CN103115850A - 分散体系在高温高压条件下的流动阻力测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种分散体系在高温高压条件下的流动阻力测试方法，所述分散体系在高温高压条件下的流动阻力测试方法包括以下步骤：步骤A：在驱替实验中采用包括多相流体分散器的实验设备，将用于驱替的驱替剂引入到多相流体分散器中以形成均匀分布的分散体系；步骤B：将均匀分布的分散体系引入到微米管中，以驱替微米管中的被驱替剂，所述微米管的内部管径小于等于250μm；步骤C：观察并记录微米管进口端和出口端之间的压差，直至压差合格，其中，在压差波动幅度在±5％以内时，认为压差合格；压差合格后，根据合格的压差计算流动阻力，

其中：Zf-流动阻力。

Description

分散体系在高温高压条件下的流动阻力测试方法

技术领域

本发明涉及油气田开发实验技术领域，具体涉及一种分散体系在高温高压条件下的流动阻力测试方法。

背景技术

在油气田开发领域，为提高石油采收率而开展了多种类型的驱油方法和机理研究。目前在我国油田普遍进入高含水阶段，聚合物驱、气驱、泡沫驱、多元化学驱等三次采油技术得到高度重视，并已逐步推广应用。在聚合物驱、气驱、泡沫驱以及多元化学驱技术应用过程中，驱替剂与地层流体(原油、天然气和地层水等)将形成复杂的分散状态，因而深入研究流体分散体系的驱油机理、相间作用机理等工作已非常紧迫。

目前，流体的流动阻力测试方法通常是在低压环境下，流体在管流状态时的阻力测试，即通过一段直管内的流动压差及流速等参数测量计算得到。普遍地，在流体力学研究范围内，毫米级别以上的测量管径即可满足测试要求。

流体的表观粘度则有多种测试方法，其中，大气条件下的旋转粘度计测量方式最为普遍。高压条件下有落球法、旋转管法等等。

以上测试方法只适用于单相流体(或混合成一相)，不适用于分散体系(呈分散状态的混合流体体系)。特别在高压条件下，分散体系中不同相间的流体体积及分布状态发生变化，流体在一段直管内的流动压差会有生较大幅度的波动，从而导致流动阻力的测试结果产生较大幅度的波动。因而，目前没有针对高温高压条件下实际油藏的分散体系的流动阻力测量方法和表观粘度的测量方法。

