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雾化液滴掺混稠油的数值和实验研究的开题报告
一、研究的背景和意义
随着油气勘探和开采的不断深入，重质稠油已成为油田开发过程中的重要资源之一。然而，稠油具有粘度大、流动性差的特点，传统采油技术已经无法满足其开采要求。因此，开发稠油资源亟需新的开采技术与方法。其中，雾化技术是一种能够有效引发油水混合物中乳化空间结构变化的技术。在此基础上，将液体稠油雾化为液滴状后将其注入储层中，以利于油气的流动，并在流动过程中，液滴可以增强微观尺度下油水分散相间的程度，降低液体稠油的粘度，促进油气输送，提高采收率。同时雾化技术可以与其他采油技术组合应用，如蒸汽吞吐、增压、压裂等，进一步提高采收率和经济效益。
近年来，国内外学者进行了很多有关稠油雾化技术研究，但是雾化液滴掺混稠油的研究仍然相对较少。掺混稠油与单一的液滴对储层渗流和油水分离机理的影响机制有所不同。直接使用数值模拟和实验方法，深入探究雾化液滴和稠油掺混后在孔隙尺度上的渗流行为与物理机制，可以为未来的稠油开采提供理论基础与技术支持。
因此，此次研究将针对雾化液滴掺混稠油的物理行为及油气采橙效果展开研究。通过数值模拟和实验研究，旨在深入了解其渗流特性、分析液滴-稠油混合物的物理性质和分离机制，为稠油储层的有效开发提供一定的理论支持。
二、研究的内容和方法
本研究旨在在研究雾化液滴掺混稠油流动机理的基础上，探究其在孔隙尺度上的渗流行为和物理机制。
（一）数值模拟方法
本研究将利用开源的LatticeBoltzmannMethod(LBM)软件进行数值模拟。LBM方法是一种基于微观粒子动力学理论的流体模拟方法，在复杂的多物理场环境中有很好的适应性。LBM方法可以解决数学模型描述的各种流场、渗场、热场和化学场等问题，适用范围广。
数值模拟的具体工作如下：
1.通过实验，获得雾化液滴和稠油的物理参数（如密度、表面张力、粘度等）;
2.建立数值模拟模型并确定各种物理场变量的数学描述形式;
3.对流场、渗场等界面问题建立相应的数学模型;
4.利用计算机程序实现模型的离散化处理和解算;
5.对计算结果进行分析和评价。
（二）实验方法
实验部分旨在验证数值模拟的可靠性和模型的适用性。
实验的主要内容如下：
1.采用高速摄像机拍摄稠油和雾化液滴掺混后的实验图像;
2.利用数字图像处理技术提取液体稠油和雾化液滴在不同流动条件下的分布规律和分离情况;
3.通过实验数据，验证数值模拟模型的适用性和探索实验条件下稠油和液滴在储层孔隙内的渗透行为。
三、研究的预期成果及意义
本研究的预期成果包括：
1.建立稠油和雾化液滴掺混的数值模型，探究其在微观孔隙尺度下的流动特性和物理机制;
2.基于数字图像处理技术，研究稠油和雾化液滴掺混后在储层孔隙内的分布规律和分离情况;
3.揭示稠油和雾化液滴掺混体系中的分散相间机理、流动特性和渗透性质;
4.为稠油采收率提高和资源有效开发提供理论基础和技术支撑。
本研究的意义在于：
1.大幅提高稠油的采收率，降低采油成本，促进稠油资源的有效开发。
2.探索雾化技术在稠油开采中的应用，为油气工业提供新的生命力。
3.通过研究雾化液滴和稠油掺混体系在孔隙尺度上的物理机制，深入理解油气储层的渗透特性及物理机制。
4.研究成果将为稠油采收技术的创新和完善提供理论支持，推动我国油气工业技术的发展。