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微乳液泡沫驱油技术原理、挑战和研究进展

精细化工 2022年第1期39卷 56-64页

作者：崔乐雨李应成何秀娟沙鸥中国石化三采用表面活性剂重点实验室中国石化上海石油化工研究院上海201208

微乳液驱和泡沫驱是强化采油领域中的两个重要技术,可以分别提高驱油过程的微观和宏观采收率。通过综述两个技术在国内外的发展历史和研究进展,阐明了其优势和局限性,并引出结合两者优势的新型采油技术:微乳液泡沫驱,又称为低张力泡沫... 详细信息

微乳液驱和泡沫驱是强化采油领域中的两个重要技术,可以分别提高驱油过程的微观和宏观采收率。通过综述两个技术在国内外的发展历史和研究进展,阐明了其优势和局限性,并引出结合两者优势的新型采油技术:微乳液泡沫驱,又称为低张力泡沫驱。虽然此新型技术可以同时提高微观和宏观采收率,但是在实际应用中,仍然面临理论和应用上的双重挑战,如表面活性剂有效窗口狭窄、注入工艺复杂、流体流动模型不完善等。结合文献调研,针对以上问题提出了一系列研究建议,如采用"专剂专用"原则开发微乳液泡沫剂,利用数值模拟来优化注入工艺等。

关键词：微乳液泡沫强化采油挑战微乳液泡沫驱

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泡沫破裂机制及其稳定性影响因素研究

石油化工 2022年第5期51卷 575-581页

作者：黄斌张璐王怡欢杨晓龙丁冠喃东北石油大学石油工程学院黑龙江大庆163318 国家管网集团山东输油有限公司山东日照276800 中国石油新疆油田公司风城油田作业区新疆克拉玛依834000 国家管网集团哈尔滨分公司黑龙江哈尔滨150010

采用COMSOL软件建立了一种气液模型,分析了气液压力变化及气液体分布情况对泡沫破碎的影响。实验结果表明,泡沫在破碎的过程中主要受内部能量释放的影响,泡沫液膜处存在斑点状压力集中,引起液膜发生波动性变形,当内外压差过大时发生破... 详细信息

采用COMSOL软件建立了一种气液模型,分析了气液压力变化及气液体分布情况对泡沫破碎的影响。实验结果表明,泡沫在破碎的过程中主要受内部能量释放的影响,泡沫液膜处存在斑点状压力集中,引起液膜发生波动性变形,当内外压差过大时发生破裂。随着时间的延长,液膜的存在形式会发生变化。液膜靠近气体处形成许多分散的液滴,液滴的分布形态与压力分布形态相似。推测是由于液膜到液滴的形式转变引起压力变化,从而导致泡沫破裂。进一步研究发现液相的密度和黏度对泡沫稳定性影响相对较小;表面活性剂种类对泡沫稳定性影响较小,表面活性剂浓度越大,泡沫越稳定。

关键词：界面张力泡沫稳定性表面活性剂

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泡沫改良砂卵石土的试验研究

岩土力学 2018年第S1期39卷 140-148页

作者：董金玉王闯周建军杨继红李严威华北水利水电大学资源与环境学院河南郑州450045 盾构及掘进技术国家重点实验室河南郑州450001

砂卵石土具有内摩擦角大、流动性差、渗透系数大等特点,在砂卵石地层的盾构施工时会引起出土困难、刀盘磨损、地下水喷涌等问题。通过泡沫优化试验,得到泡沫半衰期及发泡倍率最优时的发泡液浓度为2%~3%。基于四川成都地铁7号线茶店子站... 详细信息