发明内容

本发明提供一种分散体系在高温高压条件下的流动阻力测试方法，以解决现有技术无法测量高温高压条件下实际油藏的分散体系的流动阻力的问题。

为此，本发明提出一种分散体系在高温高压条件下的流动阻力测试方法，所述分散体系在高温高压条件下的流动阻力测试方法包括以下步骤：

步骤A：采用包括多相流体分散器的实验设备，将用于驱替的驱替剂引入到多相流体分散器中以形成均匀分布的分散体系；

步骤B：然后使用微米管作为测试管道，将均匀分布的分散体系引入到微米管中，以驱替微米管中的被驱替剂，所述微米管的内部管径小于等于250μm；

步骤C：观察并记录微米管进口端和出口端之间的压差，直至压差合格，其中，在压差波动幅度在±5％以内时，认为压差合格；压差合格后，根据合格的压差计算流动阻力，

其中：Zf流动阻力；

ΔP压差；Q流度速度；L微米管长度；

其中，所述多相流体分散器包括：

具有内部通道的容器，所述内部通道的两端分别为多相流体分散器的入口和出口；

所述多相流体分散器还至少包括：依次设置在所述内部通道的入口和出口之间的第一孔隙结构块体、第一通孔段、第一扩径段和第二通孔段，

所述第一孔隙结构块体为具有孔隙的块状体，所述第一孔隙结构块体与所述内部通道的入口连接；

所述第一通孔段与所述第一孔隙结构块体连接；

所述第一扩径段与所述第一通孔段连接，所述第一扩径段的口径大于所述第一通孔段的口径；

所述第二通孔段与所述第一扩径段连接；

所述内部通道的出口与所述第二通孔段连通。

进一步地，所述微米管的内部管径为100μm、150μm、200μm或250μm，所述微米管长度为3米、5米或10米。

进一步地，每隔5分钟观察并记录一次压差。

进一步地，所述测试方法采用的实验设备具体包括：

恒温箱；

设置在所述恒温箱内的第一中间容器、多相流体分散器、微米管和第二中间容器，其中，第一中间容器的出口端连接到所述多相流体分散器的入口端，所述多相流体分散器的出口端连接所述微米管的进口端，所述微米管的出口端连接所述第二中间容器的第一端；

设置在所述恒温箱外的第一注入泵和回压泵，所述第一注入泵连接第一中间容器的进口端，所述回压泵连接所述第二中间容器的第二端。

进一步地，所述多相流体分散器还包括：设置在所述内部通道中的第二孔隙结构块体，所述第二孔隙结构块体设置在所述内部通道的出口之前并位于所述内部通道的末端，所述第一孔隙结构块体位于所述内部通道的首端，所述第一扩径段位于所述第一孔隙结构块体与所述第二孔隙结构块体之间。

进一步地，所述多相流体分散器还包括：依次连接的第二扩径段和第三通孔段，所述第二扩径段和第三通孔段位于所述第孔隙结构块体与所述第二孔隙结构块体之间，所述第二扩径段的口径大于所述第二通孔段和第三通孔段的口径，所述第三通孔段连接在所述第二扩径段的下游。

进一步地，所述分散体系在高温高压条件下的流动阻力测试方法包括具体包括以下步骤：

步骤s1：在实验温度T下，将与回压泵连接的回压阀的压力设置为实验压力P，在第二中间容器内装入水，起到维持回压稳定作用，在第一中间容器中装入待测试的流体以形成分散体系；

步骤s2：使得第二中间容器内的水进入到微米管中；

步骤s3：然后通过第一注入泵将第一中间容器的压力提高至实验压力P直到第一中间容器压力稳定；

步骤s4：将第一中间容器内的分散体系搅拌均匀；步骤s4发生在步骤s3之后或与步骤s3同时发生；

步骤s5：然后将装有分散体系的第一中间容器与多相流体分散器、微米管、回压阀和第二中间容器连通，然后第一注入泵恒速以恒定速度V进泵，同时回压泵恒速以所述速度V退泵，使均匀的分散体系逐渐由多相流体分散器流入微米管驱替出水，然后分散体系在回压阀的控制下流出；

步骤s6：当微米管内全部是分散体系后，分散体系流动稳定时所产生的压差即为该体系的流动阻力反映，测量流动稳定时所产生的压差。

进一步地，所述T为0～150℃，压力P为0～70MPa，所述第一注入泵注入速度V为0.001～20ml/min。

进一步地，步骤s6具体包括步骤s60：当微米管内全部是分散体系后，稳定30min，在30min至1小时内，每隔5分钟观察并记录一次压差，在压差波动幅度在±5％以内时，认为压差合格；根据合格的压差计算流动阻力。

本发明的效果有：

1、通过多相流体分散器使驱替剂形成均匀分布的分散体系的配制方法，使得压差的波动限制在一个比较稳定和较小的范围内，使分散体系具有稳定的流动阻力，能够模拟高温高压条件下实际油藏的流动状况；

2、使用微米管作为测试管道，克服了传统测试流动阻力时使用的毫米管带来的流动阻力不明显的现象，在经典流体力学测试方法的基础上，考虑了微观效应影响，考虑了微米管的长度对流动阻力的影响，确定了便于对比的流动阻力计算公式，从而得到更为合理的流动阻力值；

