【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及凝胶泡沫相关，具体涉及一种用于评价凝胶泡沫体系性能的方法。
技术介绍
1、常规油藏剩余可动用资源随着油田开发的进行已经变得越来越少，为了寻求可替代的资源，油田工作者们将目标转向了非常规油藏。缝洞型碳酸盐岩油气藏以其规模之大、储量之高，成为备受各国关注的一类油藏。但由于缝洞型储集体分布不连续、缝和洞有效储集空间尺度差异大、内部结构及缝洞接触关系复杂、不同储集单元油水分布差异大等特点，使得油藏开采难度加大。前期依靠弹性、水驱开发，驱替介质沿高渗流通道窜流，导致地层能量亏空严重、水油比升高迅速，开发效果变差，后期的注气开发，虽取得一定效果，但由于气液重力分异严重，注气开发过程中气窜问题突出，严重制约了气驱技术的有效应用。
2、泡沫是一种可压缩的非牛顿流体，它具有低漏失、低密度、携砂能力强、对油层伤害小等特点，在地层中既能封堵高渗透层、提高低渗透层的波及系数，又能起到有效封堵水层的作用，在提高原油采收率的探究中，泡沫驱以其独特的渗流和驱油性能受到油田工作者们广泛关注，它是一种比较有发展前途的三次采油方法，但泡沫体系在油藏条件下稳定性较差，在油藏条件下由于原油存在致使泡沫易破灭，作为调驱剂时其封堵强度较弱。为了解决泡沫调驱时存在的问题，急需研发一种既可稳定注入又能有效封堵的新技术。
3、凝胶泡沫是一种气体均匀分散在凝胶中的分散体系，不仅降低了液膜的排液速度；而且在起泡剂的协同作用下，增加了液膜的抗冲击能力，从而增强泡沫的稳定性。成胶前，凝胶泡沫以泡沫形态存在，优先进入高渗透层和水层，贾敏效应可有效封堵
4、塔河缝洞型油藏储层温度高，且地层水矿化度含量高，同时储层结构复杂，含有大量裂缝和溶洞结构。在塔河缝洞型油藏中应用凝胶泡沫，不但要满足耐高温耐高盐的超强稳定性，还需要达到封堵大裂缝和大溶洞的目的，对于所采用的凝胶泡沫在使用于缝洞型油藏时所具有的稳定性是需要考虑的，进而能够判断该凝胶泡沫的在地层中的封堵能力，即所采用的凝胶泡沫在封堵过程中所具有的性能是需要考虑的，为此能够选出合适的凝胶泡沫以适用于复杂的地层环境中。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是要考虑对于所采用的凝胶泡沫在使用于缝洞型油藏时所具有的稳定性，进而能够判断该凝胶泡沫的在地层中的封堵能力。
2、本专利技术解决其技术问题所采取的技术方案是：
3、一种用于评价凝胶泡沫体系性能的方法，包括如下步骤：
4、步骤一：建立堆积指数模型，所述堆积指数表示为a，该堆积指数为在理想的圆锥体泡沫堆积状态下单位质量的泡沫堆积高度h与堆积底面等效直径d之比，即所述堆积指数用于表征凝胶泡沫的堆积性能，该理想状态下的泡沫堆积形成的圆锥体横截面顶角的一半为θ，得出堆积指数a的方法如下：
5、基于泡沫进行析液实验，建立一种考虑时间的模型，析液质量的关系表达公式为:
6、
7、其中md(r)表示在t时刻析液累积质量(g)，mmax表示最大析液质量(g)，t表示析液时间(s)，表示1/2析液时间(s)，b表示析液过程参量；
8、凝胶泡沫处于平衡状态时纵向上所受外力为重力和堆积底面的支撑力，凝胶泡沫处于静止状态时凝胶泡沫整体所受的重力为：
9、g＝(m0-md(t))g (2)
10、其中，m0为未析液的初始状态的泡沫的整体重量；
11、此时凝胶泡沫受力平衡，凝胶泡沫所受重力作用在该点的横向分力等于凝胶泡沫在底面上受到的静摩擦力，并且在数值上用实验室所测得的剪切速率下的凝胶泡沫所受到的横向剪切应力代替：
12、
13、τ为横向剪切应力(n)；
14、定义泡沫瞬时平均发泡倍数e(t)，为：
15、
16、其中ms(t)指t时刻和泡沫等体积的泡沫液的质量(g)；mf(0)指初始时刻泡沫的质量(g)；
17、得到泡沫的结构损伤系数λ表达式如下：
18、
19、其中，e(0)为初始发泡倍数；
20、以析液质量为中间变量，假设剪切速率恒定，建立了泡沫的表观粘度随时间关系为：
21、μapp(γ，t)＝μapp(γ，0)exp(1-(λ(t))m) (6)
