氮气泡沫压裂液体系在水平管段中的流动规律

根据泡沫压裂液体系含有气体和液体两相这一特性,设计了一套室内泡沫流体管式流变仪,进行了泡沫压裂液体系在水平管段的流动规律研究,得到了泡沫压裂液体系在实验管段的微观结构;并对泡沫质量对泡沫压裂液体系的流变性影响进行了研究。实验结果表明,泡沫压裂液体系随着泡沫质量的增加,管路中的压降先增加后减小;并且泡沫质量较小时很难得到稳定的泡沫;泡沫质量在40%~75%之间能得到稳定的泡沫;用幂律模型研究泡沫压裂液的流变特性,得到泡沫压裂液体系的流变方程。结果表明,随着泡沫质量的不断增加,泡沫压裂液体系的稠度系数不断增加,流变指数不断减小;并且随着剪切速率的增加,表观黏度不断降低,对于研究泡沫压裂液在井筒中的流动具有一定的价值。     

基于Lemlich模型的泡沫中气体扩散规律实验研究

泡沫的聚并过程是体系自由能减少的一个自发过程。通过室内微观模拟实验,研究了不同泡沫体系中气泡平均半径的变化规律,并根据相邻2个气泡大小的变化情况,近似得到了冻胶泡沫体系扩散系数的数量级,然后根据Lemlich理论,给出了气体扩散系数的计算方法,并分别计算出了强化泡沫体系和冻胶泡沫体系的气体扩散系数。研究结果表明,水基泡沫体系气泡平均半径随时间迅速增加,且后期水基泡沫气泡平均半径远远大于强化泡沫体系和冻胶泡沫体系气泡的平均半径,冻胶泡沫体系气泡的平均半径变化最慢,该体系最稳定;冻胶泡沫体系的气体扩散系数小于强化泡沫体系的扩散系数,进一步说明冻胶泡沫体系稳定性最佳。     

泡沫印花浆的流变本构方程

泡沫浆的流变性是泡沫的重要宏观性质之一,对泡沫印花尤为重要。本文较深入研究了泡沫浆的流变性,根据泡沫浆结构,流动特性,运用张量分析的方法,首次建立了剪切流场中泡沫浆流变本构方程: 方程包括了影响泡沫流变性的主要因素——空气含量φ,给出了空气含量φ、切变速率γ_(xy),与泡沫浆表观粘度定量关系,从而可从理论上预测泡沫浆的流变性。研究表明,本构方程的理论预言与实验结果一致。     

泡沫稳定性影响水成膜泡沫灭火剂灭火效率的研究

近年来,多起变压器火灾事故对供电区域的工农业生产造成了巨大损失,严重影响了正常社会秩序。高效抑制熄灭变压器油火的水成膜泡沫灭火剂引起了学者的广泛关注。然而,目前水成膜泡沫灭火剂种类繁多,缺乏用于评估泡沫稳定性的方法。为了探究泡沫稳定性影响水成膜泡沫灭火剂熄灭变压器油池火的有效性,本文基于电导率模型和热稳定体积法提出了泡沫稳定性指数的测试方法,讨论了17种泡沫灭火剂所形成泡沫的稳定性指数,探究了泡沫稳定性在熄灭中尺度变压器油火的有效性。结果表明,泡沫的稳定性在泡沫灭火剂熄灭变压器油池火过程中起着关键作用。电导率法与热稳定体积法均可以用于评估泡沫的稳定性。热稳定性体积法是一种可操作性强、结果准确的方法。     

基于非离子表面活性剂的高压CO2泡沫稳定性试验

针对壬基酚聚氧乙烯醚系列非离子表面活性剂,利用高温高压可视化泡沫仪,在不同温度、压力和矿化度条件下对CO2泡沫性能进行测试,分析(聚氧乙烯基)EO聚合度、矿化度、压力和温度对CO2泡沫性能的影响。同时通过驱替试验对CO2泡沫作为驱油剂的封堵和流度控制能力进行测试,并与高温高压泡沫仪的试验结果进行对比,分析泡沫仪测试的泡沫综合性能指数与泡沫在驱替试验中的阻力系数的相关性。结果表明:随着EO聚合度的增大,表面活性剂的亲水性增加,所产生CO2泡沫的性能及稳定性提高;泡沫液矿化度增大、压力增大和温度升高都会导致CO2泡沫性能下降。驱替试验结果揭示了表面活性剂分子结构对CO2泡沫的影响,对CO2泡沫用非离子表面活性剂的设计和性能提高具有指导意义。     

