CN102759604A - 一种堵水调剖用凝胶性能检测方法 - Google Patents

一种堵水调剖用凝胶性能检测方法 Download PDF

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Abstract

一种堵水调剖用凝胶性能检测方法，包括以下步骤：一、将承压可视测量管装入毛细管凝胶装置，毛细管凝胶装置的承压密封端将承压可视测量管紧固、密封；二、将被测凝胶样品用针管注射到承压可视测量管中进行养护，成胶，并将毛细管凝胶装置放置恒温装置中；三、等毛细管凝胶装置中的凝胶养护好后用驱替法和观察法定量确定凝胶的性能，成本低、测试简易、测量参数较多和适宜推广。

Description

一种堵水调剖用凝胶性能检测方法
技术领域
本发明属于油田开发技术领域，具体涉及一种堵水调剖用凝胶性能检测方法。
背景技术
调剖堵水技术是油田中后期采取的控水和提高采收率技术之一。然而对于低渗储层常采用凝胶类堵水体系，而这类体系配方的性能直接关系到堵水调剖的效果。正确的优选凝胶配方是目前该技术实施的关键。然而目前对凝胶的评价多采用定性的方法，已有的堵水凝胶测定方法主要有突破真空度法测定凝胶强度、玻璃棒法、目测法评价凝胶强度、落球法测定凝胶强度这些方法都属定性的方法，无法给出定量的凝胶的强度，突破压力等数据。目前通过仪器测定主要是通过流变仪，而这类仪器用于测定凝胶强度成本高，配样复杂，而且不能直观的观察凝胶受力时的变化、测定突破压力。目前唯一测定突破压力的方法就是岩心法，但岩心来源有限，用于凝胶配方优选是不现实的。所以目前没有一种仪器能够比较便宜、定量的测定堵水用凝胶的性能。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提出了一种堵水调剖用凝胶性能检测方法，具有成本低、测试简易、测量参数较多和适宜推广的特点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种堵水调剖用凝胶性能检测方法，包括以下步骤：
一、将承压可视测量管装入毛细管凝胶装置，毛细管凝胶装置的承压密封端将承压可视测量管紧固、密封；
二、将被测凝胶样品用针管注射到承压可视测量管中进行养护，成胶，并将毛细管凝胶装置放置恒温装置中，保持温度为20～150℃；
三、等毛细管凝胶装置中的凝胶养护好后用驱替法和观察法定量确定凝胶的性能，具体作法是：
1）在成胶后的凝胶中注入油溶红或亚甲基蓝作为驱替标志物；
2）将毛细管凝胶装置通过六通阀与加压泵相连，六通阀上设有精密压力表；
3）加压泵提供驱替压力，驱替毛细管凝胶装置中的凝胶，当驱替标志物油溶红浸入凝胶瞬间，读取精密压力表值0.001MPa～2MPa，即为该次测量值，也称突破压力，同时通过观察，读出凝胶变形的△L值0.01～1mm，用式（1）求出该凝胶的弹性模量，同时还可观察凝胶的韧性和稳定性；
                                                            
