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基本信息

項(xiàng)目名稱：
聚丙烯酰胺溶液的黏彈性及影響因素研究
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
作品研究了大慶油田化學(xué)驅(qū)油用的水解聚丙烯酰胺溶液的粘彈性，針對(duì)驅(qū)油過(guò)程中低速滲流條件下的威森伯格數(shù)較難直接用實(shí)驗(yàn)方法直接確定的問(wèn)題，利用HAAKE RS150流變儀，通過(guò)穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)剪切實(shí)驗(yàn)，分析了低剪切速率下聚合物溶液的質(zhì)量濃度、礦化度對(duì)其黏彈性的影響，計(jì)算了第一法向應(yīng)力差和威森伯格數(shù)。其結(jié)果有利于指導(dǎo)化學(xué)驅(qū)驅(qū)油方案的設(shè)計(jì)，可以為相關(guān)的化學(xué)驅(qū)技術(shù)提出直接的建議、措施或科學(xué)依據(jù)。
詳細(xì)介紹：
針對(duì)大慶油田化學(xué)驅(qū)油用的水解聚丙烯酰胺溶液在驅(qū)油過(guò)程中低速滲流條件下的威森伯格數(shù)較難直接用實(shí)驗(yàn)方法直接確定的問(wèn)題，利用HAAKE RS150流變儀，通過(guò)穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)剪切實(shí)驗(yàn)，研究低剪切速率下聚合物溶液的質(zhì)量濃度、礦化度對(duì)其黏彈性的影響，計(jì)算了第一法向應(yīng)力差和威森伯格數(shù)。結(jié)果表明：聚合物溶液質(zhì)量濃度越大，礦化度越低，第一法向應(yīng)力差和威森伯格數(shù)越大，黏彈性越強(qiáng)；油田用普通聚合物溶液在剪切速率為10(1/s)，地層水礦化度為508mg/L時(shí)，威森伯格數(shù)約為1。

作品圖片

  • 聚丙烯酰胺溶液的黏彈性及影響因素研究

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

針對(duì)聚合物溶液在驅(qū)油過(guò)程中低速滲流條件下的威森伯格數(shù)與其質(zhì)量濃度和礦化度的對(duì)應(yīng)關(guān)系難于準(zhǔn)確測(cè)量計(jì)算的問(wèn)題，利用HAAKE RS150流變儀，通過(guò)穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)剪切實(shí)驗(yàn)，研究低剪切速率下聚合物溶液的質(zhì)量濃度、礦化度對(duì)其黏彈性的影響，計(jì)算了第一法向應(yīng)力差和威森伯格數(shù)。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

在聚合物溶液流變性實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，結(jié)合動(dòng)靜態(tài)方法測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算了低剪切速率（剪切速率小于 10s-1）下的第一法向應(yīng)力差，并給出低切速下部分水解聚丙烯酰胺溶液威森伯格數(shù)的范圍。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

明確了威森伯格數(shù)與聚合物溶液質(zhì)量濃度和礦化度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，給出低切速下部分水解聚丙烯酰胺溶液威森伯格數(shù)的范圍，為油田實(shí)施聚合物驅(qū)選用黏彈性高的聚合物提供依據(jù)。

學(xué)術(shù)論文摘要

針對(duì)威森伯格數(shù)與聚合物溶液質(zhì)量濃度和礦化度的對(duì)應(yīng)關(guān)系不明確問(wèn)題，利用HAAKE RS150流變儀，通過(guò)穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)剪切實(shí)驗(yàn)，研究低剪切速率下聚合物溶液的質(zhì)量濃度、礦化度對(duì)其黏彈性的影響，計(jì)算了第一法向應(yīng)力差和威森伯格數(shù)。結(jié)果表明：聚合物溶液質(zhì)量濃度越大，礦化度越低，第一法向應(yīng)力差和威森伯格數(shù)越大，黏彈性越強(qiáng)；油田用普通聚合物溶液在剪切速率為10s-1，地層水礦化度為 508mg/L時(shí)，威森伯格數(shù)約為1。

獲獎(jiǎng)情況

獲2011年?yáng)|北石油大學(xué)第六屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽一等獎(jiǎng)。

鑒定結(jié)果

獲2011年?yáng)|北石油大學(xué)第六屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽一等獎(jiǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1] 王德民，程杰成，楊清彥．黏彈性聚合物溶液能夠提高巖心的微觀驅(qū)油效率[J]．石油學(xué)報(bào)，2000，21(9)：45-51． [2] 王剛，王德民，夏惠芬．聚合物溶液的黏彈性對(duì)殘余油膜的作用[J]．大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，31(1)：25-30． [3] 夏惠芬，王德民，王剛，等．聚合物溶液在驅(qū)油過(guò)程中對(duì)盲端類殘余油的彈性作用[J]．石油學(xué)報(bào)，2006，27(2)：60-65． [4] 夏惠芬，王德民，關(guān)慶杰，等．聚合物溶液的黏彈性實(shí)驗(yàn)[J]．大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，26(2)：105-108．

同類課題研究水平概述

聚合物驅(qū)油是一種有效提高采收率的方法。據(jù)統(tǒng)計(jì)，自2003年至今，大慶油田每年采用化學(xué)驅(qū)油技術(shù)增產(chǎn)的原油產(chǎn)量超過(guò)1000萬(wàn)噸。王德民等通過(guò)巖心驅(qū)油實(shí)驗(yàn)指出聚合物溶液提高巖心微觀驅(qū)油效率的主要因素為流體彈性；王剛等研究指出，對(duì)油膜類殘余油，聚合物溶液彈性可以提高其微觀驅(qū)油效率；夏惠芬等給出了聚合物溶液彈性對(duì)盲端類殘余油的作用機(jī)理。這些研究結(jié)果均表明，驅(qū)油效率受聚合物溶液黏彈性影響。對(duì)聚合物溶液黏彈性的研究已有大量文獻(xiàn)報(bào)道，但大都討論溶液的儲(chǔ)能模量和耗能模量，對(duì)描述黏彈流體彈性相對(duì)大小的威森伯格數(shù)和第一法向應(yīng)力差的研究較少。王德民研究了黏彈性流體的彈性特征，闡述了彈性特征對(duì)油藏工程、地面工程和采油工藝的影響，但是沒(méi)有對(duì)黏彈流體的彈性做定量描述；李彩虹等對(duì)聚合物溶液進(jìn)行大量流變性測(cè)試，應(yīng)用Meter模式和Cross模式對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合處理，但是沒(méi)有對(duì)聚合物溶液黏彈性參數(shù)進(jìn)行處理；姜海峰、吳偉等分別研究了梳形聚合物溶液和帶支鏈的部分水解聚丙烯酰胺溶液的流變性，提出利用第一法向應(yīng)力差與剪切速率曲線的斜率定量表征溶液彈性的方法，但是由于受測(cè)試儀器量程的限制，所涉及的第一法向應(yīng)力差都是在較高的剪切速率下，而實(shí)際滲流過(guò)程中，平均剪切速率低于10s-1。尹洪軍等研究表明，威森伯格數(shù)越大，驅(qū)油效果越好。但是現(xiàn)有的研究成果對(duì)于威森伯格數(shù)與聚合物溶液質(zhì)量濃度和礦化度的對(duì)應(yīng)關(guān)系尚不明確。
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