高温高压下泡沫流变特性研究

为了与泡沫流体钻井技术相配套，国际上发达国家发展了一系列的泡沫流体作业技术，贯穿于钻井、完井、增产改造、开发及动态调整的各个过程。预计泡沫技术在我国会有相当大的应用前景。而在所有泡沫流体的作业中，一项共同的、重要的基础工作是研究、测定高温高压条件下的泡沫流体特性。 我们经过了大量的实验和油田调研，设计出了一套完整的高温高压泡沫流变特性的测试方法和装置，使用这套装置进行了大量的实验研究；在建立科学合理的数学模型的基础上，编写计算机程序对实验数据进行了处理及分析，在本实验范围内得出了以下结论： 1、在本实验研究范围内，泡沫的流变模型采用幂律方程时，相关系数较好，方程形式如下：式中：K—稠度系数，Pa·sec~n n—流性指数，无因次 2、泡沫的表观粘度随泡沫质量的增大而增大； 3、泡沫的表观粘度随剪切速率的增大而减小： 4、泡沫的表观粘度不稳定地随着温度的升高而降低；一定泡沫质量的泡沫，在一定的压力下，随着温度的升高，其流性指数n要增大，然而稠度系数K减小。 5、泡沫的表观粘度随压力的增加而增加；压力对泡沫流变性的影响较为复杂，它可以通过泡沫质量、密度等参数间接的影响泡沫的流变性能；在泡沫体系中，随着压力的增加，泡沫中气泡的平均尺寸减小，流体变得更稠；即使压力微小的变化，也会引起泡沫流体中气体体积的显著变化，从而导致泡沫质量、密度等参数的变化，但是当剪切速率增大到一定范围时，这种影响程度将有所下降。 本文为我国石油工业应用泡沫流体进行各种工艺作业提供了可靠的理论依据，所设计的测试装置及方法具有广阔的应用前景。