泡沫液在多孔介质中渗流特性的可视化分析及其机理研究

当前，我国石油供求矛盾日益突出，油田开发面临日趋严峻的挑战，对于提高石油采收率技术的需求愈加迫切。随着CO2-EOR技术的研究，CO2泡沫驱油技术日渐成熟并广泛的在石油工程中应用，在油藏中利用CO2提高石油采收率，同时实现CO2的地质埋存，是一项在经济和社会效益上双赢的工程。 本文就CO2泡沫流体在多孔介质中的可视化以及泡沫流变特性进行研究并得出相关的结论。本文利用CT无损检测技术，准确快速地实现了多孔介质孔隙度及其水相饱和度分布的测量。通过CT测试表明，在多孔介质内单相水渗流过程中，由于重力的存在单相水容易从多孔介质的底部形成窜流，推进剖面难以控制；而泡沫流体在驱替过程中，由于具有很大的表观粘度，泡沫推进呈活塞状推进。经泡沫流体驱替后的试样水饱和度低，泡沫驱替效率高达90%。 针对多孔介质内泡沫液的渗流机理，本文对泡沫薄膜液在管内的流变学特性进行了实验研究。经过无量纲参数分析及相关实验，得出泡沫流体在流动时，需要克服启动压力和屈服剪切应力，符合Herschel-Bulkley流体模型，属剪切变稀型的非牛顿流体。研究分析发现：不同种类的表面活性剂表现出不同的流变特性，且表面活性剂种类占据主导因素；不同种类的气相生成的泡沫，流变特性也不相同，N2泡沫粘度大于CO2泡沫粘度；在胶束浓度以上，表面活性剂浓度对泡沫流体流变特性影响不大。