隨著油田采出液含水率的逐漸升高,先后出現(xiàn)了二次、三次采油技術(shù),其中三次采油技術(shù)通過(guò)堿-表面活性劑-聚合物驅(qū)油明顯提高了原油產(chǎn)收率。旋流器以其設(shè)備體積小、處理量大、分離效率高等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于石油化工等領(lǐng)域。聚合物驅(qū)油技術(shù)的使用改變了處理液的流變特性,提高了水相粘度,不僅使抽油桿等受力情況更加復(fù)雜,而且降低了旋流器的分離性能,增大了油田采出液及地面污水的處理難度。為了探索含聚對(duì)介質(zhì)流變特性的影響,本文采用流變儀針對(duì)不同濃度聚合物溶液開(kāi)展了流變分析實(shí)驗(yàn),掌握了含聚濃度對(duì)介質(zhì)流變特性的影響規(guī)律,得出了不同濃度聚合物溶液的粘度、剪切應(yīng)力隨剪切速率的變化情況,以及不同濃度聚合物溶液的稠度系數(shù)和流變行為指數(shù)等基本流變特性參數(shù)。采用牛頓流體數(shù)值模擬方法針對(duì)不同粘度條件對(duì)旋流器流場(chǎng)特性的影響進(jìn)行數(shù)值模擬分析,掌握了連續(xù)相介質(zhì)粘度對(duì)旋流器速度場(chǎng)、壓力場(chǎng)、油相體積分?jǐn)?shù)和分離效率的影響,得出了粘度對(duì)旋流器效率產(chǎn)生影響的臨界值�；谖锢砑羟薪嫡硻C(jī)理提出了一種機(jī)械降粘裝置,并完成了結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì),通過(guò)正交試驗(yàn)的方法以降粘裝置出口處粘度均值為輸出指標(biāo)完成了降粘裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化。采用非牛頓流體數(shù)值模擬方法,根據(jù)流變測(cè)量實(shí)驗(yàn)得出的流變特性參數(shù),對(duì)不同濃度聚合物溶液進(jìn)行數(shù)值模擬,研究聚合物溶液濃度對(duì)旋流器分離性能的影響以及降粘裝置的降粘效果。為了保證研究的準(zhǔn)確性,構(gòu)建了降粘裝置與旋流器裝配的一體化流體域模型,采用非牛頓流體數(shù)值模擬方法對(duì)流場(chǎng)特性和分離效率等開(kāi)展了數(shù)值模擬分析,對(duì)串聯(lián)降粘裝置后旋流器的分離性能進(jìn)行研究,并構(gòu)建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果吻合良好,驗(yàn)證了機(jī)械降粘裝置的可行性及本文數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性。
【學(xué)位單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TE934
【部分圖文】：

用機(jī)械降粘方法時(shí)，我們可以使聚合物多次流經(jīng)狹小孔隙，而不是單次流經(jīng)孔隙。Rho T.等[46]研究表明聚合物的降粘和聚合物的分子量與分子結(jié)構(gòu)均有關(guān)分子結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)聚合物降粘程度產(chǎn)生更大的影響。高速剪切的條件會(huì)使聚合物裂，聚合物以氧化還原機(jī)理而降解。劉新亮等[47]研究了超聲波的強(qiáng)度、頻率、時(shí)間和溫度等參數(shù)對(duì)污水粘度響，得知，超聲波可以對(duì)聚合物進(jìn)行有效降解，污水經(jīng)處理后，粘度降低以上。1.4.3 聚合物的熱降解聚合物在油田中的應(yīng)用以水溶液為主，常溫條件下性質(zhì)較為穩(wěn)定，但在有氧的情況下就會(huì)發(fā)生降解[48]。熱降解研究方法主要以熱重分析法和微分掃熱法，研究發(fā)現(xiàn)溫度在 100~900 攝氏度的范圍內(nèi)，聚丙烯酰胺主要經(jīng)歷兩次解階段。如圖 1.1 所示，聚丙烯酰胺固體質(zhì)量減少，主要由于其降解生成了 NCO2和 H2O，并確定當(dāng)溫度在 93 攝氏度以下時(shí)，由于碳鏈穩(wěn)定，不會(huì)發(fā)生解，但水解度較高[49]。

Changhong Gao 等[50]針對(duì)聚合物在地下環(huán)境容易發(fā)生剪切和加熱可以被嚴(yán)重降解的現(xiàn)象，對(duì)分子量為 1000 萬(wàn)和 2000 萬(wàn)的 HPAM 樣品進(jìn)行測(cè)試研究剪切和高溫對(duì)其粘度影響。結(jié)果表明，剪切和高溫均能使聚合物粘度顯著降低，其流變特性符合經(jīng)驗(yàn)冪律方程，并提出了 HPAM 粘度與剪切速率、聚合物濃度和溫度的簡(jiǎn)單關(guān)系式。1.4.4 聚合物的生物降解生物降解是指在有機(jī)物在生物酶的作用下，進(jìn)行一些生物化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單化合物的過(guò)程，甚至可全部轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物[51]。聚合物的生物降解是指對(duì)相關(guān)的微生物進(jìn)行培養(yǎng)和馴化，從而誘導(dǎo)出降解聚合物的能力，主要包括細(xì)菌、真菌和藻類等。微生物對(duì)聚合物的降解機(jī)理主要分為三類，如圖 1.2 所示，一是由于微生物自然增長(zhǎng)而使聚合物發(fā)生機(jī)械性破壞的生物物理作用，二是微生物與聚合物產(chǎn)生相對(duì)作用發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)而生成新物質(zhì)的生物化學(xué)作用，三是酶對(duì)微生物的直接作用，使聚合物被侵蝕導(dǎo)致分子鏈變短或氧化。聚合物溶液的生物降解是通過(guò)三者的共同作用實(shí)現(xiàn)，整個(gè)過(guò)程伴有物理過(guò)程和化學(xué)過(guò)程，并相互促進(jìn)[52]。

第一章 緒論本文的研究思路與主要內(nèi)容聚合物在新型的驅(qū)油技術(shù)中占有重要的地位，具有廣闊的發(fā)展前景，油田重要的分離裝置，必須與時(shí)俱進(jìn)，適應(yīng)當(dāng)今油田介質(zhì)分離的新形高旋流器含聚適用性，使旋流器在含聚條件下的仍保持較高的分離效要意義。旋流器經(jīng)歷了不斷的技術(shù)和理論創(chuàng)新，得到各種新型旋流器當(dāng)今分離工況的新形勢(shì)，分離效率也越來(lái)越高。面對(duì)當(dāng)今油田分離新聚條件下的油水分離，若只局限于對(duì)旋流器的自身結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，提分離效率，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上提升幅度有限。如圖 1.3 所示，為本線圖。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2856013