致密油藏混合润湿对孔隙尺度渗吸的影响

以毛细管压力为基础的渗吸作用可有效动用致密储层中的原油并补充能量。为了研究混合润湿程度与渗吸采出程度之间的关系,以及典型混合润湿孔喉通道渗吸规律,基于相场理论和Navier-Stokes方程,建立静态孔隙尺度渗吸数值模型,对孔隙尺度渗吸过程进行数值模拟,分析不同混合润湿程度对渗吸采油效果的影响。结果表明:混合润湿占比为10%的混合润湿岩石孔隙渗吸采出程度比纯水湿的采出程度高。当混合润湿占比低时,混合润湿通道为渗吸的主力通道,渗吸效果与纯水湿的类似;当混合润湿占比超过40%时,渗吸采出程度低于10%,渗吸效果差;当混合润湿占比高时,连通性好且成片存在的水湿孔喉成为混合润湿体系渗吸排驱采油的主要优势通道,连续的油湿孔喉抑制水相流动,导致渗吸作用停止。该结果为阐明混合润湿程度和混合润湿分布的渗吸规律和流动潜力、提高致密油藏的采收率提供指导。

考虑混合润湿孔隙的页岩油藏表观渗透率模型

页岩油藏是典型的非常规油气资源,在国际能源供应市场上占有重要地位。由于页岩油藏复杂的孔隙结构和原油组成,使得原油在富有机质页岩中的流动具有一定的复杂性,对其流动行为仍有待进一步深入研究。基于随机模拟方法,考虑流体在混合润湿纳米孔隙中的流动特征,建立页岩油藏表观渗透率模型。结果表明:页岩油藏表观渗透率与烷烃分子结构直接相关,其影响随着孔隙半径的增大而减小;当边界滑移长度较大时,有机质的存在可以改善原油流动能力,其表观渗透率约为绝对渗透率的10倍。同时,有机质吸附导致的孔隙半径缩小和润湿反转效应对烷烃分子流动能力有显著影响,不可忽略。所建立的考虑混合润湿孔隙的页岩油藏表观渗透率模型有助于深入认识页岩油藏流体渗流机理,可为页岩油藏产能评价、动态分析及生产制度优化提供理论支撑。

混合润湿性柱状纳米结构对铜板上纳米氩膜沸腾传热的影响

混合润湿性对固/液相互作用有显著影响,因此对提高相变过程中的传热速率有积极作用.采用分子动力学模拟方法研究了柱状纳米结构表面混合润湿性对池沸腾传热的影响.分析了混合润湿性和纳米结构柱高对液体起始沸腾时间和温度的影响及其机理.结果表明,疏水比例和柱高会影响爆沸的起始温度和时间.与纯亲水壁相比,增加疏水比改变了固液界面性质,可以降低沸腾温度,更容易突破势能壁垒,使液体起始沸腾时间提前,并且随着疏水比的增加,不同柱高下的沸腾温度降低;当疏水比相同时,增加柱高扩大了混合润湿性的影响,也能降低沸腾起始温度并使液体起始沸腾时间提前.这为设计微纳粗糙结构和混合润湿表面以强化沸腾传热提供了思路.

仿生混合润湿图案表面的制备及其水收集性能

目的全球淡水资源短缺,高效和环保地获取淡水是一项重大挑战。方法受沙漠甲虫和叶脉的启发,采用氨腐蚀法在铜网表面生长一层氢氧化铜纳米带,随后在氢氧化铜表面覆盖掩膜,使局部附着正十二烷基硫醇分子,制备出仿生混合润湿图案表面,采用接触角测量仪、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)分别对样品的润湿性、表面形貌及化学成分进行分析,以仿生混合润湿图案表面为基础搭建雾水收集装置,模拟潮湿环境来表征样品的水收集速率及样品在不同恶劣环境下的稳定性。结果在亲水表面构建疏水图案为后续实验提供了基础,所制备的仿生混合润湿图案表面与原始表面、亲水表面、超疏水表面的集水速率相比分别提高了146%、111%、61%,有效提高了集水速率,水收集速率与图案尺寸、图案间隔成反比关系,与图案形状无关。仿生混合润湿图案表面经过紫外线照射和100℃加热处理后,仍保持稳定的集水性能。结论样品具有制备简单、成本低廉、高效耐用等优点,在大气集水中具有潜在的应用前景,有望为解决水资源短缺问题提供新思路。

