温度对CO2泡沫压裂液黏度的影响

2023-11-18 理论教育版权反馈

【摘要】：图8-2剪切速率不变时黏度与温度的变化关系图8-2反映了剪切速率不变时，泡沫的黏度随温度的变化关系。在相同的剪切速率和压力下，CO2泡沫压裂液的流体活化能随温度的增加而增加。由式（8-6）分析可以知道，当CO2泡沫压裂液的温度增加时，温度的倒数是减小的，而流体的活化能Ef也是减小的，也就是说，Ef/T是减小的，从而会导致CO2泡沫压裂液的黏度减小。

泡沫是一种热力学不稳定体系，随着温度的变化，泡沫的稳定性受到的影响很大。从实验结果中可以看到，当温度低于20℃的时候，因为起泡剂和稳泡剂的溶解性能相对差一些，使起泡性能受到一定的影响。通入CO2后，泡沫很快破裂。水浴20℃起泡后，泡沫此时是最稳定的。随着温度的逐渐升高，泡沫越来越不稳定；到45℃时，泡沫质量下降，半衰期也缩短；当温度继续升高到50℃及以上时，泡沫稳定性明显下降。泡沫的稳定性随着温度的升高而变差这一现象主要是因为泡沫的合并和排液速度变快，导致泡沫加速破裂[58，75]。由图8-2可以看出，45℃时泡沫质量为0.7和0.75时稳定性较好。

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图8-2　剪切速率不变时黏度与温度的变化关系

图8-2反映了剪切速率不变时，泡沫的黏度随温度的变化关系。由图8-2可以看出，在剪切速率为170s－1不变时，随着温度的升高，泡沫的黏度降低，说明CO2泡沫体系是一种温度变稀流体，对此结果可以用Arrhenius关系式[72]解释，黏度与温度满足以下关系式：

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式中　μ——液体的黏度；(www.chuimin.cn)

Ef——流体活化能；

Av——常数；

Rg——气体常数；

T——流体的绝对温度。

在一定的温度范围内，液体的黏度服从上述关系式。在相同的剪切速率和压力下，CO2泡沫压裂液的流体活化能随温度的增加而增加。随着温度的不断升高，VES清洁压裂液的蠕虫状胶束可能有部分从缠结状态变成线性分子，于是由CO2和VES形成的CO2泡沫压裂液的流体活化能也将减小。由式（8-6）分析可以知道，当CO2泡沫压裂液的温度增加时，温度的倒数是减小的，而流体的活化能Ef也是减小的，也就是说，Ef/T是减小的，从而会导致CO2泡沫压裂液的黏度减小。由此可以看出，CO2泡沫压裂液的流变性能在很大程度上取决于基液的性质，在本实验中也就是VES清洁压裂液的性质。

温度对CO2泡沫压裂液黏度的影响

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