3、形成的流动阻力和表观粘度测试方法满足了分散体系在高温高压条件下的稳定测试条件。

附图说明

图1为根据本发明实施例的分散体系在高温高压条件下的流动阻力测试方法的流程和实验设备的结构示意图；

图2为根据本发明实施例的多相流体分散器的剖视结构；

图3为根据本发明实施例的多相流体分散器的孔隙结构对分散相的影响的原理图；

图4为根据本发明实施例的多相流体分散器的扩孔结构对一分散相的影响的原理图；

图5为根据本发明实施例的微米管两端的压差波动幅度图；

图6为根据本发明实施例的不同气液比条件下的流动阻力变化图。

附图标号说明：

1、多相流体分散器    11、第一孔隙结构块体   13、第一孔隙结构块体101、入口    103、出口    151、第一通孔段            152、第二通孔段153、第三通孔段    154、第四通孔段   161、第一扩径段   162、第二扩径段163、第三扩径段    17、多相流体分散器的器壁    2、第一中间容器    3、恒温箱    5、微米管    7、第二中间容器    25、第一注入泵    75、回压泵   51、微米管进口端   52、微米管出口端    53、微米管进口端压力传感器    54、微米管出口端压力传感器71、第二中间容器的第一端    72、第二中间容器的第二端   75、回压泵80、流动方向   81、连续相   82、分散相   10、孔隙结构块体   83、分散相15、通孔段   16、扩径段   18、紊流区   84、分散相

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

1.方法原理

(1)建立均匀分布的分散体系形成方法

现有技术难以形成均匀分布的分散体系，本发明以服务油藏条件为目的，因而在高温高压条件下配制、形成均匀分布的分散体系是进行各项参数测试的基础。

流体在微米级多孔介质内流动时，具连续性受到均匀分布的孔隙影响，在岩石颗粒的阻挡下，分散体系中的不同相流体在流动时中多次经历分散和聚合的过程，即分散体系在孔隙介质中被“搅拌”、“混合”。

由经典流体力学知，流体在由小孔道进入大孔道时，流体将沿大孔道端部产生紊流，紊流作用将促进不同相流体间的混合过程。

本发明利用上述两个原理，研制了适合高温高压条件的多相流体分散器(简称分散器)。

(2)建立分散体系的流动阻力和表观粘度测试方法

由经典流体力学理论，流体(单相)在圆管中的流动，由Hagen Poiseuille(H-P)方程计算流量，见下式：

$Q=\frac{{\mathrm{\πr}}^4}{8\mathrm{\μL}}\·\mathrm{\ΔP}$

式中：Q为出口端体积流量，r为管径，μ为流体粘度，L为管长，ΔP为两端压差。

该方法是被普遍采用的一种测试方法，通常采用毫米级别以上的测量管径。

在油藏高温高压条件下，研究孔隙介质中的渗流时，该方法不再适用。原因一：流体在孔隙介质中，渗流速度很慢，在毫米级别以上的测量管中，压差梯度很小，测量误差过大。原因二：油藏岩石中的孔隙尺度在微米级别，固/液界面作用等因素不能忽略。如果采用毫米级别以上的测量管，则微观条件下的固/液、液/液、气/液间等多种作用将被忽略。

另外，在管径达到微米级别后，不同条件下会产生微尺度效应，即流动过程与H-P方程的描述发生偏离。微米管中的流动具有明显的微尺度效应，即实际流量大于经典流体力学理论预测流量。

根据进行不同管径及雷诺数条件测试，确定了本发明的关键技术参数，即微米管内径为100μm至250μm。本发明未对雷诺数Re进行限制，因为在驱油及微米管实验中，驱替速度(流速)小于20ml/min，流体粘度小于100mPas，细管长度小于20m，此时流动雷诺数Re尚小于0.1，即在本发明研究范围内，雷诺数Re不超过0.1，已完全符合H-P方程条件。

为避免微米管的端面粗糙度影响，在测试流程中的微米管入口和出口分别连接分散器和回压管路。

均匀分散体系经分散器后，进入100μm至250μm的微米管中，分散相外径均小于100μm或250μm，此时测试的流动阻力为最小流动阻力。按照微米管测量原理，在以下实验条件进行多次试验。温度0～150℃；压力0～70MPa；注入速度0.001～20ml/min；微米管内径分100和250μm两种；微米管长度分3、5和10m三种。试验结果显示，测量的压差波动幅度很小，且流动符合Hagen-Poiseuille方程，本发明由此确定分散体系在高温高压条件下的流动阻力和表观粘度。

