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利用室内模拟实验研究了油水在运移过程中的乳化规律及乳状液在多孔介质中运移时性质的变化,并利用理论与实验相结合的方法探讨了多孔介质中的油水乳化提高采收率的机理,深化了对化学复合驱提高采收率机理的认识。取得主要成果如下:
用长填砂岩芯研究了油水在运移过程中的乳化及其影响因素。研究结果表明,油水在多孔介质中运移时需满足一定的运移距离、运移速度及渗透率条件才能发生乳化。油水在运移过程中的乳化率主要受运移速度、运移距离及介质性质的影响、乳状液类型主要受油水比的影响、乳状液粒径主要受介质孔径的影响、分散度主要受运移距离、运移速度及孔隙结构影响。
实验研究了乳状液在流变仪及多孔介质中的运移特性。结果表明,乳状液在流变仪及多孔介质中的运移机理和动力学特性存在很大差异,其主要原因在于乳状液在流变仪中运移时可视为拟连续介质,而在多孔介质中的运移则表现出分散体系特征,因此,流变仪中测得的乳状液流变性结果不能直接应用于多孔介质条件。
通过对比在流变仪中具有相同视粘度的乳状液和聚合物在多孔介质中的运移特性,发现二者在多孔介质中的运移特性存在明显的差异;用连续相(水)稀释的O/W型乳状液在多孔介质中运移时具有明显的暂堵效应,比具有相同视粘度的聚合物具有更强的封堵孔隙、提高波及效率的能力。
利用粒度分析仪研究了乳状液在多孔介质运移过程中的性质变化。结果表明,乳状液在多孔介质中运移时可以发生粒径增大及减小的现象,也可发生乳状液内外相分离而形成油水段塞现象。在孔喉比较小、孔喉尺寸较大、运移速度较低的条件下,乳状液粒径增大:在孔喉比较大、孔喉尺寸较小、运移速度较高的条件下,乳状液粒径减小;而在乳状液数密度较大,介质孔喉比较大、孔喉尺寸较小的条件下,油水乳状液在多孔介质中更容易发生内外相分离而形成油水段塞。乳状液粒径与多孔介质孔径的匹配关系是影响乳状液在运移过程中性质变化的关键因素。
乳状液对孔隙的累积封堵可以大幅提高乳状液及驱油体系的波及效率;乳状液液滴的不易变形及变形后恢复为球形的性质可以提高对残余油的驱油效率。