高温状态下表面活性剂在多孔介质中的运移规律研究.PDF

　 辑第 17 卷第 2 期　　　　　 水 动 力 学 研 究 与 进 展 　　　 . , . 17, . 2 A Ser A V ol N o 　　2002 年 4 月　　　　　　　 　　　　　 . , 2002 JOU RNAL O F H YDROD YNAM ICS A p r 文章编号:(2002) 高温状态下表面活性剂在多孔 介质中的运移规律研究 1, 2 1 1 2 王玉斗 , 　侯健 , 　陈月明 , 　周彦煌 ( ( ) 1. 石油大学 华东 石油工程学院, 山东东营 257061; 2. 南京理工大学动力工程学院, 江苏南京 210094) 　　摘　要: 　本文建立了高温状态下表面活性剂在多孔介质中的运移方程。该方程考虑了活性 剂的动态吸附、高温热降解、化学反应等因素。利用有限差分法将该方程与能量守恒方程进行了耦 合求解。讨论了注入温度、注入速度、段塞尺寸等参数对活性剂运移的影响。结果表明这些参数对 活性剂的运移及作用效果具有较大的影响。 关　键　词: 　表面活性剂; 吸附; 热降解; 温度; 数学模型 中图分类号: 　T E 357　　　文献标识码:A 1　引言 在蒸汽表面活性剂复合驱油过程中, 表面活性剂在多孔介质中的运移是影响活性剂作用 效果的一个重要因素。活性剂在液—固界面的吸附、活性剂离子在多孔介质中的弥散、油层中 矿物离子与活性剂离子的反应、活性剂离子在高温状态下热降解以及温度对活性剂吸附和热 降解的影响等因素都对表面活性剂在油层中的运移和作用产生影响。为了正确认识和理解表 面活性剂在多孔介质中的运移规律, 找出影响活性剂运移和作用的主要因素, 对活性剂在孔隙 运移过程进行模拟、量化, 分析各种因素对驱替过程和结果的影响, 是热化学复合采油领域的 前沿课题。目前, 国内外对这方面的研究尚十分欠缺。 [ 1 ] ( 1981) 进行了不同温度下活性 Ziegler 剂的吸附实验, 并提出一个数学模型, 但该模型只求解了活性剂的运移方程, 没有考虑温度在 空间的变化; Song[ 2 ] ( 1994) 提出了一个常温下的多组分吸附模型, 但没有考虑活性剂的热降 解及化学反应的影响; 王健[ 3 ] (2000) 模拟了常温下化学驱组分在多孔介质中的运移, 对于温 度的影响也没有考虑。 本文根据活性剂的吸一脱附规律、热降解规律以及与矿物离子的化学反应规律等建立了 高温状态下表面活性剂在多孔介质中的运移方程与能量守恒方程。利用有限差分对该数学模 型进行了耦合求解, 讨论了温度、注入速度、注入段塞尺寸等参数对活性剂运移及作用的影响。 收稿日期: ( ) 作者简介: 　王玉斗 1973～ , 男, 博士研究生。 © 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 王玉斗等: 高温状态下表面活性剂在多孔介质中的运移规律研究 223 2　数学模型的建立 2. 1　表面活性剂运移方程 表面活性剂水溶液在多孔介质中运移时, 部分活性剂离子会吸附到介质表面, 同时被吸附 的活性剂离子也会发生脱附现象, 重新回到溶液中, 根据 L angm uir 模型该动态过程可由下式 描述: