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泡沫辅助SAGD开发特征

中国石油大学学报（自然科学版） 2014年第3期38卷 93-98页

作者：鹿腾李兆敏孙晓娜李宾飞高永荣王宝利中国石油大学石油工程学院山东青岛266580 中国石油勘探开发研究院北京100083 青海油田勘探开发研究院甘肃酒泉736202

应用数值模拟及Surfer制图软件绘制蒸汽辅助重力泄油(SAGD)和泡沫辅助SAGD(FA-SAGD)在均质和非均质油藏中温度场分布图,对不同开发方式下蒸汽腔扩展过程进行直观、形象地描述,并对比两种开发方式的开发效果。结果表明:FA-SAGD蒸汽腔横... 详细信息

应用数值模拟及Surfer制图软件绘制蒸汽辅助重力泄油(SAGD)和泡沫辅助SAGD(FA-SAGD)在均质和非均质油藏中温度场分布图,对不同开发方式下蒸汽腔扩展过程进行直观、形象地描述,并对比两种开发方式的开发效果。结果表明:FA-SAGD蒸汽腔横向扩展速度大于SAGD,垂向扩展速度小于SAGD,FA-SAGD蒸汽腔主要作用于油层中部,蒸汽腔与盖层接触面积较小,盖层热损失较小;非均质储层SAGD开发过程中,蒸汽易沿高渗透层窜流,蒸汽腔在水平井筒方向不均匀扩展,FA-SAGD开发过程中,由于泡沫对蒸汽沿高渗层窜流的调控作用,蒸汽腔在地层内的扩展更为均匀,可以减小产出能量和盖层热损失,提高生产油汽比和采收率。

关键词：稠油油藏蒸汽辅助重力泄油泡沫数值模拟蒸汽腔

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泡沫在裂缝中流动特征的物理模拟

中南大学学报（自然科学版） 2017年第9期48卷 2465-2473页

作者：李宾飞李兆敏吕其超张红松张昀中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580

针对泡沫流体的流动特性,设计岩石裂缝模型和可视化裂缝模型,研究泡沫在裂缝中的流动特征并与气液两相流进行对比。研究结果表明:在可视化裂缝模型中,当气液比升高时,气液两相流容易形成气窜带,引起两相流整体流动性增强,而泡沫运移的... 详细信息

针对泡沫流体的流动特性,设计岩石裂缝模型和可视化裂缝模型,研究泡沫在裂缝中的流动特征并与气液两相流进行对比。研究结果表明:在可视化裂缝模型中,当气液比升高时,气液两相流容易形成气窜带,引起两相流整体流动性增强,而泡沫运移的阻力则出现升高;当流速升高时,气液两相流压力梯度呈现线性增大,而在泡沫中,低速阶段压力梯度增幅较小,高速阶段压力增幅梯度相对增大;裂缝的粗糙度会改变泡沫的微观结构进而影响泡沫的流动特征。在岩石裂缝模型中,当气液比较低时,气液两相流的流动阻力随气液比的增大而升高。当气液比大于2.5后,不同流速下气液两相流的压力梯度均开始随气液比的增高而下降,在不同气液比下泡沫的压力梯度要比两相流的高,不同的注入速度下的泡沫流动的压力梯度均随气液比的增大而升高;当注入速度增大时,两相流及泡沫的流动的压力梯度均基本呈现线性升高。

关键词：泡沫裂缝流动特征气液比流速粗糙度

疏油尼龙织物和泡沫的制备及其油水分离性能研究

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疏油尼龙织物和泡沫的制备及其油水分离性能研究

作者：张秀霞北方民族大学

学位级别：硕士

海上漏油事件的频发及生活用水的乱排乱放,给生态环境、人类健康带来了严重影响。特殊浸润性材料因对油水混合物具有选择分离性好和分离效率高等优点受到人们的广泛关注。本文针对不同的油水混合物和油水乳液,分别设计了几种油水分离材... 详细信息

