【正文】 水驅(qū)采收率（%）聚驅(qū)采收率（%）復(fù)合泡沫段塞（PV）復(fù)合泡沫驅(qū)采收率（%）avk7211236bvk7221218cvk7231216dvk7241227表51 不同復(fù)合泡沫段塞提高采收率結(jié)果表51是在45℃條件下，相同滲透率巖心模型，按照方案ad驅(qū)替實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯總。，由于注入的氣體和發(fā)泡劑比較少，在巖心內(nèi)部地層水的稀釋和油的消泡作用下，只能形成少量的低強(qiáng)度泡沫，所以驅(qū)替壓差和采收率提高幅度較低，隨著復(fù)合泡沫段塞大小的增加，泡沫形成能力越來(lái)越強(qiáng)，驅(qū)替壓力增加，采收率提高幅度迅速增大，巖心內(nèi)部足以形成穩(wěn)定泡沫，驅(qū)替壓力開(kāi)始穩(wěn)定，所以即使再增加注入量，采收率提高的幅度也不會(huì)繼續(xù)增加。表52 復(fù)合泡沫段塞組合方式對(duì)驅(qū)油效果的影響方案巖心號(hào)滲透率（103181。低滲透率區(qū)域泡沫形成較少，流體進(jìn)入低滲透率區(qū)驅(qū)替原油，采出油量增加；而對(duì)于起泡體系與氮?dú)饨惶孀⑷敕绞絹?lái)說(shuō)，泡沫注入體系前端遇油消泡，由于體系的交替注入，注入的氮?dú)夂推鹋蒹w系需要混合后再生成泡沫，后面泡沫的補(bǔ)充速度較慢，巖心內(nèi)部形成壓力較小，因而采收率提高幅度較小。因?yàn)榱魉佥^大時(shí)，產(chǎn)生的流動(dòng)能力較大，足以克服發(fā)泡所需做的功。從表53可以看出，注入速度對(duì)復(fù)合泡沫驅(qū)采收率的影響不大，%。m2孔隙度（%）含油飽和度（%）水驅(qū)采收率（%）聚驅(qū)采收率（%）泡沫驅(qū)采收率（%）泡沫段塞（PV）vk7231216vk7291231vk72101228 巖心滲透率對(duì)復(fù)合泡沫驅(qū)油效果的影響進(jìn)行巖心滲透率對(duì)復(fù)合泡沫驅(qū)油效果的影響實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)溫度45℃，%。表54 滲透率對(duì)復(fù)合泡沫驅(qū)采收率的影響巖心號(hào)滲透率（103181。表55 氣體提高采收率能力巖心號(hào)介質(zhì)滲透率（103181。在實(shí)驗(yàn)溫度為120℃時(shí)，%。聚合物的加入具有很好的穩(wěn)泡作用。高壓滲流實(shí)驗(yàn)表明，巖心滲透率越高，阻力系數(shù)越大，復(fù)合泡沫封堵效果越好；非均質(zhì)巖心注入泡沫后封堵效果明顯好于均質(zhì)巖心；注入速度有一定影響，速度越高，復(fù)合泡沫封堵能力越好。參考文獻(xiàn)[1] Fried . 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Effect of Foam on。隨著復(fù)合泡沫段塞的增大，驅(qū)替壓差和泡沫驅(qū)采收率隨之增加，驅(qū)替壓差較高，泡沫驅(qū)提高采收率的幅度開(kāi)始增加緩慢。復(fù)合泡沫體系加入穩(wěn)泡劑后，提高了溶液的粘度，增加了復(fù)合泡沫的強(qiáng)度，提高原油采收率的幅度。