CN102879304A - 一种固体表面吸附层耐冲刷测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种固体表面吸附层耐冲刷测试方法，采用一种冲刷装置进行测试，测试步骤为1）将纳米颗粒或表面活性剂吸附的岩心片装入冲刷槽内的插槽中；2）启动驱替泵，调节水流量，水流经循环流道循环冲刷岩心片；3）测试对应的进、出口压力；4）根据设定的时间，调节进、出口三通阀，关闭冲刷槽，使水流从旁通流出；5）取出岩心片，测试其表面的润湿性，记录润湿性恢复到吸附前或开始转变为亲水时的时间；6）重复4）和5），可测试多个岩心片冲刷后的润湿性。本发明能够为纳米颗粒和表面活性剂等物质的吸附层提供耐冲刷能力的评价方法，可测试不同流量时吸附层耐冲刷的有效时间，具有保持流体相似、不间断循环测试的特征。

Description

一种固体表面吸附层耐冲刷测试方法

技术领域

本发明涉及一种固体表面吸附层耐冲刷测试方法，测试纳米颗粒或其它有机分子吸附层在岩心片表面的吸附能力以及吸附有效期的评价，属于实验流体力学领域。

背景技术

纳米降压增注技术是针对油田注水井高压欠注问题开发的一项新技术，其作用机理受到广泛关注和研究。疏水纳米粉体通过在岩心孔道壁面吸附形成纳米颗粒吸附层，纳米颗粒吸附层具有强疏水性，可以显著降低表面水流的阻力，从而达到降压增注的目的。因此，纳米吸附层在岩心表面存在的稳定性非常关键，纳米颗粒与岩心孔壁表面的吸附强度关系到纳米颗粒的减阻效果与有效时间。目前尚没有合适的测试方法来测试和评价纳米颗粒与孔壁的吸附能力以及有效时间，方便观测纳米颗粒吸附层的变化状况。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种固体表面吸附层耐冲刷测试方法，采用循环水流，水流速度可调，可以测试不同速度下纳米颗粒或其它微小物质能够在岩心表面吸附的时间；也可以测试吸附层在短时间内经受的最大水流速度，从而能够评价微粒在岩心表面的吸附强度。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种固体表面吸附层耐冲刷测试方法，其特征在于，测试步骤为：

1）将纳米颗粒吸附的若干片岩心片装入冲刷槽中的岩心片插槽内；

2）调节好流程，保持冲刷槽循环流道畅通，打开循环驱替泵，设定流量，打开进口三通阀门，让水流通过冲刷槽，对壁面岩心片进行循环冲刷；

3）待流量稳定后，观测进口压力表和出口压力表；

4）根据设定的时间间隔，按时间间隔调节进口三通阀和出口三通阀，使水流从旁通流道流出，进行不间断循环，而同时也就关闭了冲刷槽，取出插槽内其中一块岩心片，然后再调节进口三通阀和出口三通阀，关闭旁通流道，使水流从冲刷槽流出循环，继续进行正常冲刷测试；

5）测试取出的岩心片表面的润湿性，观察其疏水性的变化，记录数据；

6）重复步骤4）和5），直至取出所有岩心片；

7）测试结束，关闭循环泵和电源，通过循环驱替泵的防空阀放掉管线中的水。

与现有技术相比，本发明具有如下突出的优点：

本发明能够为纳米颗粒和表面活性剂等多种物质的吸附层提供耐水流冲刷能力的评价测试，可以调节流量，测试不同流量时吸附层耐水流冲刷的有效时间。

附图说明

图1为表面吸附层耐冲刷测试方法的装置的流程示意图。

具体实施方式

现将本发明结合附图的具体实施例叙述于后。

实施例

如图1所示，本测试方法的装置包括循环驱替泵1、流量计2、进口压力表3、进口三通阀4、冲刷槽5、岩心片插槽6、出口三通阀7、旁通流道8和出口压力表9。循环驱替泵1一端依次用管线连接流量计2、进口压力表3，然后通过进口三通阀4并行分别连接冲刷槽5和旁通流道8，再通过出口三通阀7，连接出口压力表9，然后再用管线与循环驱替泵1连接，形成循环流道。

本实施例的固体表面吸附层耐冲刷测试方法，测试步骤为：

1）将纳米颗粒吸附的7块岩心片装入冲刷槽5中的岩心片插槽6内；

2）调节好流程，保持冲刷槽5循环流道畅通，打开循环驱替泵1，将流量设定为4L/min，打开进口三通阀4，让水流通过冲刷槽，对壁面岩心片进行循环冲刷；

3）待流量稳定后，并观测进口压力表3和出口压力表7；

4）根据设定的时间间隔，按时间间隔调节进口三通阀4和出口三通阀7，使水流从旁通流道8流出，进行不间断循环，而同时也就关闭了冲刷槽5；取出插槽6其中1块岩心片，然后再调节进口三通阀4和出口三通阀7，关闭旁通流通8，使水流从冲刷槽5流出循环，继续进行正常冲刷测试；

5）测试取出的岩心片表面的润湿性，观察其疏水性的变化，记录数据。

6）重复步骤4）和5），直至取出所有岩心片。

7）测试结束，关闭循环泵和电源，通过循环驱替泵的防空阀放掉管线中的水。

冲刷不同时间对应的接触角见表1：

表1 冲刷时间与接触角的关系

冲刷时间[day]	12	18	21	25	30	36	41
								稳定接触角[°]	114	101.9	83.1	90.5	84	88.1	79.1

该结果表明，冲刷时间大约在20天左右，岩心片表面的接触角开始转变为亲水性。说明这时候纳米颗粒吸附层已经出现脱落，且使表面润湿性发生了反转。

Claims (1)

1.一种固体表面吸附层耐冲刷测试方法，其特征在于，测试步骤为：

1）将纳米颗粒吸附的若干片岩心片装入冲刷槽中的岩心片插槽内；

2）调节好流程，保持冲刷槽循环流道畅通，打开循环驱替泵，设定流量，打开进口三通阀，让水流通过冲刷槽，对壁面岩心片进行循环冲刷；

3）待流量稳定后，观测进口压力表和出口压力表；

4）根据设定的时间间隔，按时间间隔调节进口三通阀和出口三通阀，使水流从旁通流道流出，进行不间断循环，而同时也就关闭了冲刷槽，取出插槽内其中一块岩心片，然后再调节进口三通阀和出口三通阀，关闭旁通流道，使水流从冲刷槽流出循环，继续进行正常冲刷测试；

5）测试取出的岩心片表面的润湿性，观察其疏水性的变化，记录数据；

6）重复步骤4）和5），直至取出所有岩心片；

7）测试结束，关闭循环泵和电源，通过循环驱替泵的防空阀放掉管线中的水。

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