海上漏油事件的频发及生活用水的乱排乱放,给生态环境、人类健康带来了严重影响。特殊浸润性材料因对油水混合物具有选择分离性好和分离效率高等优点受到人们的广泛关注。本文针对不同的油水混合物和油水乳液,分别设计了几种油水分离材料。首先,在尼龙织物的表面分别依次构筑高岭土和瓜尔胶复合涂层,使得其表面具有一定的粗糙度和结合力,再利用全氟壬酸降低改性尼龙的表面能,获得了具有超亲水/空气中疏油性能的尼龙织物。所得尼龙膜对油的接触角最高可达149°,其具有良好的抗腐蚀性能,对不同的油水混合物的分离效率均保持在96%以上。其次,在棉织物的表面构建纳米二氧化硅和聚多巴胺复合涂层,结合全氟壬酸的低表面能,制得具有空气中超疏油性能的改性棉织物。改性后的棉织物接触角高达164.5°。在进行25次循环实验后,其油水分离效率仍高于97%。分离腐蚀性溶液和油的混合物,其分离效率也可高达96%。此外,改性后织物具有良好的表面机械性能。最后,利用聚氨酯泡沫作为基本骨架,纤维素粉在骨架中溶解再生,获得了具有水下超疏油性能的纤维素/聚氨酯复合泡沫。复合泡沫能分离甲苯、煤油、汽油、石油醚和正己烷与水的混合物,分离效率均能保持在97%以上。最重要的是,所得泡沫还能有效分离水-甲苯和水-煤油的水包油乳液。对于腐蚀性液体具有一定抵抗能力。复合泡沫还能有效分离含有亚甲基蓝染料的水,在水处理领域中呈现出广泛的应用前景。

关键词：织物泡沫油水分离疏油/超亲水水下超疏油

自组装制备聚酯多元醇/纳米粒子泡沫复合材料

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自组装制备聚酯多元醇/纳米粒子泡沫复合材料

作者：乔晋鹏北京化工大学

学位级别：硕士

聚氨酯泡沫材料具有优异的保温、隔热、隔震、吸音等性能,在建筑、交通运输、日用品等领域具有广泛的应用。本论文针对传统聚氨酯发泡技术中存在的发泡体系黏度高、泡沫孔径难调控等不足,通过聚酯多元醇—纳米粒子在水油界面自组装以稳... 详细信息

聚氨酯泡沫材料具有优异的保温、隔热、隔震、吸音等性能,在建筑、交通运输、日用品等领域具有广泛的应用。本论文针对传统聚氨酯发泡技术中存在的发泡体系黏度高、泡沫孔径难调控等不足,通过聚酯多元醇—纳米粒子在水油界面自组装以稳定乳液,同时通过调控水相pH、聚酯多元醇、纳米粒子及扩链剂浓度等因素,制备了泡沫强度高、孔径小且均匀、隔热性能优异的聚氨酯泡沫材料。具体成果如下:1)对聚酯多元醇/二氧化硅纳米粒子体系自组装研究表明:聚酯多元醇甲苯溶液/纳米二氧化硅水溶液的界面张力平衡值随水相pH值的升高而降低。溴化钾的加入有利于聚酯多元醇/二氧化硅纳米粒子在油水界面处实现紧密堆积。二氧化硅纳米粒子的浓度增大导致乳化液滴粒径减小,所制备聚氨酯泡沫的孔径变小,泡孔壁变薄,泡沫密度与强度均降低,闭孔率增大。二氧化硅纳米粒子的引入可有效避免泡孔并孔和塌陷。聚酯多元醇浓度增大时所制备泡沫的孔径减小,泡孔壁厚无明显变化,泡沫密度降低,但硬度略有增加,闭孔率增大。2)对聚酯多元醇/纤维素纳米晶体系自组装研究表明:在弱酸性和中性条件下pH值对聚酯多元醇/纤维素纳米晶的自组装行为几乎无影响。碱性条件下,随pH值增大,纤维素纳米晶在油水界面的堆积变牢固。在制备乳液时,纤维素纳米晶的浓度和聚酯多元醇的浓度升高均导致乳化液滴粒径减小,所制得的泡沫孔径变小,泡孔壁变薄,密度降低,强度略有降低,而泡孔的闭孔率增加。纤维素纳米晶的引入有效避免了泡沫并孔和塌陷。多异氰酸酯浓度的增加和扩链剂的加入有效提高了泡沫强度,其中扩链剂的加入使得泡孔由开孔转变为闭孔。

关键词：聚氨酯纳米粒子自组装界面泡沫

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泡沫钛力学性能重复性初探

功能材料 2015年第22期46卷 22015-22021页

作者：肖健崔豪邱贵宝重庆大学材料科学与工程学院重庆400044

重复性生产是实现新材料大规模商业化应用的重要前提。泡沫钛作为新近出现的一类新型泡沫金属,在生物医学骨科植入替代材料和电池催化剂载体等领域已展现出了诱人的应用前景。对造孔剂技术制备泡沫钛力学性能的重复性进行了初步探索。... 详细信息

