乳化泡沫高壓噴射沖砂解堵理論研究及應(yīng)用.pdf

1、油田在開發(fā)過(guò)程中由于各種污染容易對(duì)地層和防砂工具造成堵塞，常規(guī)沖砂解堵技術(shù)所用的作業(yè)液一般為清水，在低壓地層中容易產(chǎn)生漏失，加劇對(duì)油層的污染，因而不適用于低壓井。泡沫流體是一種非牛頓流體，它具有密度低、濾失量小、攜砂能力強(qiáng)、助排能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好以及對(duì)儲(chǔ)層傷害小等優(yōu)良特性，因而能夠很好地防止作業(yè)液漏失，并有效保護(hù)油氣層，所以在低壓井中可以應(yīng)用泡沫流體來(lái)解除地層和防砂工具的堵塞。 通過(guò)理論和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)對(duì)泡沫流體的流變性和穩(wěn)定性進(jìn)行了分

2、析和研究，確定了泡沫流體的流變模式，研究了發(fā)泡劑加量、剪切速率、壓力、溫度、污水等對(duì)泡沫體系性能的影響規(guī)律。 對(duì)泡沫流體層流射流進(jìn)行了數(shù)值模擬，研究了非牛頓流體層流射流速度的衰減規(guī)律，表觀粘度的分布規(guī)律，以及K和n對(duì)軸心速度分布的影響。通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)對(duì)泡沫射流的特性進(jìn)行了測(cè)試和分析，研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)無(wú)因次噴距L/d小于4時(shí)，射流軸心沖擊壓力基本上保持不變，但隨著L/d的增大，射流軸心沖擊壓力逐漸減小；射流徑向壓力是逐漸減小的。隨著泵壓的

3、增加，噴頭的旋轉(zhuǎn)速度明顯增大，但小于清水介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)速度。通過(guò)冪律流體在環(huán)空內(nèi)流動(dòng)的理論推導(dǎo)，得出了冪律流體在同心環(huán)空中的速度分布，并研究了K、n值以及環(huán)空尺寸和壓力降對(duì)速度分布和流量的影響。 對(duì)泡沫體系在井筒和環(huán)空中的流動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了分析，通過(guò)數(shù)值模擬確定了泡沫的攜砂能力，研究了不同直徑的砂粒在泡沫流體中的攜砂率隨環(huán)空傾角的變化關(guān)系。通過(guò)與相同流速下水的模擬結(jié)果相比較，可以看出泡沫流體的攜砂性能遠(yuǎn)大于相同條件下水的攜砂性能，泡沫流