检索结果-南通市图书馆

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

考虑弹性湍流聚合物驱微观渗流机理研究

考虑弹性湍流聚合物驱微观渗流机理研究

作者：张伟东东北石油大学

学位级别：硕士

化学驱提高采收率方法中,聚合物驱占据着重要地位,在油田的工业化应用中取得了良好的效果。人们对层流流态下的聚合物驱微观渗流机理进行了大量的实验和理论研究,从实验和现场数据来看,聚合物的弹性效应可以提高驱替效率。近来,在微观... 详细信息

化学驱提高采收率方法中,聚合物驱占据着重要地位,在油田的工业化应用中取得了良好的效果。人们对层流流态下的聚合物驱微观渗流机理进行了大量的实验和理论研究,从实验和现场数据来看,聚合物的弹性效应可以提高驱替效率。近来,在微观驱油实验中发现低雷诺数(Re)、高威森博格数(We)的聚合物溶液在多孔介质中流动时能够诱发弹性湍流现象,进而降低残余油饱和度。但是目前对湍流流态下聚合物溶液的微观渗流机理的研究较少,尤其缺乏定量描述。因此,本文在层流流态下的粘弹性聚合物溶液微观渗流机理的研究基础上,基于计算流体力学方法(CFD)开展了考虑弹性湍流的粘弹性聚合物驱微观渗流机理研究。首先建立了考虑弹性湍流的聚合物溶液单相渗流数学模型,采用对数构象方法对数学模型进行变换,利用有限体积法对数学模型离散,形成了描述粘弹性聚合物溶液弹性湍流特征的数值计算方法,提高了代表聚合物溶液弹性的We值。深入研究了粘弹性聚合物溶液在盲端孔道和突扩-收缩孔道简化模型中的流动规律,从速度波动和湍流强度的变化特征,给出了弹性湍流发生的临界条件,从流线、速度等值线、应力和压力等角度研究了发生弹性湍流前后聚合物溶液在多孔介质内渗流规律的变化,进而揭示了弹性湍流对粘弹性聚合物溶液微观渗流特征及微观波及效率的影响。结果表明,在低Re条件下,高弹性聚合物溶液在多孔介质中发生弹性湍流的临界威森博格数We为50。弹性湍流改变了盲端和凸角内的涡流大小及涡心的位置,进而扩大聚合物溶液的微观波及面积。此外,弹性湍流增大了盲端和凸角内的偏应力,在死油区内压力等值线比较密集,形成了较高的附加压降,增大了进出口压差,为残余油的流动提供了动力来源。发生湍流前,微观波及效率随着Re的增大明显增加,发生湍流后,由于聚合物溶液的弹性效应主导占优,Re对微观波及效率影响很小。发生弹性湍流时,盲端孔道中的微观波及效率较We=0时提高了21%8%,突扩-收缩孔道中的微观波及效率较We=0时提高了8%6%,因此弹性湍流对提高多孔介质内残余油的微观波及效率具有较大的贡献。研究结果为油田聚合物驱油体系设计、筛选、注入工作制度的确定提供了重要的理论支持,同时拓展、丰富了粘弹性聚合物驱微观渗流机理。

关键词：粘弹性聚合物驱弹性湍流威森博格数微观波及效率渗流机理

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

粘弹性聚合物溶液微观渗流的有限体积方法

粘弹性聚合物溶液微观渗流的有限体积方法

作者：王洪涛大庆石油学院

学位级别：硕士

近年来,有限体积法因其具有局部守恒的性质且实施起来相对较为简单灵活而被广泛地应用于许多数学物理问题,与有限差分方法相比具有明显的优势。但是目前有限体积法在解决粘弹性聚合物溶液微观渗流问题方面的应用较少。主要是因为有关聚... 详细信息