重复性生产是实现新材料大规模商业化应用的重要前提。泡沫钛作为新近出现的一类新型泡沫金属,在生物医学骨科植入替代材料和电池催化剂载体等领域已展现出了诱人的应用前景。对造孔剂技术制备泡沫钛力学性能的重复性进行了初步探索。结果表明,孔隙率具有可重复性,而压缩性能如弹性模量和抗压强度的重复性差。讨论发现,力学性能重复性差主要归因于工艺中微细结构和孔壁缺陷不可控等因素造成的。从工艺的角度看,增大造孔剂的含量或减小其尺寸大小,是提高泡沫钛力学性能重复性的一个可行路径。

关键词：多孔材料钛泡沫力学性能重复性

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泡沫强化多孔介质中纳米零价铁迁移试验

中国环境科学 2015年第6期35卷 1700-1708页

作者：苏燕张文静梁秀春秦传玉李璐璐赵勇胜吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室吉林长春130021 吉林大学环境与资源学院吉林长春130021 环境保护部环境规划院北京100012 吉林市水利水电勘测设计研究院吉林吉林132013

通过批量模拟试验考察了纳米零价铁(NZⅥ)在水、十二烷基硫酸钠(SDS)溶液与SDS泡沫3种流体中的沉降性能,以及3种流体输送作用下NZⅥ在多孔介质中的迁移分布特性.结果表明:NZⅥ在SDS溶液中的稳定性远大于其在水中的稳定性;搅拌速度为3000... 详细信息

通过批量模拟试验考察了纳米零价铁(NZⅥ)在水、十二烷基硫酸钠(SDS)溶液与SDS泡沫3种流体中的沉降性能,以及3种流体输送作用下NZⅥ在多孔介质中的迁移分布特性.结果表明:NZⅥ在SDS溶液中的稳定性远大于其在水中的稳定性;搅拌速度为3000r/min时,NZⅥ在泡沫中的分布较均匀且泡沫对NZⅥ携带量较大;NZⅥ对泡沫稳定性影响不大.水、SDS溶液、SDS泡沫分别作为输送流体时,NZⅥ迁移的最大距离分别为0.8m,7.9m和2.1m,SDS溶液和泡沫均显著促进了其在多孔介质中的运移.当NZⅥ由SDS溶液和泡沫输送时,其在介质中的分布范围(33.5%和42.5%)大于水(12.8%);由于重力作用,SDS溶液携带NZⅥ的迁移主要集中在垂向上,水平迁移能力有限;而泡沫受重力影响较小,其携带的NZⅥ在水平和垂直方向上的分布更为均匀.可见泡沫作为NZⅥ的输送流体具有明显优势.

关键词：泡沫强化迁移纳米零价铁多孔介质

生活垃圾填埋场微生物群落与泡沫诱发堆体破坏机理研究

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生活垃圾填埋场微生物群落与泡沫诱发堆体破坏机理研究

作者：李京航浙江大学

学位级别：硕士

填埋是我国城市固体废弃物主要的处置方式之一。填埋垃圾在漫长的稳定化过程中会发生生化降解产生大量填埋气,这些气体淤积在垃圾堆体内极易诱发滑坡和“管涌”等环境灾害。深入研究填埋场中影响降解产气的微生物群落结构和液气阻滞规... 详细信息