基于自发渗吸接触角分布的致密砂岩油储层混合润湿性测量和表征

致密砂岩油储层具有混合润湿特性,快速且准确测量混合润湿性对致密砂岩油勘探开发具有重要意义。基于自发渗吸原理,应用饱和油自吸水和饱和水自吸油循环实验,对致密岩石表面渗吸液滴接触角进行原位测量,利用接触角分布曲线表征混合润湿性,提出一种可以反映润湿孔隙表面比例和润湿程度的致密砂岩储层混合润湿性测量方法。鄂尔多斯盆地延长组致密砂岩样品测量结果表明:3块致密油砂岩样品接触角分布在30°~110°之间,储层砂岩具有水润湿、中性润湿和油润湿特征,频率峰值出现在接触角为80°~90°,整体呈中性—弱亲水性润湿。与Amott法测量的整体润湿程度相吻合,验证基于自发渗吸液滴接触角混合润湿性测量方法的可靠性。该结果为致密砂岩油储层的混合润湿性表征提供参考。

基于液滴定向反弹的混合润湿性表面设计准则

液滴撞击固体表面的定向反弹在防结冰/起雾、自清洁等工程应用中具有重要意义。混合润湿性表面已被证明是一种有效的液滴操纵方法。本文对液滴撞击构筑有亲水条纹的疏水基底进行数值模拟研究,采用已验证的扩散界面法来捕获界面演化。首先,研究卫星液滴在撞击过程中的形成过程,通过分析液滴的垂直速度和横向速度,明确混合润湿性表面在液滴扩散、收缩和反弹阶段中的作用。然后,系统探究条纹宽度对液滴反弹形式和接触时间的影响,重点关注液膜演化和液滴弹跳过程中的动力学和能量传递机制。所得结果可以指导混合润湿性表面的优化设计和液滴定向回弹的控制。

致密油藏混合润湿性测试新方法及其应用

致密油储层矿物成分的复杂性和分布的随机性决定了岩石孔隙表面的润湿性是不均匀的。将致密油藏物理模拟实验方法和核磁共振技术相结合,提出了致密油藏混合润湿性测试新方法。在此基础上,确定出混合润湿指数的分类界限,探讨了致密油藏岩心原始润湿性测量方法。研究表明:致密油岩心经过洗油后,所测试的混合润湿指数大多数位于0~0.4,处于弱亲水;而未洗油的新鲜岩样,同一块致密油岩心所测试初始状态下的混合润湿指数要大于原始状态下的混合润湿指数;所测试的致密油岩心在原始地层条件下大部分呈弱亲油,少部分呈弱亲水。这种测试新方法可以对致密油藏有效开发提供可靠的技术参数。

混合润湿装置对水墨平衡的影响

混合润湿装置也称水墨齐下润湿装置,其主要特点是由同一根靠版辊对印版进行润湿,水、墨同时供给印版.如图1、图2、图3所示,海德堡、曼罗兰、高宝等众多知名品牌印刷机均采用了该装置,该装置易实现水墨平衡.

混合润湿孔隙介质中油自吸实验研究

混合润湿孔隙介质普遍存在,使得多相流体渗流过程十分复杂,但对其研究和认识至今仍很肤浅,是油气运移成藏、剩余油气分布等方面研究中必须解决的关键难题.本文通过对饱和水的混合润湿模型进行油自吸实验,观察不同混合润湿程度条件下油自吸运移过程,分析认识混合润湿孔隙介质中多相渗流的机理.实验结果表明,在混合润湿孔隙介质中油是否能够自发地运移与介质中亲油颗粒的比例关系密切,但并非简单的单调变化关系.研究认为,亲油颗粒与亲水颗粒随机分布,导致多种与喉道配位颗粒的亲油—亲水关系,当亲油颗粒比例占优才表现为亲油喉道.机理上,混合润湿孔隙介质中油自吸运移的发生与否及程度取决于亲油喉道在空间上的连通程度,后者与孔隙介质中亲油颗粒比例相当.仅有当孔隙介质中亲油颗粒足够多,且组成的亲油喉道能够相互接触形成连续亲油通道时,油才能够通过自吸运移进入多孔介质。