近年来,有限体积法因其具有局部守恒的性质且实施起来相对较为简单灵活而被广泛地应用于许多数学物理问题,与有限差分方法相比具有明显的优势。但是目前有限体积法在解决粘弹性聚合物溶液微观渗流问题方面的应用较少。主要是因为有关聚合物驱基础理论还很不完善,对聚合物溶液流变行为的描述仍采用经验或半经验的本构方程。本文对聚合物驱基础理论的研究现状、粘弹性流体模型、多孔介质模型以及粘弹性流体在复杂流道内流动的研究概况进行了较为全面、系统的调研工作。结果表明,粘弹性流体的微观驱油机理方面的探讨仍以实验研究为主,对一些驱油现象主要从定性的角度去解释,理论研究仍有待于进一步深化。因此,有关这方面的研究除了选择适当的粘弹性流体模型,抽象出体现油藏孔隙特点的几何模型外,还必须采用有效的数值方法求解数学模型,从而在理论上定量地研究聚合物溶液的粘弹性对微观驱油效率的影响。为此,本文做了以下工作: 首先,为了形成对粘弹性聚合物溶液在微观孔隙中流动行为的完整的数学描述,便于从理论上研究粘弹性流体的微观驱油效率,本文针对残余油的多种微观存在形式,使用了两种孔隙模型:扩张通道模型、带横向槽的流道模型。并结合非线性上随体 Maxwell 本构方程,动量方程、连续性方程以及两种流道的边界条件,建立了完整的数学模型。第二,采用有限体积法求解了由 UCM 本构方程、动量方程、连续性方程和两种流道各自的边界条件构成的非线性耦合方程组。为了解决流场计算中的一个关键问题,即不合理的压力场的检测,同时为了保证计算的准确度及对压力的物理特性模拟,本文对整个计算域采用交错网格,并且采用乘方格式对动量方程进行离散,采用一阶迎风格式对本构方程进行离散,从而得出控制方程组的离散方程式。对离散方程组的求解是对物理过程进行数值模拟的最后一个重要环节。本文选择交替方向隐式迭代法,并补以块修正技术以促进收敛。最终,得到了粘弹性流体在扩张流道内流动时的速度场、流函数场、压力场和应力场以及在带横向槽流道内流动时的速度场和流函数场。第三,为了计算孔隙模型的微观波及效率,本文给出了驱替液波及边界的定义,并采用速度法确定其在流场中的位置。通过分析计算结果发现,威森博格数(We)、雷诺数(Re)和流道形状对流体的微观波及效率都有十分重要的影响。当 Re 较小时,即在通常的油藏流动条件下 Re波及效率的贡献较大,所以微观波及效率随 We 的增加呈递增的趋势。当Re 较大时,Re>10,流体的惯性效应占有主导地位,因而对于纯粘流体出现了微观波及效率猛增的现象。另外,流道形状对流体微观波及效率的影响也是通过改变流体的流动状态带来的。最后,结合前面的分析,关于粘弹性流体的微观驱油机理,本文的观点是:在油藏的流动条件下,粘弹性流体提高凸角、盲端等死油区内原油波及效率的根本原因是流体的粘弹效应改变了流体在流场内的受力状态,使得其有利于凸角、盲端死油区内原油的流动。数值结果表明,流体的粘弹性越高,微观波及效率越高。

关键词：有限体积法交错网格上随体 Maxwell 模型粘弹性流体微观波及效率

黏弹性聚合物溶液在微观孔道内渗流规律的研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

黏弹性聚合物溶液在微观孔道内渗流规律的研究

作者：姜海梅大庆石油学院

学位级别：硕士

水驱油过程中,多孔介质中的残余油一般难以被驱替出来,而聚合物溶液驱替效果较好。很多研究者通过实验研究证实,粘弹性聚合物溶液能够提高微观驱油效率。本文对聚合物驱基础理论的研究现状进行了较为全面、系统的调研工作。调研结果表明... 详细信息

