基本信息
- 项目名称：
- 聚丙烯酰胺溶液的黏弹性及影响因素研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 作品研究了大庆油田化学驱油用的水解聚丙烯酰胺溶液的粘弹性，针对驱油过程中低速渗流条件下的威森伯格数较难直接用实验方法直接确定的问题，利用HAAKE RS150流变仪，通过稳态和动态剪切实验，分析了低剪切速率下聚合物溶液的质量浓度、矿化度对其黏弹性的影响，计算了第一法向应力差和威森伯格数。其结果有利于指导化学驱驱油方案的设计，可以为相关的化学驱技术提出直接的建议、措施或科学依据。
- 详细介绍：
- 针对大庆油田化学驱油用的水解聚丙烯酰胺溶液在驱油过程中低速渗流条件下的威森伯格数较难直接用实验方法直接确定的问题，利用HAAKE RS150流变仪，通过稳态和动态剪切实验，研究低剪切速率下聚合物溶液的质量浓度、矿化度对其黏弹性的影响，计算了第一法向应力差和威森伯格数。结果表明：聚合物溶液质量浓度越大，矿化度越低，第一法向应力差和威森伯格数越大，黏弹性越强；油田用普通聚合物溶液在剪切速率为10(1/s)，地层水矿化度为508mg/L时，威森伯格数约为1。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 针对聚合物溶液在驱油过程中低速渗流条件下的威森伯格数与其质量浓度和矿化度的对应关系难于准确测量计算的问题，利用HAAKE RS150流变仪，通过稳态和动态剪切实验，研究低剪切速率下聚合物溶液的质量浓度、矿化度对其黏弹性的影响，计算了第一法向应力差和威森伯格数。
科学性、先进性及独特之处
- 在聚合物溶液流变性实验基础上，结合动静态方法测得实验数据，计算了低剪切速率（剪切速率小于 10s-1）下的第一法向应力差，并给出低切速下部分水解聚丙烯酰胺溶液威森伯格数的范围。
应用价值和现实意义
- 明确了威森伯格数与聚合物溶液质量浓度和矿化度的对应关系，给出低切速下部分水解聚丙烯酰胺溶液威森伯格数的范围，为油田实施聚合物驱选用黏弹性高的聚合物提供依据。
学术论文摘要
- 针对威森伯格数与聚合物溶液质量浓度和矿化度的对应关系不明确问题，利用HAAKE RS150流变仪，通过稳态和动态剪切实验，研究低剪切速率下聚合物溶液的质量浓度、矿化度对其黏弹性的影响，计算了第一法向应力差和威森伯格数。结果表明：聚合物溶液质量浓度越大，矿化度越低，第一法向应力差和威森伯格数越大，黏弹性越强；油田用普通聚合物溶液在剪切速率为10s-1，地层水矿化度为 508mg/L时，威森伯格数约为1。
获奖情况
- 获2011年东北石油大学第六届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛一等奖。
鉴定结果
- 获2011年东北石油大学第六届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛一等奖。
参考文献
- [1] 王德民，程杰成，杨清彦．黏弹性聚合物溶液能够提高岩心的微观驱油效率[J]．石油学报，2000，21(9)：45-51． [2] 王刚，王德民，夏惠芬．聚合物溶液的黏弹性对残余油膜的作用[J]．大庆石油学院学报，2007，31(1)：25-30． [3] 夏惠芬，王德民，王刚，等．聚合物溶液在驱油过程中对盲端类残余油的弹性作用[J]．石油学报，2006，27(2)：60-65． [4] 夏惠芬，王德民，关庆杰，等．聚合物溶液的黏弹性实验[J]．大庆石油学院学报，2002，26(2)：105-108．
同类课题研究水平概述
- 聚合物驱油是一种有效提高采收率的方法。据统计，自2003年至今，大庆油田每年采用化学驱油技术增产的原油产量超过1000万吨。王德民等通过岩心驱油实验指出聚合物溶液提高岩心微观驱油效率的主要因素为流体弹性；王刚等研究指出，对油膜类残余油，聚合物溶液弹性可以提高其微观驱油效率；夏惠芬等给出了聚合物溶液弹性对盲端类残余油的作用机理。这些研究结果均表明，驱油效率受聚合物溶液黏弹性影响。对聚合物溶液黏弹性的研究已有大量文献报道，但大都讨论溶液的储能模量和耗能模量，对描述黏弹流体弹性相对大小的威森伯格数和第一法向应力差的研究较少。王德民研究了黏弹性流体的弹性特征，阐述了弹性特征对油藏工程、地面工程和采油工艺的影响，但是没有对黏弹流体的弹性做定量描述；李彩虹等对聚合物溶液进行大量流变性测试，应用Meter模式和Cross模式对实验数据进行拟合处理，但是没有对聚合物溶液黏弹性参数进行处理；姜海峰、吴伟等分别研究了梳形聚合物溶液和带支链的部分水解聚丙烯酰胺溶液的流变性，提出利用第一法向应力差与剪切速率曲线的斜率定量表征溶液弹性的方法，但是由于受测试仪器量程的限制，所涉及的第一法向应力差都是在较高的剪切速率下，而实际渗流过程中，平均剪切速率低于10s-1。尹洪军等研究表明，威森伯格数越大，驱油效果越好。但是现有的研究成果对于威森伯格数与聚合物溶液质量浓度和矿化度的对应关系尚不明确。
