稠油蒸汽泡沫共混体系的流变性能研究.pdf

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1、2012年5月西安石油大学学报(自然科学版)May2012第27卷第3期JournalofXianShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)V01．27NO．3文章编号：1673-064X(2012)03-0054-05稠油蒸汽泡沫共混体系的流变性能研究龙运前，朱维耀，刘今子，李娟，武男(1．北京科技大学土木与环境工程学院，北京100083；2．东北石油大学数学科学与技术学院，黑龙江大庆163318)摘要：为了进一步加强对稠油蒸汽泡沫驱油过程中流体力学性能的认识，在油

2、藏压力7．60MPa下，利用高温高压流变仪测得了不同条件下稠油蒸汽泡沫共混体系的流变曲线．实验结果表明：稠油蒸汽泡沫驱油体系均为假塑性流体，其流变方程能很好地关联幂律模型；随蒸汽相饱和度和泡沫剂浓度升高，体系表观黏度增大；随蒸汽干度和温度升高，体系表观黏度降低；在低剪切速率时，表观黏度和温度关系满足Arrhenius方程，随着剪切速率增大，表观黏度和温度关系逐渐偏离Arrhenius方程；黏流活化能的绝对值随剪切速率增大而降低，在低剪切速率时，表观黏度对于温度变化更敏感．关键词：稠油油藏；蒸汽泡沫驱；流

3、变性能；表观黏度；蒸汽相饱和度；蒸汽干度中图分类号：TE345文献标识码：A稠油蒸汽泡沫驱油技术是将蒸汽和水溶性表面1实验部分活性剂一起注入到稠油油藏来提高原油采收率的方法．蒸汽注入油层后，随着热量向地层扩散、散1．1实验材料失，蒸汽发生冷凝，并形成几个不同驱油特征的驱油稠油油样取自孤岛油田，依据石油天然气行业带．这些驱油带可以依次分为蒸汽腔驱油区、热水冷标准SY／T6520—2001《原油脱水实验方法——压凝区和油藏温度区，其中又以蒸汽腔驱油区流体流力釜法》，利用电脱水仪在150℃下恒温脱水5h，动最

4、为复杂，泡沫、油和水彼此混合，形成泡沫流体．冷却，得到脱水原油；在65℃下用煤油调和原油配制黏度为2000mPa·s的模拟油样．泡沫流体是一种较为复杂的非牛顿流体．泡沫流高温泡沫剂由烷基磺酸盐HR．1、烷基苯磺酸变性研究始于1934年，当时研究重点在于泡沫本身GMS、助剂和水按照质量比2：3：1：4复配混合，加热黏度与剪切速率、剪切应力的关系J．国内油田研至65℃搅拌均匀，形成高温泡沫剂．究最多的泡沫流体是泡沫钻井液，中国石油大1．2实验仪器学71、西安交通大学_8有学者对其流变特性进行了高温高压流变仪

5、(7500型)，最大测量压力138大量的研究工作，但目前还缺少对稠油蒸汽泡沫共MPa，最高测量温度315℃，美国千德乐工业仪器公混体系流变性能的研究．因此，本文通过模拟蒸汽腔司造；驱油区温压条件，利用高温高压流变仪对稠油蒸汽蒸汽发生器(DZFR一3型)，最大许用压力0．4泡沫共混体系的流变性能以及影响因素进行系统MPa，产汽量为4．5kg／h，上海沃昌机械设备有限公研究．司造．收稿日期：2012-02—10基金项目：国家科技重大专项(2008ZX05011．-004)；国家自然基金重点项目(509340

6、03)；提高石油采收率国家重点实验室开放基金(2009-7)资助作者简介：龙运前(1978．)，男，博士生，讲师，主要从事油气田开发和提高采收率方面的研究．E—mail：longyunqian@163．com龙运前等：稠油蒸汽泡沫共混体系的流变性能研究一55—1．3实验方法汽相饱和度下稠油蒸汽泡沫体系的lg叼一lgT关系将稠油加人流变仪的压力釜中，通人体积比为曲线均呈线性，说明符合Power—law模型，且体系表1：1的蒸汽和泡沫剂溶液，利用高温高压流变仪测观黏度均随剪切速率的增大而减小，具有剪切变稀定

7、稠油蒸汽泡沫共混体系的流变性能，剪切速率为性质．在相同剪切速率下，体系表观黏度随蒸汽相饱0—600S～，压力为7．6MPa．分别测定在不同蒸汽和度升高而增大．这是因为泡沫剂与蒸汽作用产生相饱和度、泡沫剂浓度、蒸汽干度和温度下稠油蒸汽泡沫，蒸汽相饱和度越大，则泡沫质量越大，泡沫之泡沫共混体系的表观黏度与剪切速率的关系，蒸汽间以及泡沫与稠油之间流动阻力越大J．此时，体相饱和度分别为10％、15％、20％、25％和30％，泡系表观黏度主要受泡沫质量影响，泡沫质量越大，体沫剂的质量分数分别为0．50％、0．75

8、％、1．00％、系表观黏度也越大．1．25％和2．00％，蒸汽干度分别为40％、50％、由表1可知，稠油蒸汽泡沫体系流变指数均小60％、70％和80％，温度分别为210℃、230℃、250于1，且流变指数随蒸汽相饱和度增加而减小．这表℃、270oC和290℃．明不同蒸汽相饱和度下稠油蒸汽泡沫共混体系均为典型假塑性流体，随着蒸汽相饱和度升高，体系非牛2实验结果与讨论顿性增强，表观黏度对剪切速率依赖性增强．稠油蒸汽泡沫体系稠度系数随蒸汽相饱和度