混合润湿性图案化铜基表面冷凝换热性能研究

采用聚四氟乙烯纳米颗粒涂料在50 mm×100 mm铜基表面构造超疏水表面以及条纹图案混合润湿性表面。为探究条纹倾角对冷凝换热的影响,条纹与铜板宽度方向分别成90°与60°的混合润湿性表面被应用于实验中。实验结果表明,超疏水表面传热系数h_(dwc)与混合润湿性表面冷凝传热系数h_(hybrid)随换热温差ΔT_(sub)增大而增大。同时,h_(dwc)和h_(hybrid)与冷凝液的脱落频率存在强相关关系,脱落频率越高,h_(dwc)、h_(hybrid)越大。超疏水表面冷凝液脱落频率低,h_(dwc)在0~20 K的换热温差范围内始终低于膜状凝结。混合润湿性表面能有效强化超疏水表面的冷凝换热,条纹倾角为60°的表面在ΔT_(sub)为11.3 K时测得最高传热系数16.64 kW/(m^(2)·K),是超疏水表面传热系数的2.14倍;而条纹倾角为90°的表面在ΔT_(sub)为13.8 K时测得最高冷凝传热系数13.63 kW/(m^(2)·K),是超疏水表面传热系数的1.68倍。

油气储层混合润湿体系研究进展

在多孔介质多相流领域中,润湿性是影响流体分布与流动的主要因素之一,油气储层真实润湿性为混合润湿状态这一观点越来越被广大学者所认可。本文对混合润湿体系的基本分类、两相流规律实验以及理论研究中的部分主要研究成果进行分类讨论与分析,总结了目前混合润湿体系研究中所存在的问题,最后对混合润湿体系的发展趋势进行展望,以便对国内混合润湿体系的研究起到参考意义。

页岩储层中混合润湿孔隙的气-水自吸研究

探讨混合润湿页岩的气-水自吸特征,为压裂液中是否需要加入润湿改性剂提供理论依据。通过建立混合润湿平板模型,对引起流体自吸的作用力进行了分析,推导了混合润湿平板模型的自吸Lucas-Washburn方程,并运用两相流水平集方法进行了数值模拟,验证了混合润湿平板模型的Lucas-Washburn方程判断自吸方向的正确性。研究结果表明,对于混合润湿平板模型,气-水的自吸方向只由亲水壁和疏水壁的接触角之和决定。当亲水与疏水壁的接触角之和小于π时,孔隙会自发吸水排气;当亲水壁与疏水壁的接触角之和大于π时,孔隙会自发吸气排水;当接触角之和等于π时,气、水均无法自吸。

根据混合润湿性岩石的渗吸换算用于采油的粘度比

从裂缝性储层的岩石骨架中通过自发渗吸驱替石油是重要的开采机理,通过实验室储层岩心实验预测储层的原油采收率。在换算过程中涉及的参数包括岩性、液体粘度、表面张力、岩心几何形态和润湿性。以往的进展是以从强亲水岩石中采油的结果为基础的,因为不同的粘度比与油、水两相粘度的几何平均值密切相关。

北海混合润湿性砂岩储层NMR测井

去年在北海地区用ＮＭＲ测井仪（ＮＭＬ）测了一些井，并建立了庞大的数据来评价ＮＭＬ解释储层渗透率、孔隙度和流体饱和度及其分布方面的潜力。本文对在北海北部富饶的黑雁油田混合润湿性储层的三口井所测的ＮＭＬ资料进行了评价，并将之与常规测井资料进行了对比。为了进行刻度，还建立起了综合实验项目，从同一测量井段中挑选了一些岩心进行分析。尽管这些ＮＭＬ资料的信噪比颇低。