泡沫半衰期隨著發(fā)泡劑濃度的增加而增大，達(dá)到一定濃度后增幅變小。表56 溫度對(duì)體系的驅(qū)油效果表方案驅(qū)替類型溫度（℃）滲透率（103181。由表55實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，氮?dú)饩哂幸欢ǖ奶岣卟墒章誓芰?，但是與復(fù)合泡沫比較，氮?dú)鈹U(kuò)大波及體積能力較弱，提高采收率幅度較低。注入同樣的復(fù)合泡沫段塞，滲透率越高，復(fù)合泡沫驅(qū)采收率提高幅度越大。所以，流速繼續(xù)增大，采收率的提高幅度不大。而流速較低時(shí)，不足以克服發(fā)泡所需要的能量，因而產(chǎn)生泡沫數(shù)量較少，泡沫性能較差。交替注入泡沫體系，注入壓力有所降低，有利于體系注入。主要是氣液同時(shí)注入情況下，泡沫進(jìn)入巖心后，在巖心高滲透率區(qū)域泡沫注入體系前端遇油消泡，由于泡沫的連續(xù)注入，后面泡沫及時(shí)補(bǔ)充。其中，%的HY3 發(fā)泡劑+ %的HPAM穩(wěn)泡劑；復(fù)合泡沫體系是氮?dú)?起泡體系組成。這一現(xiàn)象說(shuō)明，復(fù)合泡沫在孔隙介質(zhì)中通過(guò)液膜遺留、氣泡截?cái)嗪鸵耗し指畹茸饔?，泡沫膜受到剪切發(fā)生斷裂，最后形成小氣泡。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 復(fù)合泡沫段塞大小對(duì)驅(qū)油效果的影響水驅(qū)后，（中分子聚丙烯酰胺，%），水驅(qū)至含水98%，然后進(jìn)行4種不同段塞注入實(shí)驗(yàn)方案：a. （氮?dú)? %HY3 發(fā)泡劑+%HPAM穩(wěn)泡劑），后續(xù)水驅(qū)至含水98%結(jié)束；b. ，后續(xù)水驅(qū)至含水98%結(jié)束；c. ，后續(xù)水驅(qū)至含水98%結(jié)束；d. ，后續(xù)水驅(qū)至含水98%結(jié)束。 實(shí)驗(yàn)條件與步驟 實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)用油：二廠原油；實(shí)驗(yàn)用水：二廠污水，礦化度4300mg/L；化學(xué)試劑：國(guó)產(chǎn)表面活性劑HY3；HPAM聚合物；羧甲基纖維素納氣體：氮?dú)饽Ｐ停憾S縱向非均質(zhì)正韻律物理模型，30cm。壓力升高的先后順序依次是測(cè)壓點(diǎn)1→4，測(cè)壓點(diǎn)1的注入壓力開(kāi)始增加，復(fù)合泡沫傳播到測(cè)壓點(diǎn)2，復(fù)合泡沫傳播到測(cè)壓點(diǎn)3，復(fù)合泡沫傳播到測(cè)壓點(diǎn)4，相鄰兩個(gè)測(cè)壓點(diǎn)壓差基本相同。m2)水測(cè)滲透率(103181。m2左右。流程如圖45所示。 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ团c流程 45 實(shí)驗(yàn)流程圖，長(zhǎng)度75cm的填砂管串聯(lián)成長(zhǎng)度為300cm的長(zhǎng)填砂管，進(jìn)行泡沫和氮?dú)鉂B流能力實(shí)驗(yàn)，滲透率為1200103181。