液氮接触页岩表面淬火传热特性实验

摘要：

液氮压裂改造页岩储层技术涉及液氮与储层岩石之间的淬火传热现象,且岩石具有复杂多样的表面形貌.为研究液氮接触页岩过程中的淬火特性,分别制备不同表面结构的岩样进行淬火实验,并对页岩表面进行接触角、电镜扫描和3D表面形貌测试.结果 表明,岩石经36目粗砂纸打磨后,表面具有较高的表面自由能,且粗糙度明显提高,因而产生较高的莱登佛罗斯特点温度.电镜结果表明,岩石表面呈现多尺度孔穴结构,这为气泡核化提供了大量活化核心,削弱气膜的稳定性.当壁面温度从室温降至-100℃,刻痕结构和铺砂表面与基准面相比将淬火时间分别缩短了20％和30％,显著提高淬火传热速率.刻痕和砂粒增加了岩样表面积,产生更频繁的间歇性固-液接触,因此能够在较高的过热度条件下进入过渡沸腾阶段,从而提高表面换热能力.

关键词：液氮、岩石表面、淬火传热、强化传热

所属期刊栏目：41

分类号：TE357(油气田开发与开采)

资助基金：国家自然科学基金资助项目;111引智基地计划

在线出版日期：2020-08-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1735-1742