本文選題：粘彈性聚合物 + 法向應(yīng)力　； 參考：《地球科學(xué)》2017年08期

【摘要】：我國(guó)海上稠油資源比較豐富,但由于受到海上條件等因素限制,聚合物驅(qū)成為提高海上稠油采收率的主要方法.因此深化聚合物溶液驅(qū)稠油微觀(guān)滲流機(jī)理對(duì)于進(jìn)一步提高采收率具有十分重要的意義.目前關(guān)于粘彈性聚合物滲流機(jī)理的理論研究主要局限于彈性聚合物溶液的單相流體在微觀(guān)孔道內(nèi)流動(dòng)特征研究,而針對(duì)粘彈性聚合物、油兩相流體滲流機(jī)理的研究甚少,特別是針對(duì)稠油聚合物驅(qū)的相關(guān)研究未見(jiàn)報(bào)道.為此,借助于計(jì)算方法較為成熟的OpenFOAM開(kāi)源平臺(tái)開(kāi)展了聚合物驅(qū)稠油兩相流體滲流機(jī)理的研究;以收縮孔道為微觀(guān)物理模型,建立了粘彈性聚合物溶液、普通稠油兩相滲流連續(xù)性方程、運(yùn)動(dòng)方程及本構(gòu)方程,并采用VOF(volume of fluid)界面追蹤方法建立兩相界面相方程;以O(shè)penFOAM開(kāi)源平臺(tái)為基礎(chǔ),開(kāi)發(fā)了粘彈性流體、冪律流體兩相流體求解器;繪制了不同彈性聚合物溶液在微觀(guān)孔道內(nèi)驅(qū)油的飽和度分布、速度分布及應(yīng)力分布特征.結(jié)果表明,相對(duì)于水驅(qū),純粘性聚合物溶液前緣突破時(shí)間慢,波及面積大,驅(qū)油效率高.相比于同等粘度的純粘性聚合物溶液,粘彈性聚合物的彈性有助于挖潛凸角內(nèi)的殘余油,聚合物溶液的彈性越大,稠油驅(qū)油效率越高.隨著聚合物溶液彈性的增強(qiáng),第一法向應(yīng)力增大,當(dāng)聚合物溶液進(jìn)入到孔道突變處時(shí),其彈性發(fā)揮的作用最大,法向應(yīng)力的值最大.研究結(jié)果可為礦場(chǎng)實(shí)施聚合物驅(qū)設(shè)計(jì)、篩選聚合物溶液提供重要的理論支持.
[Abstract]:Offshore heavy oil resources in China is rich, but because of the influence of sea condition, become the main method of improving polymer flooding in offshore heavy oil recovery. Therefore deepening the polymer flooding microscopic percolation mechanism to further enhance the recovery of heavy oil has very important significance. The single phase fluid flow characteristics of the current theoretical research on the mechanism of viscoelastic polymer seepage the main limitation in elastic polymer solution in the micro channel research, and for viscoelastic polymer, study oil two-phase fluid percolation mechanism is poorly understood, especially for polymer flooding of heavy oil has not been reported. Therefore, the research on the calculation method of OpenFOAM mature open source platform to carry out the polymer flooding of heavy oil two-phase seepage mechanism the micro pore shrinkage; physical model, a viscoelastic polymer solution, ordinary heavy oil two-phase flow The continuity equation, motion equation and constitutive equation, and the VOF (volume of fluid) method of two-phase interphase equation with boundary tracing; OpenFOAM open platform, the development of viscoelastic fluid flow of power-law fluid two-phase fluid solver; draw the saturation distribution of different elastic polymer solution flooding in the micro channel the velocity distribution and the stress distribution. The results show that, compared with water flooding, pure viscous polymer solution front breakthrough time is slow, the affected area, the oil displacement efficiency is high. The pure viscous polymer solution compared to the equivalent viscosity of the residual oil, the viscosity of the polymer elastic help potential lobe in the elasticity of polymer solution the greater the heavy oil, the oil displacement efficiency is higher. With the increase of elasticity of polymer solution, the first normal stress increases, when the polymer solution into the pores at the mutation, elastic play the biggest role, to be The results of the study can provide important theoretical support for the design of polymer flooding in the field and the selection of polymer solutions.

【作者單位】： 東北石油大學(xué)提高油氣采收率教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目(No.51604079) 黑龍江省普通本科高等學(xué)校青年創(chuàng)新人才培養(yǎng)計(jì)劃(No.UNPYSCT-2016126)
【分類(lèi)號(hào)】：TE53

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本文編號(hào)：1758882