蒸汽+非凝析气热力泡沫在多孔介质中的运移及滞留机理

蒸汽+非凝析气热力泡沫驱可大幅度提高稠油油藏采收率。本项目以实验研究和理论研究为手段，根据多孔介质中流体流动过程中的质量守恒原理和能量守恒原理，研究多孔介质中蒸汽+非凝析气热力泡沫的流动特性和封堵机理。综合考虑多孔介质孔喉结构对泡沫结构，气泡的变形、运移、滞留及再生，蒸汽凝结，多孔介质中热量传递和压力传播等的影响，阐明多孔介质中流体的渗流特性、热效应和表面活性剂化学特性共同作用下的蒸汽+非凝析气热力泡沫运移及滞留机理，揭示热力泡沫运移过程中的微观传热传质、多孔介质中含汽泡沫生成机理及热力泡沫的封堵机理。建立多孔介质中热力泡沫运移及滞留机理数学模型，为稠油油藏蒸汽+非凝析气热力泡沫驱的推广奠定理论基础，进一步发展并完善多孔介质中的非等温多相流体渗流理论。

蒸汽+非凝析气热力泡沫驱可大幅度提高稠油油藏采收率。该课题以实验研究和理论研究为手段，根据多孔介质中流体流动过程中的质量守恒原理和能量守恒原理，研究了多孔介质中蒸汽+非凝析气热力泡沫的流动特性和封堵机理。综合考虑变温环境中热采泡沫体系的泡沫综合指数和泡沫阻力因子的变化特征，建立了变温条件下蒸汽用高温发泡剂的评价指标体系和筛选方法。在此基础上，考虑多孔介质孔喉结构对泡沫结构，气泡的变形、运移、滞留及再生机理，建立多孔介质中热力泡沫运移及滞留机理数学模型，为稠油油藏蒸汽+非凝析气热力泡沫驱的推广奠定理论基础，进一步发展并完善多孔介质中的非等温多相流体渗流理论。通过相关研究，取得了以下成果：. （1）根据多孔介质中液相的质量守恒原理及动量定理，综合考虑多孔介质的孔喉结构对泡沫结构，气泡变形、运移、滞留及再生的特性，建立了多孔介质中单个气泡的运移、再生机理的动力学模型。. （2）考虑多种因素对泡沫封堵性能的影响，实验研究了液相流量、气相流量、泡沫总流量、渗透率、含油饱和度、温度等对泡沫封堵性能的影响，分析了多孔介质中含汽泡沫生成机理及热力泡沫的封堵机理。. （3）考虑不同温度对热采泡沫体系的泡沫综合指数和泡沫阻力因子的影响，率先建立变温条件下蒸汽用高温发泡剂的评价指标和筛选方法。. （4）基于三维物理模拟、油藏工程方法及数值模拟技术，利用稠油热力驱替及后续转热力泡沫三维驱替实验进行开发效果预测。利用三维小尺度数值模拟技术和油藏工程方法对稠油热力泡沫调驱的工艺参数进行优化设计，结合油田实际地质特征，形成热采泡沫调驱工艺措施实时优化设计技术系列。. （5）采用压力梯度函数表征泡沫的非牛顿流体特性，综合多组分的质量守恒、系统能量守恒以及液膜的总量平衡，考虑多重因素影响的泡沫流变特征及阻力因子计算模型，形成了考虑油藏流体流变特性的热力泡沫数值模拟技术。. 该研究共发表学术论文14篇，其中SCI收录5篇，EI收录8篇，ISTP收录1篇；获发明专利1项，申请发明专利2项；获省部级科技进步奖1项，省部级科技进步3等奖1项。所提出的多项实验技术、理论方法、数学模型已被国、内外同行广泛认可，开发的多项技术在工业应用中创造了巨大经济效益。该成果研究过程中，培养在读博士生2人，毕业博士生2人，培养在读研究生5人，毕业研究生4人。