Figure 2012102666910100002DEST_PATH_IMAGE001
                         式（1）
其中
Figure 565221DEST_PATH_IMAGE002
为凝胶拉伸变形，E为弹性模量或杨氏模量；F为施加的压力；S为毛细管的内横截面积。
本发明的有益效果是：
采用本发明能够评价凝胶的指标参数有：1）凝胶的弹性模量；2）凝胶强度也称突破压力，本发明用给毛细管凝胶装置凝胶加压凝胶移动时的瞬间压力，即突破压力来反映凝胶的强度；3）能对凝胶韧性作出评价，在一定的驱替压力下，在显微镜下测取油溶红接触凝胶柱直至驱使凝胶表面变形最后浸入凝胶柱内部的时间，时间越长说明凝胶韧性越强，如果时间越短说明凝胶呈脆性；4）能对凝胶稳定性进行评价，凝胶的不稳定性主要就是凝胶萎缩，脱水，将已经成胶的凝胶连同毛细管装置放在一定温度下养护，隔一定时间测取凝胶的强度，并在显微镜下观察凝胶柱同承压玻璃管壁的接触情况；若凝胶强度变差，凝胶有一定萎缩说明凝胶的稳定性较差。
附图说明
图1为本发明的毛细管凝胶装置凝胶驱替装置结构示意图。
图2为凝胶强度表征（即突破压力）与时间的关系图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例一
一种堵水调剖用凝胶性能检测方法，包括以下步骤：
一、将承压可视测量管装入毛细管凝胶装置，毛细管凝胶装置的承压密封端将承压可视测量管紧固、密封；
二、将被测凝胶样品用针管注射到承压可视测量管中进行养护，成胶，并将毛细管凝胶装置放置恒温装置中，保持145℃恒温；
三、等毛细管凝胶装置中的凝胶养护好后用驱替法和观察法定量确定凝胶的性能，具体作法是：
1）在成胶后的凝胶中注入油溶红或亚甲基蓝作为驱替标志物；
2）将毛细管凝胶装置通过六通阀与加压泵相连，六通阀上设有精密压力表；
3）加压泵提供驱替压力，驱替毛细管凝胶装置中的凝胶，当驱替标志物油溶红浸入凝胶瞬间，读取精密压力表值0.2MPa，即为该次测量值，也称突破压力，同时通过观察，读出凝胶变形的△L值0.12mm，用式（1）求出该凝胶的弹性模量，同时还可观察凝胶的韧性和稳定性；
Figure 63199DEST_PATH_IMAGE001
                         式（1）
E=1/0.12*0.2*10=16.7MPa
其中
Figure 897162DEST_PATH_IMAGE002
为凝胶挤压、拉伸变形，E为弹性模量或杨氏模量；F为施加的压力；S为毛细管的内横截面积，L为测试凝胶长度。
实施例二
一种堵水调剖用凝胶性能检测方法，包括以下步骤：
一、将承压可视测量管装入毛细管凝胶装置，毛细管凝胶装置的承压密封端将承压可视测量管紧固、密封；
二、将被测凝胶样品用针管注射到承压可视测量管中进行养护，成胶，并将毛细管凝胶装置放置恒温装置中，保持温度为85℃；
三、等毛细管凝胶装置中的凝胶养护好后用驱替法和观察法定量确定凝胶的性能，具体作法是：
1）在成胶后的凝胶中注入油溶红或亚甲基蓝作为驱替标志物；
2）将毛细管凝胶装置通过六通阀与加压泵相连，六通阀上设有精密压力表；
3）加压泵提供驱替压力，驱替毛细管凝胶装置中的凝胶，当驱替标志物油溶红浸入凝胶瞬间，读取精密压力表值0.18MPa，即为该次测量值，也称突破压力，同时通过观察，读出凝胶变形的△L值0.09mm，用式（1）求出该凝胶的弹性模量，同时还可观察凝胶的韧性和稳定性； 
             
Figure 847801DEST_PATH_IMAGE001
                         式（1）
E=1/0. 9*0.18*12=24MPa
其中
Figure 41891DEST_PATH_IMAGE002
为凝胶拉伸变形，E为弹性模量或杨氏模量；F为施加的压力；S为毛细管的内横截面积, L测试凝胶长度。
实施例三
一种堵水调剖用凝胶性能检测方法，包括以下步骤：
一、将承压可视测量管装入毛细管凝胶装置，毛细管凝胶装置的承压密封端将承压可视测量管紧固、密封；
二、将被测凝胶样品用针管注射到承压可视测量管中进行养护，成胶，并将毛细管凝胶装置放置恒温装置中，温度为40℃；
三、等毛细管凝胶装置中的凝胶养护好后用驱替法和观察法定量确定凝胶的性能，具体作法是：
1）在成胶后的凝胶中注入油溶红或亚甲基蓝作为驱替标志物；
2）将毛细管凝胶装置通过六通阀与加压泵相连，六通阀上设有精密压力表；
3）加压泵提供驱替压力，驱替毛细管凝胶装置中的凝胶，当驱替标志物油溶红浸入凝胶瞬间，读取精密压力表值0.11MPa，即为该次测量值，也称突破压力，同时通过观察，读出凝胶变形的△L值0.15mm，用式（1）求出该凝胶的弹性模量，同时还可观察凝胶的韧性和稳定性； 
             