圖43 泡沫滲流阻力系數(shù)與氣液比關(guān)系曲線 巖心非均質(zhì)性對(duì)泡沫滲流能力的影響從表41中方案3比較可知，在巖心平均滲透率基本相同的情況下，非均質(zhì)巖心注入泡沫后封堵效果明顯好于均質(zhì)巖心，這是由于非均質(zhì)巖心中孔隙大小不那么均勻，高滲層孔隙較大，注入巖心的泡沫首先進(jìn)入高滲透大孔道，泡沫在孔隙中形成能力較強(qiáng)，隨著注入量的不斷增多，逐漸在高滲巖心中形成泡沫堵塞，使高滲巖心滲流阻力增大；低滲層孔隙較小，泡沫形成能力較弱，所以后注入的流體便相對(duì)比較均勻地向低滲透層推進(jìn)，泡沫在巖心中起到“堵大不堵小”的作用，增大了注入壓力，所以封堵效果較好。從表41中方案2比較可知：高壓條件下，不同滲透率巖心，同一注入方案下，高滲透率巖心中雖然注入壓差不高，但阻力系數(shù)較大，說(shuō)明滲透率越高，泡沫封堵效果越好。（3）利用氣瓶將回壓閥壓力加至20MPa。測(cè)量系統(tǒng)：包括壓力測(cè)量、溫度測(cè)量等。第4章 復(fù)合泡沫體系滲流特性研究在前面的篩選評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)中，優(yōu)選出發(fā)泡效果較好的發(fā)泡劑，但泡沫在多孔介質(zhì)中的形成是一動(dòng)態(tài)過(guò)程，在此過(guò)程中泡沫不斷地產(chǎn)生和破裂。聚合物穩(wěn)泡劑濃度300mg/L條件下，半衰期與不加聚合物相差不大；當(dāng)聚合物穩(wěn)泡劑濃度增加到500mg/L，泡沫半衰期有較大幅度上升，最大值是氣液比1：1條件下，泡沫半衰期上升值為187s；當(dāng)聚合物穩(wěn)泡劑濃度增加到700mg/L直至900mg/L時(shí)，泡沫半衰期增幅不大，說(shuō)明聚合物穩(wěn)泡劑濃度500mg/L條件能夠達(dá)到很好的穩(wěn)泡效果。用大慶煉化生產(chǎn)的部分水解聚丙烯酰胺（分子量1600萬(wàn)），改變濃度，測(cè)量其濃度對(duì)穩(wěn)泡能力的關(guān)系，選擇最佳濃度的穩(wěn)泡劑，實(shí)驗(yàn)溫度45℃。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，穩(wěn)泡劑對(duì)不同發(fā)泡劑濃度的溶液粘度影響不大。s。 聚合物穩(wěn)泡劑對(duì)發(fā)泡劑濃度變化影響（1）溫度對(duì)聚合物穩(wěn)泡劑性能影響表33 溫度對(duì)聚合物穩(wěn)泡劑性能影響溫度℃時(shí)間0天15天30天45天60天75天90天45粘度mPa泡沫穩(wěn)泡劑可按照作用方式分為兩類：第一類引起溶液粘度的增加幅度較小，這類穩(wěn)泡劑作為一種活性物質(zhì)加入起泡液中，通過(guò)協(xié)同作用增強(qiáng)表面吸附分子間的相互作用，使表面吸附膜強(qiáng)度增大，提高薄膜的質(zhì)量，增加薄膜的彈性，減小泡沫的透氣性，從而提高泡沫的穩(wěn)定性。穩(wěn)定性是泡沫研究的核心問(wèn)題。這是由于泡沫液膜帶有相同符號(hào)的電荷，液膜的兩個(gè)表面將互相排斥，以防止液膜變薄乃至于破裂。這是由于濃度低時(shí)，表面吸附量小，表面張力較高，形成的泡沫液膜強(qiáng)度不夠，隨著表活劑濃度增加，表面吸附量隨之增大，表面張力進(jìn)一步降低，泡沫穩(wěn)定性增強(qiáng)，形成泡沫能力隨之增大。