聚合物母液在管道流動剪切過程中熟化機理研究.pdf

1、目前，國內(nèi)外許多油田都采用了聚合物驅(qū)油技術(shù)，并取得了較好的經(jīng)濟效益。聚合物驅(qū)油技術(shù)在其配制過程中，體系的熟化設(shè)施(包括熟化罐、攪拌器等)投資在地面工程中占有重要的比例。如果能夠合理地簡化聚驅(qū)配注工藝，將大大降低地面工程的投資。為此，本文對聚合物母液在管道中的熟化進行了研究。取得了如下的研究成果： 1.通過HPAM水溶液流變性實驗，用流變儀測定了聚合物溶液的流變性，研究了聚合物溶液流變性的影響因素。穩(wěn)態(tài)剪切實驗表明，聚合物溶液的剪

2、切粘度隨分子量的增高，濃度的增高而增高，隨剪切速率的增高而降低；隨著溫度的升高，溶液的視粘度明顯降低，但溫度對聚合物的假塑性流變特征影響不明顯；此外，壓力對聚合物溶液流變性的影響可以忽略。在所研究的剪切速率范圍內(nèi)，聚合物溶液的剪切粘度與剪切速率關(guān)系服從冪律關(guān)系。根據(jù)穩(wěn)定性唯象理論得到其流動狀態(tài)屬于層流。 2.闡述了關(guān)于混合與混合均勻程度的一些概念及描述方法，用混合優(yōu)良程度的主要量度——強度、混合不均勻度來表示混合的優(yōu)良程度，得到

3、了強度、混合不均勻度、視粘度與管線長度的關(guān)系曲線。 3.應(yīng)用VOF模型對聚合物液滴在管道流動中的剪切破碎機理進行的微尺度數(shù)值模擬表明，聚合物液滴的剪切破碎過程經(jīng)歷了表面毛化、液滴變形和小液滴從母滴上被剝離3個主要階段，以至最后形成眾多大小不同的子液滴彌散在計算域中。在所研究的64s-1、80s-1、96s-1、128s-1、160s-1共五種剪切率中，以160s-1時液滴的剪切破碎最嚴重，可見，隨剪切速率的增加，此過程呈增強的趨

4、勢；在所研究的100mPa.s、200mPa.s、300mPa.s、500mPa.s、1000mPa.s、1500mPa.s、2000mPa.s和3000mPa.s共8種粘度中，以100mPa.s最易于剪切破碎，隨粘度的增大，發(fā)生剪切破碎的難度似乎也在增加，以至當(dāng)粘度為1500mPa.s時，聚合物液滴不再發(fā)生破碎而僅出現(xiàn)一定程度的變形；對20μm、30μm、50μm、100μm和150μm粒徑聚合物液滴的研究結(jié)果表明，聚合物液滴的剪切破