泡沫封堵能力试验研究

借助岩心驱替流程试验,研究了含油模型水驱之后注泡沫、复合泡沫及聚合物驱后注单一泡沫、复合泡沫的泡沫体系封堵能力,结果表明,单一泡沫驱在水驱残余油条件下,难以形成有效的封堵,而复合泡沫体系在各种残余油条件下均能形成有效的封堵调剖能力,证明复合泡沫体系是一种性能良好的调剖驱油剂。     

孔隙尺度对泡沫静态稳定性的影响

针对目前泡沫稳定性用常规空间代替多孔介质进行评价,不能准确反映泡沫在多孔介质中的稳定性问题。利用气相和液相电导率不同,提出了电导率法评价多孔介质中泡沫稳定性。采用电导率法研究了泡沫在不同孔隙半径的多孔介质中的静态稳定性;利用微孔模型模拟不同尺度的孔隙空间,运用显微放大技术,研究了泡沫在不同孔隙尺度空间中的泡沫结构、聚并过程及静态稳定性。实验结果表明:多孔介质会增强泡沫在其中的静态稳定性;孔隙尺度的大小影响进入孔隙中的泡沫存在形态从而影响泡沫的静态稳定性,随着孔隙尺度的减小,泡沫的静态稳定性增强。     

发泡剂静态泡沫性能综合定量表征参数的构建及应用

为进一步完善驱油用发泡剂的静态泡沫性能表征参数,提出用静态泡沫综合定量指数(I_SFCQI)表征发泡剂的静态泡沫性能,应用I_SFCQI表征一元、二元和三元发泡剂的静态泡沫性能,分析I_SFCQI与泡沫驱采收率的相关性。结果表明I_SFCQI可以表征发泡剂的起泡体积、泡沫稳定性、泡沫携液量和泡沫携液稳定性4个静态泡沫性能参数,初步实现用一个参数快速定量表征发泡剂的静态泡沫性能;三元发泡剂的I_SFCQI大于二元发泡剂的,二元发泡剂的I_SFCQI大于一元发泡剂的;发泡剂的I_SFCQI与泡沫驱采收率具有正相关性。     

泡沫在多孔介质中生成与破灭速度的影响因素分析

 通过多孔介质中泡沫驱油的渗流数学模型,编制泡沫驱数值模拟软件。该软件可以反映泡沫渗流时涉及的生成、破灭及运移机制。以埕东油田西区泡沫驱油先导实验区为原型,分析数值模拟模型各网格泡沫生成速度、自然破灭速度和遇油破灭速度分布与影响因素的统计规律。结果表明,泡沫生成速度随平均渗透率、含气饱和度、气相中泡沫摩尔分数的增大而增大,随含油饱和度的增大而减小;泡沫自然破灭速度随平均渗透率、含气饱和度、含油饱和度和气相中泡沫摩尔分数的增大而增大;泡沫遇油破灭速度随含油饱和度、气相中泡沫摩尔分数的增大而增大。     

CO2水基泡沫的稳定机理研究

考察了多种表面活性剂溶液生成的二氧化碳水基泡沫的稳定性,发现十二烷基硫酸钠(SDS)稳定二氧化碳泡沫的效果比较突出。以SDS与脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)体系对比,采用分子动力学模拟方法研究泡沫体系中二氧化碳分子的增溶、扩散等行为以及泡沫液膜中表面活性剂的界面排布规律,并采用FT-IR探测二氧化碳透过泡沫液膜的透过性。实验结果与模拟结果吻合,表明二氧化碳气体分子可增溶在泡沫液膜上表面活性剂疏水链间,并与水分子有相互作用,可渗透进入泡沫液膜,在泡沫液膜内增溶,因此二氧化碳分子透过液膜的扩散能力强,泡沫聚并破灭速度加快。SDS分子疏水链在泡沫液膜界面层内排列致密,液膜内二氧化碳增溶量小,二氧化碳分子透过SDS泡沫液膜的扩散速度较慢,因此泡沫稳定性好。     

