CO2泡沫的分子模拟研究

CO₂泡沫驱可以有效地控制CO₂相的流度从而提高波及效率,同时它还能够进行CO₂地质封存,减少碳排放以应对全球气候变暖的挑战。表面活性剂能降低CO₂泡和水相液膜之间的界面张力(IFT),从而增加因拉普拉斯毛细管自吸效应导致的泡沫液膜中液体析出的阻力。聚合物可以提高泡沫液膜黏度,也可以减缓液膜中的液体析出并缓解气泡聚并现象。二者同时被用作提高泡沫稳定性的化学试剂,然而表面活性剂分子根据亲水头基电荷正负属性不同会具有不同的界面行为,在微观尺度下不同类型表面活性剂和聚合物分子之间的协同作用还不明确。本研究采用分子动力学模拟的方法,研究了油藏条件下阴离子型(SDS)和阳离子型(CTAB)表面活性剂分别与水解聚丙烯酰胺(HPAM,水解度25%)在CO₂与水相界面处的相互作用。研究结果表明,CTAB比SDS具有更强的降低CO₂与水之间IFT的能力,IFT的大小与界面宽度和界面覆盖率呈正相关性。具有相同电性的HPAM与平衡离子Br^-在CTAB界面膜...     

牙轮钻头纵向振动动力学仿真模型的建立

牙轮钻头的纵向振动对钻井过程的影响很大，也是造成钻柱振动的直接原因。在3点假设和简化条件下，利用钻柱动力学有限元模型的数值计算方法，建立了钻柱振动的有限元模型；在考虑钻头一岩石互作用力学模型的基础上，建立了钻头纵向振动动力学仿真模型，共叙述了具体的仿真过程。通过仿真计算可以预测钻头的动钻压及进尺。对81/2XHP2S钻头的仿真结果表明，钻头的动钻压可以达到钻压的2倍以上，较好地反映了钻头的动力学特性。     

甲基环己烷催化裂化分子水平反应动力学模型的建立

在深入研究环烷烃催化裂化反应机理的基础上,采用反应族的概念制定了针对单环环烷烃催化裂化反应规则,并结合量子化学计算建立了甲基环己烷分子水平的催化裂化反应动力学模型。在2种催化体系下的模型模拟结果表明,主要的反应产物摩尔流率的预测值与实验值吻合良好,模型的相关系数分别为0.92、0.82。回归得到了12类甲基环己烷催化裂化反应动力学参数值。该参数值可以用于其他环烷烃催化裂化反应体系,为进一步建立单环环烷烃催化裂化反应动力学模型提供数据支持。     

高压电场作用下油中水滴变形动力学模型

为了研究乳化油液中的水滴在电场中的电动力学机理,通过实验观察电场中水滴在油中的变形,利用面元积分的方法计算外电场对极化水滴产生的作用力,并分析油中单个水滴的受力平衡,推导出电场中水滴变形量的关系表达式,建立水滴变形动力学模型.分析讨论了相关参数对水滴变形量的影响,认为电场强度、水滴初始半径和界面张力对水滴变形的影响较明显,电场强度和水滴初始半径与水滴变形成正比,而油-水界面张力与水滴变形成反比,油的介电常数对水滴的变形影响较小.分别对均匀电场作用下4种油中水滴的变形量进行模拟计算,结果表明,运用变形动力学模型得到稳态水滴在电场中变形量的数值解与Eow[4]的实验结果基本吻合.水滴变形动力学模型可以很好地预测稳态水滴在电场中的变形情况.     

“潜芳烃”集总动力学模型评价重整催化剂

本文提出利用“潜芳烃”概念建立重整反应潜芳烃集总动力学模型,用于快速评价及筛选催化剂;文中建议将长周期运转与催速老化法结合起来,在按“潜芳烃”集总动力学方法基础上评价催化剂,可以得到与传统方法一致的结果,而且可以获得较多的评价催化剂性能的信息。这是一种值得重视的方法。     

重油催化裂化十二集总动力学模型研究

根据催化裂化反应机理和产物分布特点，建立了包含54条虚拟反应路径的重油催化裂化12集总反应网络。以Davison Circulating Riser（DCR）试验装置数据为基础，基于Python平台，将模型数学方程转化为程序语言，采用四阶Runge-Kutta 法求解模型微分方程、BFGS法优化目标函数，求取了模型的动力学参数。采用小型实验数据验证模型动力学参数，结果表明主要产品产率的计算值与实验值之间的相对误差均小于5%。说明所建模型的动力学参数是可靠的，能较好地反映重油催化裂化的反应规律，可用于对实际生产过程进行模拟优化。     

空气锤钻具组合稳定性动力学因素分析及优化

空气锤钻井过程中由于活塞轴向冲击锤头进行破岩工作,钻柱会产生轴向振动,其中下部钻铤振动常发生以钻铤螺纹断裂为主的失效故障。文章以某井空气锤钻井钻具组合及钻井参数为例,通过有限元法,建立了空气锤钻井全井段钻柱动力学模型,从动力学出发研究下部钻具组合动力学特性,优化空气锤气体钻井钻具组合。研究结果表明：空气锤钻井主要影响下部300 m钻柱,在冲击振动弯扭共同作用下,钻铤螺纹容易产生疲劳失效,模拟结果与现场失效　情况相符。优化方案为KQC275空气锤钻井过程中上部接Ø279. 4 mm 钻铤,此时钻柱系统轴向振动最小,全井段钻柱动态钻进稳定性好,对现场空气锤钻井钻具组合方案进行了优化,预防了钻柱失效。该研究对空气锤钻井钻柱动力学行为有了明确认知以及提供了钻柱振动失效预防措施