微米级颗粒在气液界面的沉积特性研究

为了提高含尘气体湿洗分离净化中颗粒在气液界面的沉积效率,以玻璃微珠、空气和超纯水为介质,研究了颗粒与气液界面的平均撞击速度、颗粒质量浓度、液相表面张力、颗粒表面可溶性组分、气液界面液相流速等对微米级颗粒在气液界面沉积效率的影响。研究结果表明,对小于4.2μm的颗粒,随着颗粒平均撞击速度、颗粒质量浓度、液相表面张力、气液界面液相流速的增大以及颗粒表面被可溶性组分修饰,颗粒在气液界面的沉积效率显著增加,最高可达73%;而对大于4.2μm的颗粒,其在气液界面的沉积效率均在60%以上,且受上述条件变化的影响较小。     

多孔介质中不同缔合能聚合物的吸附滞留研究

以疏水基含量分别为0.35%和0.2%的疏水缔合聚合物和常规线性聚丙烯酰胺为对象,研究聚合物缔合能力对吸附滞留特征的影响。采用浸泡法研究了不同浓度聚合物在石英砂上的静态吸附特征,并采用流动实验装置测定了浓度为1 500 mg/L的三种聚合物在不同速度下的动态滞留量。结果表明,疏水缔合聚合物呈现三段式的静态吸附特征,即先缓慢上升,达到临界缔合浓度后快速上升,最后趋于平稳;缔合能力越强,在临界缔合浓度之后的上升段幅度越大;缔合能力强的聚合物HAWP-0.35能够在3 mL/min的注入速度下与HPAM在0.5 mL/min具有相当的吸附滞留量,表明缔合能力能够克服注入速度对聚合物在多孔介质中动态滞留量的影响,缔合能力越强,吸附滞留量越大     

旋液分离器对煤气化细灰的分离特性研究

以煤气化细灰为固相颗粒物料,研究了旋液分离器对含一定细灰黑水的液固分离特性,考察了不同操作参数对不同粒径细灰颗粒分离效率的影响规律。研究结果表明,对10μm以下的细灰颗粒,入口流速、分流比和入口颗粒浓度对不同粒径细灰颗粒的分离效率均有较大影响。对5.012μm以下颗粒,随入口流速的增加,分离效率先减小后略有增大,粒径越小、分流比越大,该趋势越显著;当粒径介于5.012~10μm之间,分离效率随入口流速逐渐增大。10μm以下的细灰颗粒,随分流比的增加,分离效率近乎呈线性增加趋势,并无最佳分流比出现;随入口颗粒浓度的增加,分离效率略有增加。对10μm以上的细灰颗粒,随颗粒粒径的增加受入口流速、分流比和入口颗粒浓度影响逐渐显著。在旋液分离器内,存在明显的小颗粒团聚现象,表现为当颗粒粒径30.2μm时,分离效率已出现超过100%的情况。利用实验结果拟合出旋液分离器对煤气化细灰分离粒度的预测公式,该公式预测值与实验值吻合良好。     

不同数量并联微旋风分离器分离性能影响研究

为了考察不同并联旋风分离器的分离性能,运用计算流体力学(CFD)软件对由不同数量、直径为30mm的微旋风元件构成的并联分离器性能特征进行了数值研究。结果表明,当微旋风元件入口气速一致时,增加微旋风元件数量,虽然各并联分离器对5μm以下、中位粒径3.5μm颗粒的总分离效率基本相同,但对3μm以下颗粒的分级效率有所下降;组合分离器灰斗中排尘管间间距减小,微旋风元件内切向速度分布几乎不变,中心轴向速度下降,排尘管尾端气流更加紊乱;随着微旋风元件数量增加,各组合分离器微旋风元件排尘管段旋流稳定性系数S_v沿轴向逐渐增大,微旋风元件内旋流稳定性变差。     

