采用(yong)軸對(dui)(dui)稱液滴形狀分析(xi)(xi)(ADSA)方法，測定(ding)(ding)煙(yan)(yan)(yan)道(dao)(dao)氣(qi)?稠(chou)(chou)油(you)(you)(you)、正(zheng)己(ji)(ji)烷?稠(chou)(chou)油(you)(you)(you)、煙(yan)(yan)(yan)道(dao)(dao)氣(qi)+正(zheng)己(ji)(ji)烷?稠(chou)(chou)油(you)(you)(you)系統表(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力(li)(li)的(de)變(bian)化規律，分析(xi)(xi)蒸汽輔助(zhu)重力(li)(li)泄油(you)(you)(you)(SAGD)過程中注入非凝析(xi)(xi)氣(qi)體和(he)溶劑后對(dui)(dui)降低稠(chou)(chou)油(you)(you)(you)表(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力(li)(li)的(de)能(neng)力(li)(li)。研究結果表(biao)(biao)明：在(zai)一(yi)定(ding)(ding)溫度下(xia)，稠(chou)(chou)油(you)(you)(you)的(de)表(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力(li)(li)隨(sui)著(zhu)氣(qi)體壓力(li)(li)的(de)增(zeng)加而減(jian)小，在(zai)一(yi)定(ding)(ding)壓力(li)(li)下(xia)，煙(yan)(yan)(yan)道(dao)(dao)氣(qi)?稠(chou)(chou)油(you)(you)(you)和(he)正(zheng)己(ji)(ji)烷?稠(chou)(chou)油(you)(you)(you)表(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力(li)(li)的(de)變(bian)化規律則相(xiang)(xiang)反。在(zai)相(xiang)(xiang)同(tong)的(de)溫度和(he)壓力(li)(li)下(xia)，與(yu)(yu)煙(yan)(yan)(yan)道(dao)(dao)氣(qi)相(xiang)(xiang)比(bi)，正(zheng)己(ji)(ji)烷降低稠(chou)(chou)油(you)(you)(you)表(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力(li)(li)的(de)作用(yong)更顯著(zhu)。同(tong)時，實驗測得(de)的(de)煙(yan)(yan)(yan)道(dao)(dao)氣(qi)?稠(chou)(chou)油(you)(you)(you)表(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力(li)(li)與(yu)(yu)N2?稠(chou)(chou)油(you)(you)(you)表(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力(li)(li)和(he)CO2?稠(chou)(chou)油(you)(you)(you)表(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力(li)(li)的(de)線性插(cha)值擬(ni)合性較好(hao)。

研(yan)究表明，降低(di)稠油(you)的(de)表面張力(li)是SAGP技(ji)術中注入的(de)非凝析(xi)氣體和(he)ES-SAGD技(ji)術中注入的(de)少量氣化溶(rong)劑(ji)改善SAGD開發(fa)效果的(de)作用機理(li)之一。研(yan)究SAGP和(he)ES-SAGD過程中的(de)界面現象(xiang)具有重要意(yi)義。氣體注入后(hou)，稠油(you)的(de)表面張力(li)降低(di)，在多孔(kong)介(jie)質中流動的(de)毛(mao)管力(li)和(he)黏附力(li)減小，油(you)藏流體在重力(li)作用下流入生(sheng)產井被采出。

煙道氣?稠油系(xi)統表面張(zhang)力變(bian)化規律

動態(tai)表面張力分析

由于煙道(dao)氣(qi)在(zai)原(yuan)油(you)(you)(you)(you)(you)中(zhong)具有(you)一定(ding)的溶(rong)解(jie)度，油(you)(you)(you)(you)(you)滴形成后，煙道(dao)氣(qi)會(hui)向(xiang)(xiang)原(yuan)油(you)(you)(you)(you)(you)中(zhong)擴(kuo)散(san)、溶(rong)解(jie)，一直持續到油(you)(you)(you)(you)(you)滴被煙道(dao)氣(qi)飽和(he)。為(wei)了檢測(ce)氣(qi)體向(xiang)(xiang)原(yuan)油(you)(you)(you)(you)(you)中(zhong)溶(rong)解(jie)、擴(kuo)散(san)對表(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)的影響，對煙道(dao)氣(qi)?稠(chou)(chou)油(you)(you)(you)(you)(you)系統的動(dong)(dong)(dong)態表(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)進行測(ce)定(ding)。圖(tu)1所(suo)示為(wei)120℃和(he)4 MPa下測(ce)量(liang)的煙道(dao)氣(qi)?稠(chou)(chou)油(you)(you)(you)(you)(you)動(dong)(dong)(dong)態表(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)，其中(zhong)煙道(dao)氣(qi)組成為(wei)80%N2+20%CO2(摩(mo)爾分數)，并與(yu)CO2?稠(chou)(chou)油(you)(you)(you)(you)(you)和(he)N2?稠(chou)(chou)油(you)(you)(you)(you)(you)的表(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)進行對比。由圖(tu)1可以(yi)(yi)看出動(dong)(dong)(dong)態表(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)的變化(hua)可以(yi)(yi)分為(wei)2個階(jie)段(duan)(duan)：第1個階(jie)段(duan)(duan)為(wei)波動(dong)(dong)(dong)階(jie)段(duan)(duan)，在(zai)氣(qi)體擴(kuo)散(san)的初始(shi)階(jie)段(duan)(duan)，動(dong)(dong)(dong)態表(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)存在(zai)一定(ding)的波動(dong)(dong)(dong)，約(yue)100 s，說(shuo)明氣(qi)體向(xiang)(xiang)稠(chou)(chou)油(you)(you)(you)(you)(you)中(zhong)擴(kuo)散(san)會(hui)持續一段(duan)(duan)時間；第2個階(jie)段(duan)(duan)為(wei)平(ping)衡(heng)階(jie)段(duan)(duan)，氣(qi)體?稠(chou)(chou)油(you)(you)(you)(you)(you)的表(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)波動(dong)(dong)(dong)很小(xiao)，幾(ji)乎是(shi)一個常數，在(zai)相同的溫度和(he)壓力(li)(li)下，CO2?稠(chou)(chou)油(you)(you)(you)(you)(you)的表(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)最小(xiao)，N2?稠(chou)(chou)油(you)(you)(you)(you)(you)的表(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)最大，煙道(dao)氣(qi)?稠(chou)(chou)油(you)(you)(you)(you)(you)的表(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)介于二者之間，表(biao)1所(suo)示為(wei)前300 s稠(chou)(chou)油(you)(you)(you)(you)(you)與(yu)不同氣(qi)體作用表(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)的實(shi)驗值。