水驱油过程中,多孔介质中的残余油一般难以被驱替出来,而聚合物溶液驱替效果较好。很多研究者通过实验研究证实,粘弹性聚合物溶液能够提高微观驱油效率。本文对聚合物驱基础理论的研究现状进行了较为全面、系统的调研工作。调研结果表明,目前,有关聚合物驱的基础理论还很不完善,对聚合物溶液流变性行为的描述仍采用经验或半经验的本构方程,粘弹性流体的微观驱油机理方面的探讨仍以实验研究为主,对一些驱油现象只能从定性的角度去解释,理论研究仍有待进一步深化。因此除了选择适当的粘弹性流体模型,抽象出体现油藏孔隙特点的几何模型外,还必须采用有效的数值方法求解数学模型,从而在理论上定量地研究聚合物溶液的粘弹性对微观波及效率的影响。为此,本文相继开展了以下研究: 结合聚合物溶液的典型流变特征,从分析众多描述聚合物溶液流变性的本构方程出发,根据聚合物溶液的流变性,研究多种本构方程的特点,选择了能够比较准确描述黏弹性聚合物溶液流变性的Phan-Thien-Tanner(PTT)模型。建立了包括连续性方程、动量方程和PTT本构方程的黏弹性流体微观流动数学模型,采用交错网格有限体积法对方程进行数值离散,并且采用乘方格式对动量方程进行离散,采用一阶迎风格式对本构方程进行离散,从而得出控制方程组的离散方程式。对离散方程组的求解是对物理过程进行数值模拟的最后一个重要环节,本文应用了SIMPLE算法,并补以压力修正技术以促进收敛,最终,解决了高威森博格数(We)这一问题,得到了在等流量和等压差两种情况下粘弹性流体的流动特征图。在计算孔隙模型的微观波及效率时,本文给出了波及边界的定义,并采用速度法确定其在流场中的位置,定量分析了聚合物溶液的弹性对微观波及效率的影响。通过分析计算结果发现,威森博格数(We)对流体的微观波及效率有十分重要的影响,随着黏弹性的增加,在凸角处的流体波及范围明显的增大,因此凸角处的非流动区域即死油区的范围减小。相对于牛顿流体,聚合物溶液的流动速度也在变大,进一步证实了微观波及效率随着弹性的增加而不断提高,因此具有黏弹特性的聚合物溶液相对于牛顿流体能够更好的驱替残余油、提高驱替效率。

关键词：粘弹性流体 PTT模型交错网格有限体积法微观波及效率

UCM黏弹性流体在突扩流道中的流动特征研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

UCM黏弹性流体在突扩流道中的流动特征研究

作者：刘卫峰吉林大学

学位级别：硕士

建国初期,在我国的石油开采工业中,聚合物驱油技术,仅有很少人研究。一直到60年代初,我国的聚合物驱油这项采油技术才开始逐渐发展并迅速成长起来,聚合物驱油完全不同于水驱。水驱,顾名思义就是通过向油井中注入大量的水,利用水将地层... 详细信息