$Z_f=\frac{\mathrm{\ΔP}}{Q\·L},---\left(1\right)$

$\mathrm{\η}=\frac{\mathrm{\ΔP}\·\mathrm{\π}\·R_c^4}{8\·Q\·L}---\left(2\right)$

式中：

Z_r-流动阻力；ΔP-压差；Q-流度速度；L-微米管长度；

η-表观粘度；Rc-微米管内径；

该流动阻力与经典流体力学中的流动阻力相比，式中多了一项长度项，有利于不同分散体系的对比，其单位为MPas/cm⁴。

虽然该流动阻力公式，即公式(1)，与经典公式相比，仅多一长度项，形式简单。但该公式(1)充分考虑了层流和无微尺度效应的特点。公式(1)的用法与经典公式是不同的，经典公式是在知道粘度、流速等前提下计算流动阻力；而本发明确定的公式(1)则是通过测量压差(转换为流动阻力)，反推稳定流动状态下，流动体系的粘度(该参数不仅与体系本身有关，还与管径、粗糙度等有关)。

该实验流程是很简单的驱替流程，但是调研显示，该流程未被用来评价流体粘度、流动阻力等性能。体系研发部门一般采用粘度对比的方法判断流动阻力，而且一般是在常压下进行，方法不适合高压条件。其实验条件(管径大、长度短)与油藏孔隙内的真实渗流条件相去甚远，因而存在实验室评价效果很好，而应用效果不理想的情况。本发明的核心在于确定了合适的管径、两相体系均匀分散的方法及装置，测试及评价结果符合油藏孔隙条件，能够很好的指导油田现场。

2、多相流体分散器的原理

如图2至图4，多相流体分散器1主要由孔隙结构块体10、通孔段15和扩径段16组成，通孔段15和扩径段16均为设置在多相流体分散器的器壁17内的空腔，多相流体分散器的器壁17为非渗透性材质，例如为钢质。多相流体分散器1的入口与第一中间容器2连接，多相流体分散器1的出口与微米管5连接。如图3，孔隙结构块体10可选择钢质岩心或真实岩心，当分散体系按照流动方向80从孔隙结构块体10中流过后，分散相82会受到孔隙、岩石颗粒、喉道和界面效应的影响，经历分隔、卡段、变形和聚合等过程，在流出孔隙结构块体10时，分散相83变得微小和均匀。如图4，分散相83在通孔段15继续保持从孔隙结构块体10出来的分散状态，进入扩径段16时，由流体力学知识可知，将在扩径段角隅产生紊流，即形成紊流区18，紊流作用是分散相83继续变小、变均匀，形成更小更均匀的分散相84。为对比分散相经过分散器前后的状态变化，在分散前后并联回路，并在微观可视高压釜内观察。在本例测试中，分散器前的分散相粒径不规则，有长条形存在，均匀粒径在2mm～5mm之间；经过分散器后，分散相基本成规则球形，粒径在0.1mm～0.5mm之间；因而分散器达到了使分散相变得更微小、分布更均匀的目的。

本发明中，孔隙结构块体的数目和通孔段以及扩径段的数目可以为一个或为多个，例如，如图2，在两级孔隙结构块体和三级扩径段的作用下，分散体系中分散相变得均匀，能形成比较稳定的流动阻力。

3、根据上述原理，本发明的分散体系在高温高压条件下的流动阻力测试方法，所述分散体系在高温高压条件下的流动阻力测试方法包括以下步骤：

步骤A：如图1所示，采用包括多相流体分散器1的实验设备，将例如为用于驱替的驱替剂，或其他待测试的流体或分散体系，引入到多相流体分散器1中以形成均匀分布的分散体系；

