稠油蒸汽泡沫共混體系的流變性能研究.pdf

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1、2012年5月西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)May2012第27卷第3期JournalofXianShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)V01．27NO．3文章編號(hào)：1673-064X(2012)03-0054-05稠油蒸汽泡沫共混體系的流變性能研究龍運(yùn)前，朱維耀，劉今子，李娟，武男(1．北京科技大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院，北京100083；2．東北石油大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，黑龍江大慶163318)摘要：為了進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)稠油蒸汽泡沫驅(qū)油過(guò)程中流體力學(xué)性能的認(rèn)識(shí)，在油

2、藏壓力7．60MPa下，利用高溫高壓流變儀測(cè)得了不同條件下稠油蒸汽泡沫共混體系的流變曲線．實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：稠油蒸汽泡沫驅(qū)油體系均為假塑性流體，其流變方程能很好地關(guān)聯(lián)冪律模型；隨蒸汽相飽和度和泡沫劑濃度升高，體系表觀黏度增大；隨蒸汽干度和溫度升高，體系表觀黏度降低；在低剪切速率時(shí)，表觀黏度和溫度關(guān)系滿足Arrhenius方程，隨著剪切速率增大，表觀黏度和溫度關(guān)系逐漸偏離Arrhenius方程；黏流活化能的絕對(duì)值隨剪切速率增大而降低，在低剪切速率時(shí)，表觀黏度對(duì)于溫度變化更敏感．關(guān)鍵詞：稠油油藏；蒸汽泡沫驅(qū)；流

3、變性能；表觀黏度；蒸汽相飽和度；蒸汽干度中圖分類號(hào)：TE345文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A稠油蒸汽泡沫驅(qū)油技術(shù)是將蒸汽和水溶性表面1實(shí)驗(yàn)部分活性劑一起注入到稠油油藏來(lái)提高原油采收率的方法．蒸汽注入油層后，隨著熱量向地層擴(kuò)散、散1．1實(shí)驗(yàn)材料失，蒸汽發(fā)生冷凝，并形成幾個(gè)不同驅(qū)油特征的驅(qū)油稠油油樣取自孤島油田，依據(jù)石油天然氣行業(yè)帶．這些驅(qū)油帶可以依次分為蒸汽腔驅(qū)油區(qū)、熱水冷標(biāo)準(zhǔn)SY／T6520—2001《原油脫水實(shí)驗(yàn)方法——壓凝區(qū)和油藏溫度區(qū)，其中又以蒸汽腔驅(qū)油區(qū)流體流力釜法》，利用電脫水儀在150℃下恒溫脫水5h，動(dòng)最

4、為復(fù)雜，泡沫、油和水彼此混合，形成泡沫流體．冷卻，得到脫水原油；在65℃下用煤油調(diào)和原油配制黏度為2000mPa·s的模擬油樣．泡沫流體是一種較為復(fù)雜的非牛頓流體．泡沫流高溫泡沫劑由烷基磺酸鹽HR．1、烷基苯磺酸變性研究始于1934年，當(dāng)時(shí)研究重點(diǎn)在于泡沫本身GMS、助劑和水按照質(zhì)量比2：3：1：4復(fù)配混合，加熱黏度與剪切速率、剪切應(yīng)力的關(guān)系J．國(guó)內(nèi)油田研至65℃攪拌均勻，形成高溫泡沫劑．究最多的泡沫流體是泡沫鉆井液，中國(guó)石油大1．2實(shí)驗(yàn)儀器學(xué)71、西安交通大學(xué)_8有學(xué)者對(duì)其流變特性進(jìn)行了高溫高壓流變儀

5、(7500型)，最大測(cè)量壓力138大量的研究工作，但目前還缺少對(duì)稠油蒸汽泡沫共MPa，最高測(cè)量溫度315℃，美國(guó)千德樂(lè)工業(yè)儀器公混體系流變性能的研究．因此，本文通過(guò)模擬蒸汽腔司造；驅(qū)油區(qū)溫壓條件，利用高溫高壓流變儀對(duì)稠油蒸汽蒸汽發(fā)生器(DZFR一3型)，最大許用壓力0．4泡沫共混體系的流變性能以及影響因素進(jìn)行系統(tǒng)MPa，產(chǎn)汽量為4．5kg／h，上海沃昌機(jī)械設(shè)備有限公研究．司造．收稿日期：2012-02—10基金項(xiàng)目：國(guó)家科技重大專項(xiàng)(2008ZX05011．-004)；國(guó)家自然基金重點(diǎn)項(xiàng)目(509340

6、03)；提高石油采收率國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金(2009-7)資助作者簡(jiǎn)介：龍運(yùn)前(1978．)，男，博士生，講師，主要從事油氣田開(kāi)發(fā)和提高采收率方面的研究．E—mail：longyunqian@163．com龍運(yùn)前等：稠油蒸汽泡沫共混體系的流變性能研究一55—1．3實(shí)驗(yàn)方法汽相飽和度下稠油蒸汽泡沫體系的lg叼一lgT關(guān)系將稠油加人流變儀的壓力釜中，通人體積比為曲線均呈線性，說(shuō)明符合Power—law模型，且體系表1：1的蒸汽和泡沫劑溶液，利用高溫高壓流變儀測(cè)觀黏度均隨剪切速率的增大而減小，具有剪切變稀定

7、稠油蒸汽泡沫共混體系的流變性能，剪切速率為性質(zhì)．在相同剪切速率下，體系表觀黏度隨蒸汽相飽0—600S～，壓力為7．6MPa．分別測(cè)定在不同蒸汽和度升高而增大．這是因?yàn)榕菽瓌┡c蒸汽作用產(chǎn)生相飽和度、泡沫劑濃度、蒸汽干度和溫度下稠油蒸汽泡沫，蒸汽相飽和度越大，則泡沫質(zhì)量越大，泡沫之泡沫共混體系的表觀黏度與剪切速率的關(guān)系，蒸汽間以及泡沫與稠油之間流動(dòng)阻力越大J．此時(shí)，體相飽和度分別為10％、15％、20％、25％和30％，泡系表觀黏度主要受泡沫質(zhì)量影響，泡沫質(zhì)量越大，體沫劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0．50％、0．75

8、％、1．00％、系表觀黏度也越大．1．25％和2．00％，蒸汽干度分別為40％、50％、由表1可知，稠油蒸汽泡沫體系流變指數(shù)均小60％、70％和80％，溫度分別為210℃、230℃、250于1，且流變指數(shù)隨蒸汽相飽和度增加而減?。@表℃、270oC和290℃．明不同蒸汽相飽和度下稠油蒸汽泡沫共混體系均為典型假塑性流體，隨著蒸汽相飽和度升高，體系非牛2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論頓性增強(qiáng)，表觀黏度對(duì)剪切速率依賴性增強(qiáng)．稠油蒸汽泡沫體系稠度系數(shù)隨蒸汽相飽和度