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。     

考虑热伤害的氮气泡沫辅助蒸汽驱数值模拟研究

通过物理模拟的方式对发泡剂溶液的表面张力、发泡体积、半衰期以及封堵性能进行了测定。在物理模拟实验结果的基础上,建立了考虑储层热伤害的氮气泡沫辅助蒸汽驱数值模拟模型。模型将岩石骨架分为可动砂,流动砂以及基质砂三类,通过定义反应动力学方程在一定条件下将可动砂转化为流动砂从而近似模拟储层热伤害带来的孔渗参数变化。泡沫模型采用机理模型,考虑泡沫的生成、破灭以及原油对泡沫的影响。数值模拟结果表明储层热伤害造成的岩石骨架溶解以及热蚯孔的形成会加剧储层的非均质性,加快汽窜。而泡沫会对高渗通道产生有效的封堵,扩大蒸汽波及体积,延缓汽窜。     

开孔泡沫金属动态力学性能及能量特性

泡沫金属材料在防护吸能领域有着重要的应用前景,深入研究泡沫金属及其相关结构的冲击力学性能十分必要。通过Φ50 mm的分离式霍普金森杆(split Hopkinson pressure bar, SHPB)装置对开孔泡沫金属Fe、Ni、Fe-Ni合金(50 mm×10 mm)进行动态冲击试验。试验分析了应变和应变率对其力学性能及吸能特性的影响,通过对其峰值应力、波动应力、理想吸能效率等参数的对比分析多种冲击速度下不同泡沫金属材料的抗压强度与吸能性,为建筑、航天等工程的使用提供理论基础。研究结果表明：高冲击速度下峰值应力增大且Fe-Ni合金抗压强度最高,不同材料泡沫金属均存在波动应力且压密阶段时间各不相同。应变率介于600～1 150时泡沫金属Ni吸能性最优,该区间外Fe-Ni合金更优。当应变率大于1 000时,Fe-Ni合金理想吸能效率增幅较大,相较于700时提高了48%、为最优理想吸能材料。     

泡沫体系下起泡剂在河间东营油砂上的吸附

针对华北油田河间东营油藏所筛选优化出的泡剂体系,开展了泡沫体系下起泡剂在油砂表面上的静态吸附特征研究。研究结果表明,起泡剂在油砂上的吸附不符合Langmuir等温吸附曲线。当表面活性剂平衡浓度≤0.01%时,对应的油砂的吸附量仅为0.178 mg/g。随着表面活性剂浓度的增加,曲线的斜率增加很大,导致吸附量迅速增加。表面活性剂浓度继续增加,达到最大吸附量,此时浓度为0.30%,油砂吸附值为1.06 mg/g。随着表面活性剂浓度的进一步增大,油砂吸附量下降。随着矿化度的不断增加,泡沫体系下的起泡剂在油砂上的吸附量也逐渐增加。     

唐80井区注空气泡沫驱室内试验研究

为提高唐80井区的开发速度和提高采收率,同时为整个油田补充能量,开展了唐80井区注空气泡沫提高驱油效率室内试验研究。试验结果表明,小段塞空气-泡沫液交替注入驱油效率最高,且容易注入。从产生的泡沫品质看,气液比在2∶1-4∶1之间,生成的泡沫非常细腻,且在气液比大于5∶1之后容易气窜。经济上考虑,推荐气液比为3∶1。该研究为下一步进行矿场先导性试验提供了一定指导。     

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。     

醋酸酯淀粉／PVA复合泡膜材料的燃烧及热降解性能研究

用醋酸酯淀粉和PV A为主要原料,在其他助剂的作用下,制备了淀粉基泡沫材料,研究表明：PV A含量为30份时,泡沫材料的密度最小为02．61 g/cm3,此时,泡沫材料的泡孔分布均匀。氢氧化镁含量在20份时泡沫材料的垂直燃烧达到了V -0级,并且热稳定性好。     

抗油抗高矿化度泡沫排水剂的室内研究

针对国内高温深井、高凝析油气井开采后期井底产生大量积液影响正常生产的实际情况,研制出了一种
在高温高含凝析油条件下起泡性和泡沫稳定性良好的泡排剂,能显著提高气井采收率,稳定气井产量。采用改
进Ross–miles 法对各种单一起泡剂的起泡性和泡沫稳定性进行评价筛选,最终选用SDS、CAB、SBFA–30 进行复
配,为了进一步提高泡沫的稳定性,还添加聚乙烯醇（PVA）作为稳泡剂。通过正交实验优化出最佳复配体系为
0.1%SDS+0.1%CAB +0.05%SBFA–30+0.02%PVA,实验结果表明,该复配体系在150 ℃、凝析油体积分数高达50% 具
有良好的起泡性和稳泡性。     

聚驱后超低界面张力泡沫复合驱实验研究

为研究聚驱后超低界面张力泡沫复合驱提高采收率的效果,在大庆油田的油水条件下,用界面张力仪和泡沫评价仪评价了二元发泡剂体系的界面性能和泡沫性能,用泡沫驱油装置研究了聚合物浓度和交替周期对泡沫复合驱效果的影响.实验结果表明,二元发泡剂体系在较宽的表面活性剂和聚合物浓度范围内可以与原油形成超低界面张力.同时二元发泡剂体系具有非常好的泡沫综合指数.聚驱后二元泡沫复合驱可提高采收率15%以上.聚驱后二元泡沫复合驱的气液交替周期越小采收率越高,且气液同注泡沫驱效果最好.在表面活性剂和聚合物用量相同条件下,二元泡沫复合驱效果好于三元泡沫复合驱、二元液驱及高浓度聚驱,且避免了强碱带来的腐蚀、结垢等问题.     

冲击速度对开孔泡沫金属冲击动力学性能影响

利用有限元软件ANSYS中的LS-DYNA模块,建立起了泡沫金属胞元方孔模型,采用能更好反应实际情况的幂函数塑性模型,研究了冲击速度对泡沫金属冲击动力学性能的影响,对泡沫金属在冲击载荷作用下的应力传递和分布以及变形过程进行了数值模拟,分析了冲击速度对泡沫金属应力传递和分布以及变形的影响。研究表明,随着初始撞击速度的提高,泡沫铝屈服强度有所提高,应力传递速度和接触端面处的泡孔变形速度加快。