泡沫薄膜液在變徑管中的流動特性研究.pdf

1、現(xiàn)今世界對于能源的需求越來越強烈，目前很大一部分能源是靠不可再生的石油來提供的，但是可供人類使用的石油資源卻日益枯竭，在這樣的矛盾下，EOR技術(shù)脫穎而出，從一定程度上解決了能源供給的問題。二氧化碳泡沫驅(qū)作為一種新的化學(xué)驅(qū)技術(shù)，雖然表現(xiàn)出了多種優(yōu)異的性能，但是作為一種復(fù)雜的兩相流體，在實際的應(yīng)用中，對二氧化碳泡沫液流動的機理研究仍然不夠透徹，不能很好地指導(dǎo)二氧化碳泡沫在驅(qū)油中的應(yīng)用。
　　本文從實際角度出發(fā)，將二氧化碳在多孔介質(zhì)中的

2、流動簡化為液膜在具有正弦界面的毛細變徑管中的流動。在不丟失問題重要特征的前提下，對問題進行了適當(dāng)簡化。
　　針對人工實驗誤差大，數(shù)據(jù)少，效率低的特點，本文首先開發(fā)了二氧化碳泡沫液在變徑管中流變學(xué)實驗的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、泡沫滲流實驗壓力采集數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。實驗應(yīng)用結(jié)果表明，兩套數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，均能極大地提高實驗的效率和精度。其次利用變徑管實驗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，本文研究了不同活化劑濃度和種類，以及兩種氣體內(nèi)在相對泡沫液在變徑管內(nèi)的流變學(xué)特性的影響

3、。實驗主要得到以下結(jié)論:
　　1.活化劑濃度的影響:隨著SDS溶液濃度增加，在剪切速率增加的情況下，CO2泡沫剪切力增加;N2泡沫剪切力隨溶液濃度變化不明顯。
　　2.活化劑種類的影響:在SDS和SDBS溶液濃度相等時，對于CO2為內(nèi)在相的情況，SDS溶液所產(chǎn)生的CO2泡沫液的剪切力，相比SDBS溶液所產(chǎn)生的CO2泡沫液要大。當(dāng)N2為內(nèi)在相時，SDBS比SDS產(chǎn)生的N2泡沫的剪切力在整個剪切速率的范圍內(nèi)都要大一些。
　

4、　3.泡沫氣體內(nèi)在相的影響:實驗結(jié)果表明，在SDS為活化劑時，N2泡沫的剪切力在整個剪切速率的范圍內(nèi)均大于CO2泡沫的剪切力。
　　最后，本文利用SurfaceEvolver軟件，對直管和實驗中的變徑管模型建立了數(shù)值模型，利用數(shù)值模擬手段研究了泡沫薄膜液在準靜態(tài)的條件下的流變形態(tài)。對于直管，發(fā)現(xiàn)帶有一定阻力的模型獲得的液膜形態(tài)更接近實驗中的形態(tài)。對于變徑管，將模擬的結(jié)果與實驗中的薄膜液的幾何形態(tài)和壓力波動進行了對比，結(jié)果表明，實驗