砂卵石土具有内摩擦角大、流动性差、渗透系数大等特点,在砂卵石地层的盾构施工时会引起出土困难、刀盘磨损、地下水喷涌等问题。通过泡沫优化试验,得到泡沫半衰期及发泡倍率最优时的发泡液浓度为2%~3%。基于四川成都地铁7号线茶店子站至一品天下站区间砂卵石地层,配制卵、砾石含量为20%、40%、60%、80%的土体,掺入泡沫进行室内大型剪切试验、坍落度试验和渗透试验,发现随着泡沫注入率的增加,包裹在砂卵石土周围泡沫土的含量增加,砂石分离现象逐渐消失,抗剪强度和内摩擦角呈非线性降低,坍落度逐渐增大,抗渗性能明显提高,并得到了不同含石量砂卵石土满足盾构施工中"理想状态土体"要求的泡沫注入率。研究成果对砂卵石地层盾构掘进中的相关问题解决具有一定的意义。

关键词：砂卵石泡沫注入率抗剪强度流动性渗透性

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泡沫或多孔钛的制备方法研究进展

稀有金属材料与工程 2017年第6期46卷 1734-1748页

作者：肖健邱贵宝江西理工大学江西赣州341000 重庆大学重庆400044

泡沫或多孔钛是近年来快速发展起来的一类新型钛合金材料。它们兼具结构和功能的双重属性,在航空航天,生物医学,潜艇,汽车和环保等领域有着广阔的应用前景。本文综述了泡沫或多孔钛制备方法研究的最新进展。这些方法可以归纳为两类:第... 详细信息

泡沫或多孔钛是近年来快速发展起来的一类新型钛合金材料。它们兼具结构和功能的双重属性,在航空航天,生物医学,潜艇,汽车和环保等领域有着广阔的应用前景。本文综述了泡沫或多孔钛制备方法研究的最新进展。这些方法可以归纳为两类:第一类是基于粉末冶金,而第二类是基于物理或化学合成。详细介绍了每种方法的制备过程、工艺特点、所制备泡沫或多孔钛的孔结构特征和性能参数。通过比较分析,最后指出了泡沫或多孔钛制备方法研究的发展趋势。

关键词：泡沫多孔钛制备方法

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泡沫相相分离制备多孔聚合物微球连续化工艺

化工学报 2019年第3期70卷 1208-1219页

作者：周强郝军正祝琳华王红司甜何艳萍孙彦琳昆明理工大学化学工程学院云南昆明650500 昆明理工大学理学院云南昆明650500

采用在泡沫相进行溶剂挥发的方法,连续、高效制备聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯[P (MMA-BA)]共聚物多孔微球。采用自制的连续化反应装置,在一定搅拌速率和反应温度下,向反应器连续加料,在出口处连续收集溢出的泡沫并进行消泡、分散,再经... 详细信息

采用在泡沫相进行溶剂挥发的方法,连续、高效制备聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯[P (MMA-BA)]共聚物多孔微球。采用自制的连续化反应装置,在一定搅拌速率和反应温度下,向反应器连续加料,在出口处连续收集溢出的泡沫并进行消泡、分散,再经洗涤、过滤、干燥得到多孔聚合物微球。重点研究了油相进料速率、反应温度、搅拌速率、聚乙烯醇用量(PVA浓度)对平均泡沫溢出速率、微球收率、微球粒径以及多孔形态的影响规律。结果表明:在反应温度为45℃,搅拌速率为500 r/min,油相溶液进料速率为30 g/min,PVA浓度为1.0%(质量),油相溶液中P (MMA-BA)∶二氯甲烷(DCM)∶正庚烷(HT)=10:53:6 (质量比)的工艺条件下,聚合物微球的收率高达92%,平均粒径为130μm,P (MMA-BA)微球球形饱满,呈多孔结构。

关键词：泡沫聚合物:多孔微球制备

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自生气泡沫驱油体系的研究及性能评价

应用化工 2022年第12期51卷 3557-3560页

作者：张颖袁凯涛肖荣张玉成城赵淼陕西化工研究院有限公司陕西西安710054 陕西省石油精细化学品重点实验室陕西西安710054 延长油田股份有限公司定边采油厂陕西榆林718600

将自生气体系引入到泡沫驱油体系中,相互反应,放出热量,产生大量气体,气体与起泡剂作用,产生大量细小泡沫,“堵大不堵小”,诱发非动用油藏,促进油层流体连通,提高油气采收率,解决含水上升快造成驱替效果差的问题。优选的自生气配方为:2... 详细信息