泡沫驱技术研究与应用进展

泡沫驱是目前油田广泛使用的一种提高采收率技术,泡沫流体由于其独特的性质,对于驱替过程中窜流的防治以及油田开发增效具有重要意义。详细介绍和评述室内泡沫稳定性研究和流动机制模型,总结和分析矿场泡沫注入方式以及泡沫驱在油田中的综合应用。结果表明:泡沫稳定性影响泡沫驱的性能,纳米颗粒等合适的添加剂有助于增强泡沫的稳定性;现有泡沫流动模型虽较为成熟,但部分参数仍以经验替代为主,缺少定量化的表征以及现场应用的结合;泡沫的矿场注入方式多样,应根据不同的生产需求选择不同的注入方式;国内油田在实施泡沫驱过程中,寻找廉价气源是解决开发经济性问题的关键,复合强化泡沫驱是未来的主要研究发展方向。     

强化泡沫驱油体系性能研究

利用Waring搅拌器测定了不同泡沫体系的泡沫性能 ,利用岩心驱替试验测定了泡沫在岩心中的阻力压差及驱油效果 ,研究了不同浓度的聚合物对泡沫体系起泡性能和稳定性的影响 ,确定了聚合物在强化泡沫驱油体系中的最佳使用量。对单一聚合物体系、单一泡沫体系与强化泡沫体系在水驱后的稳定性及驱油效果进行了对比分析 ,结果表明 ,强化泡沫体系比单一泡沫体系具有更强的稳定性 ;比聚合物及单一泡沫体系的驱油效果更好 ,是一种较为实用的驱油体系。室内试验表明 ,该体系能够较大幅度地提高采收率。     

孤岛中二区低张力泡沫驱油体系性能研究

以孤岛中二区油藏为目标区块,研制了适合油藏条件的低张力泡沫驱油配方,通过泡沫性能评价、泡沫体系与地层油水界面性能测定及物理模拟试验,研究了低张力泡沫体系的泡沫性能、油水界面性能及泡沫体系在多孔介质中的封堵能力、提高采收率的能力、驱替过程中产出液含水变化及注采压差变化。试验证明,低张力泡沫体系集合了泡沫及活性剂驱油体系的特点,具有强调剖及强洗油的双重作用,泡沫的高视黏度及选择性封堵提高了驱油体系的波及面积,低张力泡沫体系的高界面活性提高了驱油效率,减少了油藏的残余油的存在,使泡沫体系更稳定,注入低张力泡沫体系后,综合采收率提高28%。     

强化泡沫驱油体系性能研究

利用Waring搅拌器测定了不同泡沫体系的泡沫性能,利用岩心驱替试验测定了泡沫在岩心中的阻力压差及驱油效果,研究了不同浓度的聚合物对泡沫体系起泡性能和稳定性的影响,确定了聚合物在强化泡沫驱油体系中的最佳使用量。对单一聚合物体系、单一泡沫体系与强化泡沫体系在水驱后的稳定性及驱油效果进行了对比分析,结果表明,强化泡沫体系比单一泡沫体系具有更强的稳定性;比聚合物及单一泡沫体系的驱油效果更好,是一种较为实用的驱油体系。室内试验表明,该体系能够较大幅度地提高采收率。     

海上油田氮气泡沫注入系统的研制与应用

为了将泡沫流体应用于海上油田,研制和开发了由制氮机组、泡沫发生器和自动控制系统组成的适应于海上油田的氮气泡沫注入系统。为了确定泡沫冲砂洗井的工艺参数,建立了泡沫流体在井筒内流动时的数学模型,采用恒定环空回压的迭代方法进行了求解,并编制了相应的计算软件。以氮气泡沫流体作为入井液,将开发的氮气泡沫注入系统应用于埕岛油田。应用结果表明,海水泡沫发生器具有结构简单、耐高压、耐腐蚀、能够连续制备泡沫等优点,可用于各种复杂条件下的施工作业;氮气泡沫流体能够有效降低漏失量,减少污染,提高油井作业效果和油田开发的经济效益。     

氟蛋白泡沫灭火剂发泡倍数测定的影响因素分析

氟蛋白泡沫灭火剂是扑救石油化工火灾的主要灭火剂之一,发泡倍数是氟蛋白泡沫灭火剂的一项重要性能参数。根据GB15308-2006《泡沫灭火剂》中有关泡沫灭火剂发泡倍数的测量方法,从实验的环境温度、风速、泡沫溶液流量以及泡沫接收位置方面,对氟蛋白泡沫灭火剂发泡倍数测定结果的影响进行了分析,提出实验测定过程中应注意的问题及相应的解决办法。     

