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考慮彈性湍流聚合物驅(qū)微觀滲流機(jī)理研究

發(fā)布時(shí)間:2021-03-30 14:13
  化學(xué)驅(qū)提高采收率方法中,聚合物驅(qū)占據(jù)著重要地位,在油田的工業(yè)化應(yīng)用中取得了良好的效果。人們對(duì)層流流態(tài)下的聚合物驅(qū)微觀滲流機(jī)理進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)和理論研究,從實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)來(lái)看,聚合物的彈性效應(yīng)可以提高驅(qū)替效率。近來(lái),在微觀驅(qū)油實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)低雷諾數(shù)(Re)、高威森博格數(shù)(We)的聚合物溶液在多孔介質(zhì)中流動(dòng)時(shí)能夠誘發(fā)彈性湍流現(xiàn)象,進(jìn)而降低殘余油飽和度。但是目前對(duì)湍流流態(tài)下聚合物溶液的微觀滲流機(jī)理的研究較少,尤其缺乏定量描述。因此,本文在層流流態(tài)下的粘彈性聚合物溶液微觀滲流機(jī)理的研究基礎(chǔ)上,基于計(jì)算流體力學(xué)方法(CFD)開(kāi)展了考慮彈性湍流的粘彈性聚合物驅(qū)微觀滲流機(jī)理研究。首先建立了考慮彈性湍流的聚合物溶液?jiǎn)蜗酀B流數(shù)學(xué)模型,采用對(duì)數(shù)構(gòu)象方法對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行變換,利用有限體積法對(duì)數(shù)學(xué)模型離散,形成了描述粘彈性聚合物溶液彈性湍流特征的數(shù)值計(jì)算方法,提高了代表聚合物溶液彈性的We值。深入研究了粘彈性聚合物溶液在盲端孔道和突擴(kuò)-收縮孔道簡(jiǎn)化模型中的流動(dòng)規(guī)律,從速度波動(dòng)和湍流強(qiáng)度的變化特征,給出了彈性湍流發(fā)生的臨界條件,從流線、速度等值線、應(yīng)力和壓力等角度研究了發(fā)生彈性湍流前后聚合物溶液在多孔介質(zhì)內(nèi)滲流規(guī)律的... 

【文章來(lái)源】:東北石油大學(xué)黑龍江省

【文章頁(yè)數(shù)】:63 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】:碩士

【部分圖文】:

考慮彈性湍流聚合物驅(qū)微觀滲流機(jī)理研究


平板間旋轉(zhuǎn)流動(dòng)不同時(shí)刻墨水的混合情況

旋轉(zhuǎn)流動(dòng),We數(shù),流動(dòng)結(jié)構(gòu),彈性不穩(wěn)定


(a)粘彈性流體(b)牛頓流體圖 5 平板間旋轉(zhuǎn)流動(dòng)不同時(shí)刻墨水的混合情況40]在Groisman的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,通過(guò)PIV技術(shù)測(cè)量了該行平板旋轉(zhuǎn)通道內(nèi)放置一個(gè)大尺度的環(huán)形渦結(jié)構(gòu),時(shí)間的變化發(fā)現(xiàn),當(dāng)彈性不穩(wěn)定流動(dòng)發(fā)生后會(huì)在裝處徑向速度重組。流動(dòng)中的大尺度環(huán)狀渦結(jié)構(gòu)是由致的環(huán)向應(yīng)力產(chǎn)生的,此結(jié)構(gòu)的存在加速了流態(tài)向

渦管,可視化


(b) 平行平板直槽道內(nèi)分層流動(dòng)圖 7 彈性湍流發(fā)生時(shí)流場(chǎng)中的渦管結(jié)構(gòu)可視化性湍流的應(yīng)用流在高粘、低速流體的混合與換熱效率應(yīng)用中,發(fā)揮很好的效 大分子的控制、聚合物動(dòng)力學(xué)、生物流體力學(xué)、微尺度流動(dòng)強(qiáng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。,楊攀等[41]在收縮-擴(kuò)張槽道中分別對(duì)甘油/甘油的水溶液,水組不同流體的混合情況進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)由于粘性效應(yīng)的影的混合度為 25%;水的彈性和粘性基本可以忽略,受慣性的影響;1PGW 和0.1PW 的粘彈性流體由于具有獨(dú)特的彈性作用,混合明彈性湍流可以極大的促進(jìn)微流體的混合。,Li 等[38]通過(guò)數(shù)值方法模擬了彈性湍流在彎曲型流道中的流動(dòng),當(dāng) We 數(shù)的超過(guò)某個(gè)臨界值后就會(huì)由層流流態(tài)轉(zhuǎn)捩成湍流流在增強(qiáng)傳熱方面具有很好的效果。

【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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[2]國(guó)外聚合物驅(qū)油技術(shù)研究及應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 金亞杰.  非常規(guī)油氣. 2017(01)
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[4]粘彈性流體旋轉(zhuǎn)流實(shí)驗(yàn)研究[J]. 李鳳臣,大島伸行,大島まり.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(11)
[5]彈性湍流及其對(duì)微混合效率影響研究的若干進(jìn)展[J]. 楊攀,Lam Yee Cheong,朱克勤,Gan Hiong Yap.  力學(xué)與實(shí)踐. 2008(05)
[6]黏彈性驅(qū)替液所產(chǎn)生的微觀力對(duì)驅(qū)油效率的影響[J]. 王德民,王剛,吳文祥,夏惠芬,尹洪君.  西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(01)
[7]粘彈性聚合物溶液提高驅(qū)油效率機(jī)理研究[J]. 劉洋,劉春澤.  中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2007(02)
[8]黏彈性聚合物溶液在油藏盲端孔隙中的流動(dòng)特性[J]. 張立娟,岳湘安,任國(guó)友,劉中春.  石油勘探與開(kāi)發(fā). 2004(05)
[9]黏彈性流體在油藏孔隙模型中的流動(dòng)阻力特性[J]. 張立娟,任國(guó)友,岳湘安,劉中春.  大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào). 2004(01)
[10]粘彈性流體平行于界面的力可以提高驅(qū)油效率[J]. 王德民,程杰成,夏惠芬,李群,石京平.  石油學(xué)報(bào). 2002(05)

碩士論文
[1]黏彈性聚合物驅(qū)稠油微觀機(jī)理研究[D]. 謝毅.東北石油大學(xué) 2014
[2]黏彈性聚合物溶液在微觀孔道內(nèi)滲流規(guī)律的研究[D]. 姜海梅.大慶石油學(xué)院 2009



本文編號(hào):3109645

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