将自生气体系引入到泡沫驱油体系中,相互反应,放出热量,产生大量气体,气体与起泡剂作用,产生大量细小泡沫,“堵大不堵小”,诱发非动用油藏,促进油层流体连通,提高油气采收率,解决含水上升快造成驱替效果差的问题。优选的自生气配方为:2.5%亚硝酸钠+2.5%氯化铵+3.0%柠檬酸+1%pH调节剂。优选的泡沫体系为:0.5%椰油酰胺丙基甜菜碱+0.1%部分水解聚丙烯酰胺,5000 r/min下搅拌1 min,泡沫发泡体积430 mL,析液半衰期120 s,消泡半衰期500 s。自生气泡沫驱油体系能自动产生气泡,补充地层能量,不需要特殊的发泡设备,现场使用方便。200 mL泡沫液15 s内能产生约830 mL泡沫,析液半衰期122 s,消泡半衰期494 s,完全能满足现场要求,特别适合高含水、非均质、地层压力低的地层的驱油。

关键词：自生气泡沫驱油储层改造

阴离子型表面活性剂/叔胺复配泡沫的性质及CO_(2)/N_(2)响应性能

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油田化学 2022年第2期39卷 331-337页

作者：刘冬梅曾文广杨康石鑫魏晓静张腾方孙霜青中国石油化工股份有限公司西北油田分公司工程技术研究院新疆乌鲁木齐830011 中国石油化工集团公司碳酸盐岩缝洞型油藏提高采收率重点实验室新疆乌鲁木齐830011 中国石油化工股份有限公司西北油田分公司石油工程监督中心新疆轮台841600 中国石油大学(华东)材料科学与工程学院山东青岛266580

泡沫排水采气工艺中,泡沫到达地表后难以实现可控的消泡。为获得兼具稳定性及响应性的泡排体系,并明确在无机盐和油相环境下的适用性,将十二烷基硫酸钠(SLS)、十二烷基磺酸钠(SDS)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)分别与N-十二烷基-N,N-二甲基... 详细信息

泡沫排水采气工艺中,泡沫到达地表后难以实现可控的消泡。为获得兼具稳定性及响应性的泡排体系,并明确在无机盐和油相环境下的适用性,将十二烷基硫酸钠(SLS)、十二烷基磺酸钠(SDS)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)分别与N-十二烷基-N,N-二甲基叔胺(C_(12)A)复配,研究了复配溶液的泡沫性能及无机盐和油相对复配体系的影响。针对泡沫性能较好的SLS/C_(12)A和SDS/C_(12)A复配体系进行了CO_(2)响应消泡以及N_(2)加热重新起泡实验,分析了复配泡沫的响应机理。结果表明,SLS/C_(12)A复配体系的泡沫性能最好,SDBS/C_(12)A的泡沫稳定性最差。SLS/C_(12)A复配体系的耐盐能力强,SDS/C_(12)A复配体系的抗油效果显著。两种复配体系均表现出较好的响应性和可逆性。通过消泡后溶液形态和表面张力的变化分析响应机理为:质子化的C_(12)A与表面活性剂静电吸引形成络合物,从溶液中析出,降低了溶液的表面活性,加速了泡沫的破碎。这对于不同环境油气田的表面活性剂体系选择具有一定的指导意义。

关键词：阴离子表面活性剂叔胺 CO_(2)响应泡沫

爆炸加载下蜂窝夹芯板和泡沫夹芯板变形行为实验研究

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爆破 2024年

作者：田立智宜晨虹汤铁钢苏罗川中国工程物理研究院流体物理研究所

多孔夹芯结构因优异的比强度、比刚度而广泛应用于爆炸冲击防护领域，然而目前与爆炸相关的研究主要集中在小当量爆炸加载下夹芯结构的失效机制，实际大当量加载场景下的吸能特征研究较为少见。为更好指导工程应用，设计了三种夹芯材料... 详细信息