22、表观粘度为横向剪切应力和剪切速率的比值，用herschel-bulkley流变模型转变成表观粘度表达式带入公式(6)，推导出时间修正的herschel-bulkley流变模型，得出某时刻横向剪切应力的变化情况，即：
23、τ(γ，t)＝(τy+kγn)exp(1-(λ(t))m) (7)
24、其中，γ为剪切速率(s-1)；τy、k、m、n均为可通过实验测得的参数；
25、圆锥体的重心位于中轴线1/4高度的地方且理想堆积情况下θ＝30°，由凝胶泡沫在不同时刻的受力情况和相似三角形法则，并通过公式(3)和(7)得到：
26、
27、得出堆积指数a如下：
28、
29、其中，参数b得出方法如下：
30、凝胶泡沫体系的初始质量m0、最终析液质量和1/2析液时间通过实验测量得到，测量配置好的半液态凝胶和起泡剂的混合溶液，即为mmax；通过搅拌起泡后，测量未析液的初始状态的泡沫的整体重量为m0；起泡后的泡沫放置t时刻后，析出的液体达到了起泡前总液体体积的一半，此时的时间即为测量不同时刻t和析出液体的质量，并通过公式(1)进行拟合，可得到参数b；
31、参数τy、k、n、n得出方法如下：
32、开展表观粘度随时间的变化规律测试实验，选取初始发泡体积固定的凝胶泡沫进行实验，并假设-测试时间较短，泡沫液体体积分数不发生变化；忽略泡沫的尺寸和形状变化进而忽略时间带来的粘度变化；通过凝胶泡沫在不同剪切速率下的横向剪切应力，利用herschel-bulkley模型拟合实验值，得到不同时间、不同剪切速率下的横向剪切应力，并通过公式(7)进行拟合，可得到参数τy、k、m、n；
33、将所得的参数b和τy、k、m、n带入公式(9)，得到堆积指数a相关于剪切速率γ的函数；
34、步骤二：提供待评价凝胶泡沫体系；
35、步骤三：根据实验中可得出的剪切速率，通过公式(9)得出堆积指数a，所述堆积指数a数值越大则表征待评价凝胶泡沫体系的堆积性能越好。
36、作为优选，步骤二中，通过如下方法提供待评价凝胶泡沫体系：
37、步骤1：按质量1:1比例混合α-改性淀粉和丙烯酰胺并在去离子水中搅拌均匀，制成聚合物母液；
38、步骤2：向搅拌均匀后的溶液中加入n,n-亚甲基双丙烯酰胺并继续搅拌10min，使其得到充分溶解，缓慢加入引发剂过硫酸钾至密闭容器中，置于130℃高温烘箱，待一段时间后成胶；
39、步骤3：将其转入搅拌器本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于评价凝胶泡沫体系性能的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于评价凝胶泡沫体系性能的方法，其特征在于，步骤二中，通过如下方法提供待评价凝胶泡沫体系：
3.根据权利要求2所述的用于评价凝胶泡沫体系性能的方法，其特征在于，步骤1中：
4.根据权利要求3所述的用于评价凝胶泡沫体系性能的方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的用于评价凝胶泡沫体系性能的方法，其特征在于，对于所制备的待评价凝胶泡沫的堆积指数的得出如下：
6.根据权利要求1用于评价凝胶泡沫体系性能的方法，其特征在于，所述步骤一和步骤二的顺序调换。
【技术特征摘要】
1.一种用于评价凝胶泡沫体系性能的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于评价凝胶泡沫体系性能的方法，其特征在于，步骤二中，通过如下方法提供待评价凝胶泡沫体系：
3.根据权利要求2所述的用于评价凝胶泡沫体系性能的方法，其特征在于，步骤1中：
4.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹飞，解慧，赵进，陈勇，郭臣，惠健，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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