缝洞油藏内的调流剂速度分布模型及在流道调整中的运用

向地层内注入调流剂是改善缝洞油藏水驱效果的重要手段,明确调流剂在油藏内的速度分布是调流施工设计以及效果评价的关键之一。基于简化的裂缝模型,推导出调流剂在碳酸盐岩缝洞型油藏裂缝内不同位置的速度分布,评价了不同流速下调流剂在裂缝中的运移规律,建立了流道调整效果与施工排量之间的关系。结果表明,在现场施工排量下,随着流动半径由1 m增至1/3井距（620 m）,调流剂流速由25 m/s逐渐降至0.025 m/s。随着调流剂速度降低,堆积形成的位置更加靠前,堆积高度增加,堆积体的致密程度增加,调流剂流速低于0.25m/s时可以形成有效的堆积体。对于TH缝洞油藏某典型井组,要实现调流剂在主流线方向100 m位置可以有效封堵裂缝,施工排量应小于0.487 m3/min。结合调流剂速度分布模型和调流剂在裂缝中的运移规律模拟结果,建立了流道调整效果与施工排量之间的关系,对缝洞油藏调流作业具有指导意义。     

细颗粒在蒸汽冷凝相变过程中的长大特性

为获得细颗粒在水蒸气冷凝过程中的长大规律,借助自行搭建的细颗粒生长管实验平台,研究了不同过饱和度、细颗粒长大时间、初始数浓度和初始粒径分布对不同润湿性细颗粒在蒸汽冷凝相变过程中长大特性的影响。结果表明:过饱和度和颗粒长大时间对不同润湿性细颗粒尤其是亲水性颗粒的长大影响显著;当过饱和度和颗粒长大时间相同时,初始粒径分布相近的颗粒长大率均随其接触角的增大而减小,并且亲水性颗粒长大率的减小趋势更显著。亲水性细颗粒初始数浓度的增加不利于蒸汽在细颗粒表面凝结;亲水性细颗粒初始粒径越小,长大效果越好,当过饱和度为1.49、长大时间为1 s时,长大率可以达到144%。     

树枝状疏水缔合聚合物的吸附行为

以部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)为对比,研究了溶液浓度、接触时间、石英砂颗粒粒径对树枝状聚合物DHAP溶液吸附量的影响.结果表明:HPAM符合Langmuir等温线吸附和准二级吸附动力学,在石英砂表面进行化学吸附,具有稳定的单分子层吸附特征,单位面积的平衡吸附量为1.17～1.62μg/cm2;树枝状聚合物DHAP符合...     

不同聚集行为的聚合物耐盐性能评价研究

以"团簇"状聚合物DHAP和"链束"状聚合物HMPAM为对象,研究了两种不同聚集行为聚合物的耐盐性能。在不同矿化度组成的条件下,应用原子力显微镜、布氏黏度计、哈克流变仪考察了矿化度对聚合物的微观聚集形貌、表观黏度和流变性的影响。结果表明:随着矿化度的逐渐增加,"链束"状聚集体的HMPAM溶液黏度随着矿化度的增加先增加后降低;而"团簇"状聚集体的DHAP聚集体尺寸大,但不同聚集体之间的相互连接较弱,受矿化度的影响明显,空间网络结构容易遭到较大程度的破坏,呈现出随着矿化度的增加溶液黏度快速下降的特征。具有较强空间连接结构的"链束"状HMPAM比"团簇"状DHAP具有更强的耐盐性能。     

多重交联水凝胶体系的抗剪切性能评价研究

凝胶调驱体系注入过程中的强剪切降解作用严重阻碍了施工应用效果，改善凝胶调驱体系的抗剪切性能，实现高效的深部调驱十分重要。通过对比疏水缔合聚合物（DHAP）与部分水解聚丙烯酰胺为主剂（HPAM）的多重交联水凝胶体系，开展抗剪切性、成胶性能、老化稳定性、封堵能力和调驱效果等内容研究。结果表明：疏水缔合聚合物在经历注入速度为175 mL/min的炮眼剪切后，黏度损失率仅4%，交联成胶后依然具备15 Pa·s的高强度，在多孔介质中的封堵率能够达到91%；在并联岩心驱替实验中，能够有效调驱，扩大对低渗岩心的波及效率，比HPAM为主剂的体系提高10%的原油采收率。通过适当降低共价交联密度，构筑的适度共价交联+非共价交联的水凝胶体系，能够在多孔介质中建立起较好的调驱作用能力。