1—煙道氣；2—CO2；3—N2

圖1 120℃和4 MPa下(xia)稠油動態表(biao)面張力變化圖

表1 前(qian)300 s稠油(you)動態表面(mian)張力(li)實驗值表

同溫度下煙道(dao)氣(qi)?稠油平衡表面(mian)張力變化曲(qu)線(xian)

靜態(tai)表(biao)面張力分析(xi)

為(wei)了(le)研(yan)究溫度和壓力(li)(li)(li)(li)對煙(yan)道(dao)氣(qi)(qi)(qi)?稠(chou)油(you)(you)平衡(heng)(heng)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)影響(xiang)，分別(bie)在(zai)(zai)80，100和120℃下進行(xing)實驗，圖(tu)2所示為(wei)不同(tong)溫度下煙(yan)道(dao)氣(qi)(qi)(qi)?稠(chou)油(you)(you)平衡(heng)(heng)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)(li)隨(sui)壓力(li)(li)(li)(li)變化曲線。由圖(tu)2可見(jian)：當(dang)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)壓力(li)(li)(li)(li)從(cong)0.2 MPa升(sheng)高(gao)到6 MPa，在(zai)(zai)80℃時(shi)，煙(yan)道(dao)氣(qi)(qi)(qi)?稠(chou)油(you)(you)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)(li)由27.31 mN/m減(jian)(jian)(jian)(jian)小到23.53 mN/m，降低(di)了(le)13.84%；在(zai)(zai)100℃時(shi)，煙(yan)道(dao)氣(qi)(qi)(qi)?稠(chou)油(you)(you)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)(li)由26.10 mN/m減(jian)(jian)(jian)(jian)小到22.26 mN/m，降低(di)了(le)14.71%；在(zai)(zai)120℃時(shi)，煙(yan)道(dao)氣(qi)(qi)(qi)?稠(chou)油(you)(you)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)(li)由24.75 mN/m減(jian)(jian)(jian)(jian)小到21.75 mN/m，降低(di)了(le)12.12%。當(dang)溫度一定時(shi)，煙(yan)道(dao)氣(qi)(qi)(qi)?稠(chou)油(you)(you)系統的(de)(de)(de)平衡(heng)(heng)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)(li)隨(sui)著壓力(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)增大(da)(da)而(er)減(jian)(jian)(jian)(jian)小，并呈較好的(de)(de)(de)線性關系。這是(shi)(shi)因為(wei)溫度一定時(shi)，壓力(li)(li)(li)(li)增大(da)(da)，煙(yan)道(dao)氣(qi)(qi)(qi)在(zai)(zai)稠(chou)油(you)(you)中(zhong)的(de)(de)(de)溶解度增大(da)(da)，使得平衡(heng)(heng)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)(li)減(jian)(jian)(jian)(jian)小。當(dang)壓力(li)(li)(li)(li)一定時(shi)，煙(yan)道(dao)氣(qi)(qi)(qi)?稠(chou)油(you)(you)系統的(de)(de)(de)平衡(heng)(heng)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)(li)隨(sui)溫度的(de)(de)(de)升(sheng)高(gao)而(er)減(jian)(jian)(jian)(jian)小。這是(shi)(shi)因為(wei)煙(yan)道(dao)氣(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)主要成分是(shi)(shi)N2，N2在(zai)(zai)稠(chou)油(you)(you)中(zhong)的(de)(de)(de)溶解度隨(sui)著溫度升(sheng)高(gao)而(er)增大(da)(da)。