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第一章 绪论1

第一节 高分子材料用于油气田开发的意义1

第二节 高分子基本概念和定义2

一、若干术语2

二、聚合反应与分子结构基本概念8

参考文献13

第二章 高分子溶液与分散体系14

第一节 溶解过程和溶剂的选择14

一、高分子溶液性质特征14

二、聚合物的溶解过程16

三、溶剂的选择18

第二节 聚合物溶液的热力学性质22

一、高分子溶液与理想溶液的差别22

二、高分子溶液的混合熵24

三、稀溶液理论简述28

第三节 聚合物稀溶液的粘度31

一、爱因斯坦粘度表达式31

二、切粘度34

三、聚合物溶液的粘度36

第四节 聚电解质溶液41

一、聚电解质的离解平衡42

二、聚电解质球状离子模型45

三、聚电解质在溶液中的形态尺寸与粘度47

第五节 聚合物分子量及其分布表征50

一、聚合物分子量的测定方法50

二、聚合物的分子量分布及其表征58

第六节 聚合物浓溶液与凝胶65

一、聚合物浓溶液65

二、冻胶与凝胶65

第七节 聚合物-粘土分散体系69

一、分散体系的种类69

二、多相分散体系70

参考文献77

第三章 油田高分子材料基本特性79

第一节 水溶性聚合物的结构特征79

一、天然水溶性聚合物80

二、丙烯酰胺类合成聚合物87

三、生物聚合物89

第二节 流度比阻力系数概述90

一、流度比M91

二、阻力系数FR与残余阻力系数FRR94

三、聚合物流动行为与采油率关系98

第三节 聚合物在孔隙介质中的滞留机理100

一、吸附101

二、机械捕集107

三、聚合物滞留对流体通过孔隙介质的流动影响118

第四节 聚合物溶液的稳定性123

一、聚合物的降解123

二、剪切降解与稳定性125

三、聚合物溶液粘度的温度依赖性与热稳定性126

四、化学稳定性128

参考文献129

第四章 油田开发用聚合物131

第一节 淀粉与纤维素类聚合物131

一、淀粉131

二、纤维素138

三、羟乙基纤维素141

四、羧甲基纤维素147

第二节 植物胶151

一、瓜胶151

二、槐豆胶157

第三节 生物聚合物158

一、制造158

二、结构158

三、性质159

四、应用164

第四节 聚丙烯酰胺164

一、结构165

二、性质166

三、共聚物与衍生物178

四、应用179

第五节 聚醚182

一、制造182

二、结构183

三、性质183

四、应用189

第六节 油溶性聚合物191

一、聚烯烃191

二、聚丙烯酸酯194

参考文献199

第五章 高分子材料在油田开发工程中的应用201

第一节 用于钻井工作液的聚合物201

一、概述201

二、用于泥浆的聚合物及其作用201

第二节 压裂液209

一、概述209

二、压裂液性能分析210

三、用于压裂液中的水溶性聚合物212

第三节 用于提高采收率的聚合物227

一、概述227

二、聚合物在强化采油中的作用227

三、聚合物驱筛选标准229

四、聚合物的筛选程序及性能分析229

五、聚合物在强化采油中的应用237

参考文献243

第六章 流变学基础244

第一节 流变学的研究对象245

第二节 形变和流动247

第三节 应变、应变速率和应力249

一、形变的描述--应变张量及其分量249

二、流动的描述--应变速率张量及其分量259

三、应力的描述263

第四节 本构方程和材料函数268

一、流体动力学问题的基本方程式268

二、本构方程269

三、材料函数271

第五节 流体的流变学分类272

一、纯粘性流体274

二、粘弹流体279

第六节 流变学中的力学模型280

一、Maxwell模型281

二、Kelvin-Voigt模型281

三、广义Maxwell模型282

四、广义Kelvin-Voigt模型284

参考文献286

第七章 流体流变性的测定方法288

第一节 流变测定法288

第二节 剪切粘度测定方法290

第三节 剪切流动中的法向应力差测定303

第四节 动态粘度测定方法308

第五节 拉伸粘度的测定方法310

参考文献315

第八章 油气田工程流体的流变性316

第一节 分散体系的流变性317

一、悬浮液的流变性317

二、乳状液的流变性331

三、钻井流体的流变性与胶体化学稳定性334

第二节 高分子溶液的流变性338

一、高分子溶液粘度的影响因素339

二、高分子溶液的弹性344

第三节 天然气的粘度344

参考文献348

第九章 油气田工程流体的管道流动特性349

第一节 牛顿流体的管道流动351

一、入口长度351

二、定态层流流动353

三、定态湍流流动357

四、阀门和管件中的压力降360

第二节 广义无时间依赖性非牛顿流体的管道流动362

第三节 幂律流体的管道流动366

第四节 宾汉塑性体的管道流动371

一、宾汉塑性体管道流动的速度分布371

二、白金汉(E.Buckingham)方程372

三、宾汉塑性体管流压力降的计算372

第五节 粘弹性流体的管道流动及其湍流减阻效应375

一、粘弹性流体的管道流动376

二、湍流减阻效应379

三、高聚物减阻剂和减阻溶液的特性380

四、减阻作用的实验结果383

五、高聚物湍流减阻的机理390

参考文献392

第十章 非牛顿液渗流力学引论394

第一节 高聚物溶液在多孔介质中的流变特性394

第二节 非牛顿流体单相稳态渗流400

第三节 非牛顿液体的非稳态渗流402

第四节 聚合物驱油的渗流规律405

第五节 非牛顿液渗流力学进展410

参考文献411