圖32 氣液比對(duì)泡沫半衰期的影響 氣液比對(duì)泡沫綜合指數(shù)的影響圖33 氣液比對(duì)泡沫綜合指數(shù)的影響同半衰期規(guī)律類似，泡沫綜合指數(shù)隨著氣液比的增大而增大，氣液比4：1是一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。上面結(jié)果說(shuō)明，隨著泡沫質(zhì)量的增加，泡沫的起泡能力增強(qiáng)，在氣液比較高的情況下，能夠產(chǎn)生高質(zhì)量的泡沫。本節(jié)使用陰離子表面活性劑HY3作為發(fā)泡劑，主要研究了氣液比、發(fā)泡劑濃度、水質(zhì)礦化度、壓力、溫度、穩(wěn)泡劑等因素對(duì)發(fā)泡劑HY3的起泡能力和穩(wěn)定性能的影響，以及發(fā)泡劑在多孔介質(zhì)中的吸附滯留量測(cè)定。通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)，初步認(rèn)為HY3類系列表面活性劑是一種比較好的發(fā)泡劑，具有很好的起泡效果，并且所產(chǎn)生的泡沫穩(wěn)定性較好。圖22 不同類型發(fā)泡劑生成泡沫的穩(wěn)定性比較（3）不同類型發(fā)泡劑綜合性能比較圖23 不同類型發(fā)泡劑綜合性能比較由圖23可以看出，發(fā)泡劑類型不同，泡沫綜合指數(shù)相差很大。一是10種表面活性劑產(chǎn)生的泡沫的半衰期相差很大，HY系列表面活性劑產(chǎn)生泡沫穩(wěn)定性較好，半衰期最長(zhǎng)的是HY3型表面活性劑，泡沫半衰期最高達(dá)到814s。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：起泡能力從強(qiáng)到弱的發(fā)泡劑類型依次是：陰離子型發(fā)泡劑陽(yáng)離子型發(fā)泡劑非離子型發(fā)泡劑。在45℃條件下，污水礦化度4300mg/L，%，利用MRMRI型羅氏泡沫儀，改變氣液比，對(duì)HP系列、HY系列和其它類型，共計(jì)10種表面活性劑進(jìn)行發(fā)泡性能評(píng)價(jià)。 實(shí)驗(yàn)儀器MRM—RI型羅氏泡沫儀，恒溫水浴，氣瓶，D0711氣體質(zhì)量流量控制器和D088C流量顯示儀、BL6100電子天平（d=）、（d=）和燒杯等。攪動(dòng)法又可分為2種，一種是利用機(jī)械方法攪打試液使之起泡，另一種是以一部分試樣以固定的方式注入另一部分試樣中形成泡沫，測(cè)定泡沫高度及其衰減速度來(lái)表征溶液的起泡性和穩(wěn)泡性。超越是一個(gè)不可逆的過(guò)程，只用這個(gè)過(guò)程不能夠說(shuō)明泡沫的高的流動(dòng)阻力。從貝雷砂巖中流出的氣泡尺寸的測(cè)量表明，隨著氣體流速的增大，泡沫氣泡變粗。圖17 超越機(jī)理示意圖通過(guò)超越所產(chǎn)生的透鏡體一般被確定為與當(dāng)?shù)氐牧鲃?dòng)（即在產(chǎn)生超越的孔隙內(nèi)的流動(dòng)）方向相平行，并且不能使氣相間斷。當(dāng)兩個(gè)氣泡半月形前緣侵入相鄰的充滿液體的孔隙體時(shí)（圖17a），開(kāi)始發(fā)生超越現(xiàn)象。但是，在被捕集的泡沫氣泡附近極大地減少了分叉點(diǎn)的個(gè)數(shù)。