多孔夹芯结构因优异的比强度、比刚度而广泛应用于爆炸冲击防护领域，然而目前与爆炸相关的研究主要集中在小当量爆炸加载下夹芯结构的失效机制，实际大当量加载场景下的吸能特征研究较为少见。为更好指导工程应用，设计了三种夹芯材料(泡沫铝、边长3mm及边长10mm的蜂窝铝)在不同夹芯构型(单层夹芯、两层夹芯)及不同面板/夹层板/背板厚度下的十种夹芯结构，并对上述夹芯结构开展了0.5 kg TNT和1 kg TNT当量爆炸加载实验，分析了不同当量下夹芯结构的整体变形特征，探讨了夹芯材料、夹芯构型等因素对吸能防护的影响。实验结果表明：爆炸加载下，泡沫夹芯结构及蜂窝夹芯结构均可通过芯体材料的大幅压缩变形吸收转换能量，但整体而言蜂窝结构的变形均匀化更好；芯体吸能效率的发挥一方面与自身的比压缩强度相关，另一方面也与表层面/背板的强度及刚度相关，在实际应用时需优化匹配芯体的压缩强度与面/背板的强度及刚度，保证芯体材料可获得最大程度的压缩，发挥其吸能优势；实验中发现双层夹芯结构在吸能防护性能上优于等面密度的单层夹芯结构，即在等面密度的情形下，通过对内部芯体的合理结构优化是提升结构整体吸能防护效果的有效途径。该研究可以为实际应用中的防护结构设计提供更多参考数据。

关键词：蜂窝泡沫夹芯结构爆炸变形

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稠油降黏/泡沫复合驱提高采收率

油田化学 2024年

作者：江建林秦冰曹凤仪乔富林中石化石油化工科学研究院有限公司

针对普通稠油注水开发效果差、化学降黏驱不能有效提高驱替过程中的波及效率的问题，以N， N-二甲基胺、3-氯-2-羟基-丙磺酸钠、烷基醇聚氧乙烯醚硫酸铵盐为原料，研制了具有降黏和起泡功能的复合驱油体系。研究了部分水解聚丙烯酰胺对... 详细信息

针对普通稠油注水开发效果差、化学降黏驱不能有效提高驱替过程中的波及效率的问题，以N， N-二甲基胺、3-氯-2-羟基-丙磺酸钠、烷基醇聚氧乙烯醚硫酸铵盐为原料，研制了具有降黏和起泡功能的复合驱油体系。研究了部分水解聚丙烯酰胺对稠油乳化降黏效果的影响，以及聚合物、油藏压力和稠油对驱油体系起泡能力与稳定性的影响；对比了聚合物/降黏复合驱、聚合物/降黏/泡沫复合驱提高稠油采收率的效果。结果表明，在质量分数为0.3%、温度30～80 ℃、油水体积比为7:3的条件下，复合驱油体系可使稠油黏度从1607 mPa·s降至35.0～60.3 mPa·s，降黏率达到96%以上；加入聚合物能提高复合驱油体系在更低浓度下的降黏能力。复合驱油体系具有良好的起泡性能。随着油藏压力增加、稠油含量提高，泡沫稳定性明显增强。在70 ℃下，压力由1 MPa升至13 MPa时，泡沫的半衰期由8 min提高至120 min。稠油稳定泡沫的作用明显。聚合物主要通过提高黏度、降低泡沫液膜的排液速度、增强膜的强度来提高稳定性。在物理模拟驱油实验中，聚合物/降黏复合驱体系可在水驱基础上提高稠油采收率10.05百分点。在注入聚合物/降黏复合驱油体系后再注入氮气，复合驱效果得到大幅提高。注入气体后生成的泡沫有效提高了驱替过程中的波及效率，聚合物/降黏/泡沫复合驱提高采收率达到22.0百分点。降黏/泡沫复合驱技术能实现降黏与剖面调整一体化，对水驱稠油提高采收率具有良好的应用前景。

关键词：稠油降黏泡沫部分水解聚丙烯酰胺采收率