Figure 394375DEST_PATH_IMAGE001
                         式（1）
E=1/0.15*0.11*15=11MPa
其中
Figure 399240DEST_PATH_IMAGE002
为凝胶拉伸变形，E为弹性模量或杨氏模量；F为施加的压力；S为毛细管的内横截面积。
用该方法优选凝胶配方实例
对于酚醛交联凝胶中酚类交联剂的浓度有7种水平，分别是0.05%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%，配置7个凝胶样，分别密封，放于50℃下进行养护，隔一段时间测取凝胶强度值，并记录。最后数据处理如图2。图2中纵坐标表示凝胶强度表征（MPa），改凝胶强度表征就是测得的前述的凝胶突破压力；横坐标表示时间（时）；图2表示了酚醛凝胶强度受间苯二酚交联剂浓度及时间的影响关系。
从图2可以看出，间苯二酚加量超过0.4%时凝胶强度增加变缓，最后考虑成本的同时选取0.45%的加量。图5很好的反映的配方在不同时间和苯二酚加量下的突破压力。这是其他方法很难得到的定量关系。由于其他参数需要用显微镜测取，目前条件下没有，所以其他参数没有评价，但是是可以评价得到的。
从实际测量可以看出，该方法对于凝胶配方的筛选非常可靠，同时该测定方法简便易行。具有成本低，测试简易、测量参数较多的特点，具有很强的实用价值，适合推广应用。是目前评价堵水凝胶性能最好的方法。

Claims (4)

1.一种堵水调剖用凝胶性能检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
一、将承压可视测量管装入毛细管凝胶装置，毛细管凝胶装置的承压密封端将承压可视测量管紧固、密封；
二、将被测凝胶样品用针管注射到承压可视测量管中进行养护，成胶，并将毛细管凝胶装置放置恒温装置中，保持温度为20～150℃；
三、等毛细管凝胶装置中的凝胶养护好后用驱替法和观察法定量确定凝胶的性能，具体作法是：
1）在成胶后的凝胶中注入油溶红或亚甲基蓝作为驱替标志物；
2）将毛细管凝胶装置通过六通阀与加压泵相连，六通阀上设有精密压力表；
3）加压泵提供驱替压力，驱替毛细管凝胶装置中的凝胶，当驱替标志物油溶红浸入凝胶瞬间，读取精密压力表值0.001MPa～2MPa，即为该次测量值，也称突破压力，同时通过观察，读出凝胶变形的△L值0.01～1mm，用式（1）求出该凝胶的弹性模量，同时还可观察凝胶的韧性和稳定性；
                                                            