建国初期,在我国的石油开采工业中,聚合物驱油技术,仅有很少人研究。一直到60年代初,我国的聚合物驱油这项采油技术才开始逐渐发展并迅速成长起来,聚合物驱油完全不同于水驱。水驱,顾名思义就是通过向油井中注入大量的水,利用水将地层里的原油驱出。经过多年研究发现水驱后的油层的孔隙里还会存留一部分原油,也就是说,水驱法有一定的缺陷,其中之一就是驱油不彻底。这对于资源来说,是一种很大的浪费,说明我国当时的石油开采技术是比较落后的。随着对聚合物的研究,一些研究者开始尝试向水中加入高分子量的聚合物,聚合物溶液的黏度会增加很多,于是,用这些聚合物溶液代替水进行驱油实验。得到了很好的现象,驱油的效率比用水驱提高了很多。在石油开采工业中,也就是表明原油采收率提高了。研究者们通过使用不同的聚合物溶液在不同种类的流道中进行的微观驱油实验,对比了不同聚合物(甘油、聚丙烯酰胺等)的驱油效果,发现黏弹性聚合物溶液能够提高微观驱油效率,即在宏观上能提高原油的采收率。聚合物驱就是向注入井中的水里加入具有黏弹性聚合物,通过调整两相的流度比,扩大注入溶液的在流道内部的冲刷面积,从而携带出更多的原油。据考察,我国大多数的油田,基本上都适合进行聚合物驱。因此,研究聚合物驱,有利于提高原油最终采收率,有利于改善油田开发效果,对我国的可持续发展具有重要的意义。在石油开采工业中,一直认为聚合物溶液能够提高原油采收率的机理主要是改变了聚合物溶液和原油两相的流度比、从而大大提高了驱油效率。近几年来,有很多研究者已不再赞同这一观点,他们认为聚合物溶液的黏弹性也是影响驱油效率的因素,但是还没有研究者从定量的角度对聚合物驱油的效率进行分析。些研究者通过对不同的简化孔隙模型进行驱油实验,深入研究了聚合物溶液的黏弹性是否会影响聚合物驱油效率,及如何影响的,作用有多大。进一步对聚合物驱提高波及效率的问题进行了研究。弹性在黏弹性聚合物驱在提高驱油效率的作用中所起作用的大小,更需要进行深入的研究。这些对于黏弹性聚合物溶液提高驱油效率的机理的研究,选用效果更好的聚合物进行驱油具有非常重要的意义。对黏弹性流体的流动特性的研究一直是令人关注的研究课题。不少研究者在一些驱油实验中观察到黏弹性聚合物能够驱出更多的油的现象。通过在实验室里的进行的驱油实验,对用的水驱后的流道中残余的油进行了分析,一种是存留在孔隙中的;另一种是在流道内壁表面上的。实验结果说明,在使用黏弹性的聚合物溶液进行驱油时,会见上面提到的两种类型中的大部分的油都带出来。不同的聚合物溶液的黏性和弹性不相同。黏弹性的聚合物溶液在流道孔隙中流动时,会表现出一定的黏性和弹性,并且随流道不同,聚合物溶液的黏性和弹性也会有所变化。因此,聚合物溶液的弹性是提高微观驱油效率的因素。在选用不同的聚合物进行驱油时,其最终采收率提高的幅度会有很大的差异。本文是从理论上对黏弹性流体影响微观波及效率进行研究的。采用了众多流道类型中比较典型的突扩流道模型。许多研究者都在弹性对流体产生的影响进行过分析。要最终提高原油采收率,更好的运用聚合物驱油的方法,对黏弹性聚合物溶液的流动特性的研究是非常重要的。首先,我们要充分认识聚合物驱油的重要性。要更加清楚的认识它的驱油机理。深入研究聚合物溶液在不同流道中的流动特性。事实上,当黏弹性流体在这种突扩的流道中流动时,由于黏弹性聚合物溶液所具有的黏性和会使速度场、应力场、流线以及压力场都发生了很大的变化。本文将重点考虑这方面的内容。

关键词： UCM模型有限体积方法死油区微观波及效率黏弹性

黏弹性流体在尺寸渐变型微观孔道流动规律研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

当代化工 2015年第5期44卷 1076-1078,1095页

作者：付莹尹洪军东北石油大学提高采收率教育部重点实验室黑龙江大庆163318

随着国民经济的快速发展,为满足对于石油产品的大量需求,油田对于三次采油技术进行了积极的探索,聚合物溶液驱油作为一种有效地提高采收率手段得到了广泛的应用和迅速的发展。建立了黏弹性流体流动的微观孔道模型;采用上随体Maxwell本... 详细信息

随着国民经济的快速发展,为满足对于石油产品的大量需求,油田对于三次采油技术进行了积极的探索,聚合物溶液驱油作为一种有效地提高采收率手段得到了广泛的应用和迅速的发展。建立了黏弹性流体流动的微观孔道模型;采用上随体Maxwell本构模型;运用POLYFLOW有限元流体力学软件对模型进行求解;得到了模型的有关速度等值线、流函数分布图;分析了松弛时间、流量、孔喉比对于微观波及效率的影响。

关键词：黏弹性流体微观孔道上随体Maxwell模型微观波及效率