泡沫渗流特征实验设备及流程

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1、1.1泡沫渗流特征实验设备及流程实验系统采用的目前比较先进的美国TEMECO公司的泡沫驱替实验系统，如图Error!Notextofspecifiedstyleindocument.1所示。该系统控温精度为±0.5℃；气体质量流量控制器的控制流量为0～30mL；回压阀控压0～10MPa；回压阀的控压精度为0.01MPa；数字压力表的精度为0.01MPa。驱替实验流程如图Error!Notextofspecifiedstyleindocument.2所示。模拟地层水为含和蒸馏水配置的埕东地层水；泡沫剂为DP-4产品，PH值为7～8，密度为1.00～1.01g

2、/cm3，有效含量为36%；聚合物为3530S，相对分子质量为2×107，水解度为25%；模拟油为埕东原油与过滤煤油按9：1配置；注入气体为氮气，纯度为99.9%。图Error!Notextofspecifiedstyleindocument.1泡沫驱替实验系统Fig.Error!Notextofspecifiedstyleindocument.1Experimentalsystemforfoamdisplacement图Error!Notextofspecifiedstyleindocument.2泡沫驱替实验流程Fig.Error!Notextofs

3、pecifiedstyleindocument.2Schematicofapparatus1.1无油模型泡沫渗流特征实验在不含油条件下，开展泡沫渗流特征研究能够深入认识泡沫渗流机理。本部分主要在无油模型中讨论了气液比、渗透率、注入方式等条件对单一泡沫封堵能力的影响以及泡沫体系中加入聚合物后强化泡沫体系封堵能力的实验，为进一步认识泡沫渗流特征奠定基础。1.1.1实验方法及评价指标无油模型泡沫封堵实验方法：将岩心驱替流程连接、安装、调试，将人工敲制的石英砂模型接入流程，模型尺寸Ф25mm×300mm，渗透率1.5µm2左右，孔隙体积55cm3左右。以0.5mL/

4、min的注入速度水驱至压力稳定，然后将浓度为0.5%的泡沫剂溶液与氮气通过六通阀，混合注入岩心，记录岩心两端压差变化，直至压力稳定。泡沫复合驱渗流实验主要通过泡沫阻力因子评价封堵效果。泡沫阻力因子指泡沫体系在岩心中运移达到平衡时，岩心两端所建立的压差与单纯注水时的压差的比值，定义为：(Error!Notextofspecifiedstyleindocument.1)式中，分别为相同流量下，泡沫和纯水流经岩心的压力降，kPa。泡沫的视粘度也是反映泡沫封堵性能的重要指标。假定泡沫为单一流体，它在岩心中运移时，有效渗透率与水相渗透率相同，根据达西公式，泡沫视粘度可

5、以表示为：(Error!Notextofspecifiedstyleindocument.2)式中，μ为视粘度，mP.s；K为水测渗透率，μm2；A为岩心截面积，cm2；ΔP为岩心两端压差，atm；L为岩心长度，cm；Q为泡沫在岩石中平均压力下的流量，cm3/s。泡沫在毛细管里流动时，它的视粘度随毛细管直径的增大而增大，因此具有非牛顿流体的特性。这主要是由于泡沫在孔道中几乎占据所有孔道截面，流动时泡沫表面与孔道壁摩擦而产生流动阻力，孔道直径越大，其摩擦接触面积大，因而阻力越大。泡沫在多孔介质中运动时，其有效粘度随渗透率、泡沫气液比、切变速度的不同而不同。