Figure 2012102666910100001DEST_PATH_IMAGE001
                         式（1）
其中
Figure 670084DEST_PATH_IMAGE002
为凝胶拉伸变形，E为弹性模量或杨氏模量；F为施加的压力；S为毛细管的内横截面积。
2.根据权利要求1所述的一种堵水调剖用凝胶性能检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
一、将承压可视测量管装入毛细管凝胶装置，毛细管凝胶装置的承压密封端将承压可视测量管紧固、密封；
二、将被测凝胶样品用针管注射到承压可视测量管中进行养护，成胶，并将毛细管凝胶装置放置恒温装置中，保持145℃恒温；
三、等毛细管凝胶装置中的凝胶养护好后用驱替法和观察法定量确定凝胶的性能，具体作法是：
1）在成胶后的凝胶中注入油溶红或亚甲基蓝作为驱替标志物；
2）将毛细管凝胶装置通过六通阀与加压泵相连，六通阀上设有精密压力表；
3）加压泵提供驱替压力，驱替毛细管凝胶装置中的凝胶，当驱替标志物油溶红浸入凝胶瞬间，读取精密压力表值0.2MPa，即为该次测量值，也称突破压力，同时通过观察，读出凝胶变形的△L值0.12mm，用式（1）求出该凝胶的弹性模量，同时还可观察凝胶的韧性和稳定性；
Figure 912978DEST_PATH_IMAGE001
                         式（1）
E=1/0.12*0.2*10=16.7MPa
其中
Figure 216920DEST_PATH_IMAGE002
为凝胶挤压、拉伸变形，E为弹性模量或杨氏模量；F为施加的压力；S为毛细管的内横截面积，L为测试凝胶长度。
3.根据权利要求1所述的一种堵水调剖用凝胶性能检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
一、将承压可视测量管装入毛细管凝胶装置，毛细管凝胶装置的承压密封端将承压可视测量管紧固、密封；
二、将被测凝胶样品用针管注射到承压可视测量管中进行养护，成胶，并将毛细管凝胶装置放置恒温装置中，保持温度为85℃；
三、等毛细管凝胶装置中的凝胶养护好后用驱替法和观察法定量确定凝胶的性能，具体作法是：
1）在成胶后的凝胶中注入油溶红或亚甲基蓝作为驱替标志物；
2）将毛细管凝胶装置通过六通阀与加压泵相连，六通阀上设有精密压力表；
3）加压泵提供驱替压力，驱替毛细管凝胶装置中的凝胶，当驱替标志物油溶红浸入凝胶瞬间，读取精密压力表值0.18MPa，即为该次测量值，也称突破压力，同时通过观察，读出凝胶变形的△L值0.09mm，用式（1）求出该凝胶的弹性模量，同时还可观察凝胶的韧性和稳定性； 
             
Figure 492043DEST_PATH_IMAGE001
                         式（1）
E=1/0. 9*0.18*12=24MPa
其中
Figure 447099DEST_PATH_IMAGE002
为凝胶拉伸变形，E为弹性模量或杨氏模量；F为施加的压力；S为毛细管的内横截面积, L测试凝胶长度。
4.根据权利要求1所述的一种堵水调剖用凝胶性能检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
一、将承压可视测量管装入毛细管凝胶装置，毛细管凝胶装置的承压密封端将承压可视测量管紧固、密封；
二、将被测凝胶样品用针管注射到承压可视测量管中进行养护，成胶，并将毛细管凝胶装置放置恒温装置中，温度为40℃；
三、等毛细管凝胶装置中的凝胶养护好后用驱替法和观察法定量确定凝胶的性能，具体作法是：
1）在成胶后的凝胶中注入油溶红或亚甲基蓝作为驱替标志物；
2）将毛细管凝胶装置通过六通阀与加压泵相连，六通阀上设有精密压力表；
3）加压泵提供驱替压力，驱替毛细管凝胶装置中的凝胶，当驱替标志物油溶红浸入凝胶瞬间，读取精密压力表值0.11MPa，即为该次测量值，也称突破压力，同时通过观察，读出凝胶变形的△L值0.15mm，用式（1）求出该凝胶的弹性模量，同时还可观察凝胶的韧性和稳定性； 
             
Figure 782265DEST_PATH_IMAGE001
                         式（1）
E=1/0.15*0.11*15=11MPa
其中
Figure 573504DEST_PATH_IMAGE002
为凝胶拉伸变形，E为弹性模量或杨氏模量；F为施加的压力；S为毛细管的内横截面积。
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