步骤B：如图1所示，使用微米管作为测试管道，将经过多相流体分散器1后形成均匀分布的分散体系引入到微米管5中，所述微米管5的内部管径小于等于250μm，微米管中实际流量大于经典流体力学理论预测流量，采取微米管更能体现实际的油藏条件；

步骤C：如图1所示，观察并记录微米管进口端51和出口端52之间的压差，该压差为微米管两端的分散体系的压差，直至压差合格，其中，在压差波动幅度在±5％以内时，认为压差合格；压差合格后，根据合格的压差计算流动阻力，

和表观粘度

其中：Zf-流动阻力；ΔP-压差；Q-流度速度；L-微米管长度；η-表观粘度；Rc-微米管内径；

其中，如图2所示，所述多相流体分散器1包括：

具有内部通道的容器，内部通道设置在不锈钢的器壁17中，器壁17的外观可以为圆柱形，内部设有阶梯型圆孔，即内部通道为阶梯形，所述内部通道的两端分别为入口101和出口103；

所述多相流体分散器1还至少包括：依次设置在所述内部通道的入口101和出口103之间的第一孔隙结构块体11、第一通孔段151、第一扩径段161和第二通孔段152，

所述第一孔隙结构块体11为具有孔隙的块状体，所述第一孔隙结构块体11与所述入口101连接，分散体系(或驱替剂)从入口101进入第一孔隙结构块体11，孔隙结构块体可选择钢质岩心或真实岩心，如图3，分散体系包括：连续相81(例如为水)和分散相82(例如为气体)，当分散体系从第一孔隙结构块体11流过后，分散相82会受到孔隙、岩石颗粒、喉道和界面效应的影响，经历分隔、卡段、变形和聚合等过程，在流出块体时，分散相82变成更为微小和均匀的分散相83，连续相则没有变化，出入前后都是连续相。

如图2，所述第一通孔段151与所述第一孔隙结构块体11连接；

所述第一扩径段161与所述第一通孔段151连接，所述第一扩径段161的口径大于所述第一通孔段151的口径；

所述第二通孔段152与所述第一扩径161段连接；

所述出口103与所述第二通孔段152连通。

如图4，分散相83在通孔段15继续保持从孔隙结构块体10出来的分散状态，进入扩径段16时，由流体力学知识可知，将在扩径段角隅产生紊流，即形成紊流区18，紊流作用是分散相83继续变小、变均匀，形成更小更均匀的分散相84。

(1)、通过多相流体分散器使驱替剂形成均匀分布的分散体系的配制方法，使得压差的波动限制在一个比较稳定和较小的范围内，使分散体系具有稳定的流动阻力，能够模拟高温高压条件下实际油藏的流动状况；

(2)、使用微米管作为测试管道，克服了传统测试流动阻力时使用的毫米管带来的流动阻力不明显的现象，在经典流体力学测试方法的基础上，考虑了微观效应影响，考虑了微米管的长度对流动阻力的影响，确定了便于对比的流动阻力计算公式，从而得到更为合理的流动阻力值；

本发明中，孔隙结构块体的数目和通孔段以及扩径段的数目可以为一个或为多个，例如，如图2，所述多相流体分散器1还包括：设置在所述内部通道中的第二孔隙结构块体13，所述第二孔隙结构块体13设置在所述出口103之前并位于所述内部通道的末端，所述第一孔隙结构块11体位于所述内部通道的首端，所述第一扩径段151位于所述第一孔隙结构块体11与所述第二孔隙结构块体13之间。在两级孔隙结构块体的作用下，分散体系中分散相变得均匀，能形成比较稳定的流动阻力。

进一步地，如图2，所述多相流体分散器1还包括：依次连接的第二扩径段162和第三通孔段153，所述第二扩径段162和第三通孔段153位于所述第一孔隙结构块体11与所述第二孔隙结构块体13之间，所述第二扩径段162的口径大于所述第二通孔段152和第三通孔段153的口径，所述第三通孔段153连接在所述第二扩径段162的下游。如图2，经过两级扩径的作用下，分散体系中分散相变得均匀，能形成比较稳定的流动阻力。