填埋是我国城市固体废弃物主要的处置方式之一。填埋垃圾在漫长的稳定化过程中会发生生化降解产生大量填埋气,这些气体淤积在垃圾堆体内极易诱发滑坡和“管涌”等环境灾害。深入研究填埋场中影响降解产气的微生物群落结构和液气阻滞规律有助于提高填埋场灾害防控水平,为此本文研究的核心为生活垃圾填埋场降解产气微生物群落与考虑垃圾孔隙结构特征(双孔隙度)及流体性质(泡沫)的填埋场多相渗流。本文在前人研究的基础上,通过高通量测序的方法研究填埋场微生物群落结构并采用Tax4Fun2预测功能基因的相对丰度;通过改进孔隙气压传感器测试人工固废柱在发生泡沫驱替和水气驱替过程中的孔隙气压和孔隙水压变化;分别采用人工固废和砂土材料构建模型堆体,研究注入气体对模型堆体的孔隙气压、孔隙水压、土压以及堆体稳定的影响;最后基于双孔隙度特性和泡沫流理论建立多相渗流模型,模拟填埋场中高气压分布。本文的主要研究结论如下:(1)Firmicutes、Bacteroidota、和Thermotogota为垃圾填埋场的主要门。Defluviitoga、Hydrogenispora、Lentimicrobium、Caldicoprobacter是陈垃圾样品中较为丰富的属;古菌中相对丰度最高的属是Methanothermobacter和Methanomassiliicoccus,在陈垃圾中,代谢功能基因仍旧占比较高,大多数代谢途径与碳水化合物代谢、氨基酸代谢和能量代谢有关。(2)通过基本特性(包括含水率、容重、孔隙比、颗粒级配、渗透性和强度等)的测试表明本次试验所配置的人工固废同填埋场中生活垃圾性质较为接近,采用合作研发的高压范围(30～200 k Pa)孔隙气压传感器,测试得到了驱替过程中的孔隙气压力,其中泡沫驱替的稳态孔隙气压力约为180 k Pa,显著高于水气驱替过程中的极限孔隙气压力64 k Pa。(3)模型边坡的注气试验结果表明,注入气体会产生丰富泡沫,进而导致坡体内形成高气压,最终发生边坡破坏,人工固废的无坡模型会出现张拉裂缝破坏,砂土的有坡模型会在坡脚发生泡沫喷涌,在喷涌区域上方出现局部滑移,堆体产生张拉裂缝,破坏时的孔隙气压达到上覆堆体自重应力的0.8～1.5倍。(4)数值模拟结果表明考虑泡沫的双孔隙度渗流模型能较好地模拟填埋场中的高气压分布,泡沫的存在会导致气相相对渗透性进一步减弱,进而导致高气压峰值和持续时间增加,并影响堆体稳定。

关键词：城市生活垃圾填埋场填埋气渗透性高气压双孔隙度泡沫

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泡沫封堵及选择性分流实验研究

石油学报 2007年第4期28卷 115-118页

作者：李兆敏孙茂盛林日亿李勇徐永辉中国石油大学石油工程学院山东东营257061 中国石油大学机电工程学院山东东营257061 中国石化胜利油田分公司山东东营257230

采用岩心分流驱替实验装置,研究了泡沫对单一含油岩心、含水岩心的封堵能力以及对不同渗透率级差含油、含水并联岩心的分流能力。结果表明,在单一泡沫驱替岩心实验条件下,泡沫具有封堵叠加的作用;而在并联岩心驱替实验条件下,泡沫不仅... 详细信息

采用岩心分流驱替实验装置,研究了泡沫对单一含油岩心、含水岩心的封堵能力以及对不同渗透率级差含油、含水并联岩心的分流能力。结果表明,在单一泡沫驱替岩心实验条件下,泡沫具有封堵叠加的作用;而在并联岩心驱替实验条件下,泡沫不仅对含油、含水岩心具有选择性,而且对高、低渗透率岩心也具有选择性。泡沫具有较好的选择性暂堵分流效果,适用于非均质地层。

关键词：泡沫选择性分流封堵工艺非均质地层岩心分流驱替实验

泡沫去除含水层硝基苯微观过程及其稳定化机理

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中国环境科学 2019年第3期39卷 1061-1067页

作者：范野杨朝格张瀚元其布日董军吉林大学环境工程系吉林长春130021

为了研究泡沫在地层多孔介质中的微观渗流行为、去除污染物的过程和机理,以及纳米SiO_2颗粒对泡沫稳定性能的影响,制作了真实砂岩微观模型并利用硬脂酸钠对纳米SiO_2颗粒进行了改性以稳定泡沫.结果表明,泡沫在多孔介质中的生成、破灭和... 详细信息

为了研究泡沫在地层多孔介质中的微观渗流行为、去除污染物的过程和机理,以及纳米SiO_2颗粒对泡沫稳定性能的影响,制作了真实砂岩微观模型并利用硬脂酸钠对纳米SiO_2颗粒进行了改性以稳定泡沫.结果表明,泡沫在多孔介质中的生成、破灭和运移是同时发生的,其生成方式与注入气流速度有关,破灭与气体扩散有关,运移则是以大部分被孔道所捕集而少部分以气泡链的形式进行;泡沫去除污染物硝基苯的方式包括乳化增溶、剥离携带和封堵作用,其中封堵作用是主要方式;疏水改性的纳米SiO_2颗粒对泡沫的稳定性有极大的提升,添加的纳米颗粒浓度越大,稳定性越强;纳米SiO_2颗粒稳定的泡沫在模拟中迁移时仍具有较强的稳定性,随着泡沫注入体积的增大,注入压力及阻力因子增大,封堵效应增强.

关键词：泡沫稳定性纳米SiO2 封堵效应