纳米纤维强化泡沫液膜渗透性及稳定性实验研究

摘要

泡沫可有效改善致密油藏气驱因气液流度差异、裂缝等造成的窜流问题，扩大气驱波及效率。但泡沫为热力学亚稳定体系，其长期稳定性受限制。基于纳米纤维（NCF）强化泡沫体系，对比分析其对N₂泡沫、CO₂泡沫中气体通过液膜渗透性影响，并观察两种NCF强化泡沫体系在不同含油条件下的微观形态变化，探讨了纳米纤维对泡沫稳定性的改善作用及泡沫体系稳定性与泡沫液膜渗透率的对应关系。研究发现，纳米纤维能有效降低液膜渗透性，0.1 wt%的NCF能使N₂气泡、CO₂气泡的渗透率分别降低约89%、65%，消泡时间分别提升2.7倍、11.3倍，表明纳米纤维通过降低液膜渗透性抑制了气泡失稳；经显微观察，NCF强化N₂泡沫液比CO₂泡沫初始膜厚度更大、泡沫直径更小，在不同含油条件下NCF强化CO₂泡沫的失稳趋势更强，表明NCF对N₂泡沫稳定性增强效果更佳。通过纳米纤维能改善泡沫性能，优化泡沫体系，从而增强泡沫稳定性，相关研究对提高油藏气驱采收率有一定的借鉴意义。

关键词

纳米纤维 / N₂/CO₂泡沫 / 液膜渗透性 / 泡沫稳定性 / 含油条件

基金资助

中国石油天然气集团有限公司科研项目“CCUS注采工艺、产出气循环利用及高效防腐关键技术研究”（2021ZZ-01-04）