但是，若氣泡尺寸比孔隙體大，以至于泡沫的液膜跨越孔隙空間，會(huì)逐漸地出現(xiàn)分割。當(dāng)泡沫氣泡遇到一個(gè)具有兩個(gè)方向的分叉點(diǎn)時(shí)，沿著分叉點(diǎn)界面伸展，并進(jìn)入兩個(gè)路徑。若在潤(rùn)濕液體中不存在起穩(wěn)固作用的表面活性劑，則被截?cái)嗟臍馀輹?huì)很快聚并，從而產(chǎn)生氣體連續(xù)的通道，截?cái)嘁约捌浜蟮木鄄⑹嵌嘞嗔鞯囊粋€(gè)基本的組成部分。因此，孔隙介質(zhì)中泡沫發(fā)生時(shí)的位置或其萌生的位置必須滿足孔隙喉道的尺寸比大于2，還要求有足夠的潤(rùn)濕液體。當(dāng)氣泡前緣進(jìn)入下游的孔隙時(shí)，潤(rùn)濕的液體仍然在轉(zhuǎn)角處保持流動(dòng)（圖15），而氣泡前緣處的曲率和相應(yīng)的毛管壓力隨著界面的擴(kuò)展而下降。因此，截?cái)啾还J(rèn)是孔隙介質(zhì)中一般的力學(xué)過(guò)程。 多孔介質(zhì)中泡沫產(chǎn)生機(jī)理泡沫的產(chǎn)生有三個(gè)機(jī)理，分別為液膜遺留（或氣泡超越）、氣泡截?cái)嗪鸵耗し指?。從泡沫的生成和破裂的過(guò)程來(lái)分析，泡沫初生時(shí)，薄膜比較厚，這時(shí)重力引起的流失是主要的。膜彈性是產(chǎn)生泡沫的必要條件，但還不是形成持久性泡沫的充分條件。暫時(shí)性的泡沫，壽命在數(shù)秒到幾十秒的范圍內(nèi)；而持久性的泡沫，壽命則可以從數(shù)時(shí)達(dá)到數(shù)天之久。在絕對(duì)純的液體下，通入氣體形成的氣泡，當(dāng)它們相互接觸或逸出液體時(shí)，就會(huì)立即破裂。根據(jù)需要選擇適當(dāng)?shù)陌l(fā)泡劑，以降低液相的表面張力，增加液膜的強(qiáng)度和彈性。以排液為主要衰變機(jī)理的泡沫，其穩(wěn)定性隨泡沫質(zhì)量的增加而增加；以氣體擴(kuò)散為主要衰變機(jī)理的泡沫，其泡沫穩(wěn)定性隨泡沫質(zhì)量增加而降低（溶液粘度較高、膜較厚的泡沫就屬于這種情況）。牛頓黑膜的厚度僅比形成它的表面活性劑分子的雙分子層厚度稍大一些，通常認(rèn)為它的結(jié)構(gòu)是兩層表面活性劑分子中夾有一個(gè)薄水層。（8）黑膜在穩(wěn)定的泡沫表面，經(jīng)?？梢钥吹揭恍昂诎摺?。高溫時(shí)，泡沫的破滅由泡沫柱頂端開(kāi)始，泡沫體積隨時(shí)間的增長(zhǎng)有規(guī)律地減小。（6） 壓力和氣泡大小的分布泡沫在不同壓力下穩(wěn)定性不同，一般是壓力越大，泡沫越穩(wěn)定。若體系中既有增高液相粘度的物質(zhì)，又有增高表面粘度的物質(zhì)時(shí)，泡沫的穩(wěn)定性可大大提高。表面粘度越高，表面吸附分子排列越緊密，表面粘度越高，氣體透過(guò)性越差，則泡沫越穩(wěn)定。（2） GibbsMarangoni表面彈性效應(yīng)純液體不能形成穩(wěn)定的泡沫。 影響泡沫穩(wěn)定性的因素 泡沫的穩(wěn)定性主要取決于液體析出的快慢和液膜的強(qiáng)度[2729]，而這兩方面又是由諸多因素決定的。但是在體系中加入一定量的輔助表面活性劑、穩(wěn)泡劑等物質(zhì)，就可獲得穩(wěn)定性良好的泡沫。泡沫屬非牛頓型流體，孔道越小，則剪切應(yīng)力越大，泡沫的粘度也越小