基于分位数回归模型的资产价格泡沫对市场风险的影响

资产"泡沫"是指资产的市场价格对其基础价值的偏离.泡沫的存在会改变投资者预期,助推资产价格上涨,使投资者低估风险,危及市场稳定运行.在度量沪深股票市场中的泡沫程度的基础上,应用分位数回归模型研究了泡沫对市场风险的影响.得出以下结论:泡沫与市场风险存在相关关系,泡沫越大市场风险越大,且泡沫对长期风险的影响比短期风险更大.市场风险受到短期泡沫和长期泡沫的共同影响.泡沫在短期内助推资产价格上涨,使短期内市场风险下降;而长期来看,泡沫破裂可能性增大,市场风险增加.     

自生热泡沫体系在多孔介质中协同作用机制

自生热泡沫体系是将自生热体系和泡沫流体相结合得到的体系。设计研发自生热泡沫多孔介质反应测量装置,包括注入系统、测量系统及出口计量系统,用于研究自生热泡沫体系在多孔介质中的作用机制。研究表明:自生热泡沫体系在多孔介质中呈现出化学反应与泡沫的协同作用,泡沫可以调节化学反应温度分布,使化学反应产热均匀加热岩心,并延缓后续热量散失;利用化学药剂在地层中反应产生泡沫,可以增强泡沫封堵性能;在岩心内部,化学反应程度随渗透率增加而增加,最高反应程度约50%,但泡沫不影响化学反应程度。通过理论计算验证了试验结果的正确性,该体系尤其适用于海上稠油开采。     

酚醛树脂黏度对酚醛/聚氨酯双组份泡沫成型和性能的影响

采用端异氰酸酯聚醚预聚物与可发性酚醛树脂制备了酚醛/聚氨酯泡沫体,通过改变聚合反应时间控制酚醛树脂的结构,研究了可发性酚醛树脂黏度（分子量）对泡沫体成型及性能的影响。结果表明,酚醛树脂黏度大于 2.15 Pa·s 时,泡沫体的体积稳定性好,收缩率低;可发性酚醛树脂分子量增加（树脂黏度从 2.15 Pa·s 增加到 5.05Pa·s）时,泡沫体的密度基本保持稳定;泡沫体弯曲强度达到 0.2 MPa,弯曲应变达到 15 % 以上,远高于纯酚醛泡沫;泡沫体的热稳定性优于聚氨酯泡沫,在 150 ℃ 烘烤 2 h,泡沫体的质量损失为 5 % ～6 %,体积变化为 -5 % 左右;泡沫体密度由 95 kg/m³ 下降到 55 kg/m³ 时,泡沫仍具有很好的韧性和较好的尺寸稳定性。酚醛/聚氨酯泡沫是一种既有很好的热稳定性,同时又具有很好韧性的新型泡沫体材料。     

冷态缓释放条件下水成膜泡沫在方形浅油面上的蔓延模型研究

水成膜泡沫（AFFF）的发展和应用是消防泡沫的重大变革,水成膜泡沫内含有氟表面活性剂,具有很强的流动性和成膜性。在灭火过程中。灭火时间是消防员最关心的问题。它是验证系统灭火效能的唯一指标,也是决定消防损害管制成败的重要指标。影响AFFF灭火时间的最重要因素是泡沫的蔓延过程,泡沫蔓延速度快、覆盖面积广、抗烧能力强,则灭火时间短。冷态缓释放条件下,AFFF在方形浅油面上的蔓延模型研究可以定量分析泡沫蔓延距离与时间及其他影响因素的联系,对大面积油火消防设计有重要的理论指导意义。由于AFFF蔓延的过程中伴随泡沫沉降,所以假设泡沫在油面蔓延过程是准静态过程。在较短的时间范围内,不考虑泡沫沉降对泡沫流量的影响。泡沫蔓延的主要作用力是泡沫的静压力和泡沫、油面界面间的黏性阻力。忽略惯性力。通过假设建立连续方程和动量守恒方程,得到冷态缓释放条件下AFFF在圆形油面上蔓延距离和泡沫高度函数。研究发现。冷态下泡沫的芎延距离与流量和时间呈指数关系．与泡沫燃油界面间的黏性阻力呈负指数关系．