微尺度下润湿性表面对双气泡传热特性的影响

为探究混合润湿表面双气泡生长过程的特点和传热特性,利用格子Boltzmann方法研究混合润湿性表面不同因素对生长和传热过程的影响规律。结果表明:对于纯润湿性表面,随着润湿性的降低,气泡成核时间减少,气泡脱离表面时间呈增加趋势,双气泡生长过程的平均热流密度呈减少趋势。混合表面可以实现相比纯润湿性表面更高的脱离频率和更好的换热效果,混合润湿表面整体脱离频率在(L_(q)/△x)>0.37(△x<30)时呈增加趋势,在(L_(q)/△x)≤0.37(△x≥30)时呈降低趋势;同一距离L_(q)/△x不同疏水尺寸的脱离频率在(L_(q)/△x)>0.37(△x<30)时呈先降低后增加趋势,在(L_(q)/△x)≤0.37(△x≥30)时呈增加趋势;同一距离L_(q)/△x不同疏水尺寸的平均热流密度在(L_(q)/△x)>0.37(△x<30)时呈降低趋势,L_(s)=3(L_(s)/L_(q)=0.27)是最佳换热尺寸,在(L_(q)/△x)≤0.37(△x≥30)时呈先增加后降低趋势,L_(s)=5(L_(s)/L_(q)=0.45)为最佳换热尺寸。

川南地区龙马溪组页岩混合润湿性评价新方法

由于页岩矿物组分众多且关系复杂,造成页岩润湿性评价十分困难,因此明确影响页岩润湿性的关键因素对高效开发页岩气尤为重要。以四川盆地川南地区龙马溪组页岩为研究对象,利用多种实验手段,对页岩混合润湿性进行定性分析与定量表征,并建立混合润湿性模型,计算有机质接触角,定量评价有机质亲水能力,同时将层次分析法与灰色关联分析法相结合,建立多层次评价体系,明确影响页岩润湿性关键因素,形成了页岩润湿性评价新方法。研究结果表明:龙马溪组页岩表面呈复杂的非均匀混合润湿性特征,既亲油又亲水,且页岩表面更趋于油湿;页岩亲水性能力与黏土含量正相关,但黏土含量高于一定值时,亲水能力受到抑制;地层温度条件下页岩亲水能力更强,随着页岩与液体浸泡时间的增加,页岩亲水能力逐渐增强;存在最佳液体盐浓度,使得页岩表面接触角最小,在实验条件下KCl溶液测试范围为4%~6%;有机质平均接触角为73.8°,其润湿性为弱亲水,表明水相能够进入有机孔,但亲水能力弱于无机孔;黏土含量对页岩润湿性影响最大,其次为有机碳含量、液体盐浓度和温度。

混合润湿对多孔介质内驱替压差和采收率的影响

特低渗透油藏具有注水井压力高,注水效果差,采收率低等特点,调控油藏润湿性是该类油藏降压增注一种有效手段,本文基于格子Boltzmann方法,研究驱替过程中混合润湿性对驱替压差和采收率的影响规律.结果表明,在均匀润湿条件下,接触角越小,驱替压差越低;毛管数越大,被驱替相与驱替相黏度比越小,采收率越高;在混合润湿条件下,接触角越小,驱替压差降低,但是降低接触角不一定提高采收率,平均接触角和混合润湿结构对提高采收率均具有重要影响。

润湿性对两相渗流黏性耦合效应研究

基于格子玻尔兹曼两相流模型,根据润湿固体骨架比例和润湿接触角将混合润湿分为4种不同的润湿形态,为了研究多孔介质流的黏度比、表面张力、压力梯度和固体骨架不均匀性等因素,建立多组实验进行数值模拟,从微观角度分析了这些因素在考虑混合润湿下对流体流动中黏性耦合效应的影响,并得到了以下的认知和结论:对于均匀润湿,强润湿性将使得非润湿相的相对渗透率增加而使润湿相的相对渗透率减小;单一润湿性(固定接触角)的强弱会显著影响两相流体在多孔介质中分布的位置和接触面积的大小;对于混合润湿,转变为混合润湿后,非润湿相的相对渗透率会显著下降。通过本文的研究,可以更深层次地了解固体骨架润湿性对目前复杂润湿性油藏的影响,为今后有针对性地调控岩石润湿性,增加油田的二次采油产量提供一定的参考。

纳米混合润湿表面成核和沸腾的分子模拟

本文通过分子动力学模拟方法研究了纳米混合润湿表面在瞬态变温边界条件下的气泡成核和沸腾传热特性。结果表明,气泡接触线在润湿性边界存在钉扎效应,混合润湿表面可强化气泡成核;随疏水性部分润湿性增强,组合壁面上方气泡成核类型从异相成核向均相成核转变;纳米混合润湿表面热流密度均随凹槽疏水性部分润湿性增大而减小;超亲水基底上方修饰超疏水纳米结构最有利于强化沸腾传热。论文工作可为气泡成核和沸腾传热性能的调控提供理论参考。