进一步地，如图2，所述多相流体分散器1还包括：依次连接的第三扩径段163和第四通孔段154，所述第三扩径段163和第四通孔段154位于所述第一孔隙结构块体11与所述第二孔隙结构块体13之间，所述第三扩径段163的口径大于所述第三通孔段153和第四通孔段154的口径，所述第四通孔段154连接在所述第三扩径段163的下游，并且所述第二孔隙结构块体13连接在所述第四通孔段154的下游。在两级孔隙结构块体和三级扩径段的作用下，分散体系中分散相变得均匀，能形成比较稳定的流动阻力。

上述多相流体分散器中，各通孔段直径或口径可以相同，各扩径段直径或口径可以相同，以便加工，也便于对比。

进一步地，所述微米管5的内部管径为100μm、150μm、200μm或250μm，所述微米管长度为3米、5米或10米。作为较佳的选择，微米管5的内部管径为100μm，微米管5为钢质管线，外径1.6mm，耐压70MPa。该种类型管线在色谱分析中广泛应用，符合标准件的特点，而且使得分散相的口径小于100μm，实验过程中的流动均为层流，实验更为准确。

进一步地，每隔5分钟观察并记录一次压差，这个时间间隔能够得到稳定的实验数据。

进一步地，如图1所示，所述测试方法采用的实验设备具体包括：

恒温箱3，起到加热和控制温度的作用；

设置在所述恒温箱3内的第一中间容器2、多相流体分散器1、微米管5和第二中间容器7，其中，第一中间容器2的出口端连接到所述多相流体分散器1的入口端，所述多相流体分散器1的出口端连接所述微米管5的进口端51，所述微米管的出口端52连接所述第二中间容器7的第一端71；

设置在所述恒温箱3外的第一注入泵25和回压泵75，所述第一注入泵25连接第一中间容器2的进口端(图1中第一中间容器2的下端)，所述回压泵75连接所述第二中间容器的第二端72。其中，恒温箱3内的部件(第一中间容器2、多相流体分散器1、微米管5和第二中间容器7)与恒温箱3外的相关部件(第一注入泵25和回压泵75)通过管路相连。

第一中间容器2例如为搅拌式中间容器，第一注入泵25对驱替剂增压，搅拌器将驱替剂中的分散相充分搅拌。微米管5内的产出流体在同等压力下进入第二中间容器7(无活塞中间容器)，回压泵75通过退泵速度控制压力。第二中间容器7内事先充满与分散体系互不相溶的液体，避免了活塞上下移动时所需要的压差及压力反应滞后的缺点。

进一步地，所述分散体系在高温高压条件下的流动阻力测试方法包括具体包括以下步骤：

步骤s1：按照图1连接实验设备，关闭第一中间容器2与多相流体分散器1相连的阀门、第一中间容器2与第一注入泵25连接的阀门、微米管入口端阀门和出口端阀门以及第二中间容器第一端71的阀门和第二端72的阀门；断开分散器1、微米管5、第二中间容器7、以及第一中间容器2之间的连通；

在实验温度T下，将与回压泵75连接的回压阀的压力设置为实验压力P，回压阀介于回压泵和第二中间容器下端之间，在第二中间容器7内装入水(可以作为被驱替剂)，起到维持回压稳定作用，在第一中间容器2中装入分散体系(可以为驱替剂，分散体系以溶于水不溶于油的泡沫体系为例进行测试，例如，泡沫体系为CO₂与油的混合物，气液比(分散相与连续相比值为1∶10)，这两个中间容器内的流体都在实验准备阶段打开盖，灌入容器的；

步骤s2：然后，例如打开相应阀门，将分散器1、微米管5、第二中间容器7和回压阀连通；使得第二中间容器内的水进入到微米管中；第二中间容器7为无活塞中间容器，第二中间容器7内事先充满与分散体系互不相溶的液体，避免了活塞上下移动时所需要的压差及压力反应滞后的缺点；

步骤s3：然后打开第一中间容器2与第一注入泵25连接的阀门，通过第一注入泵25将第一中间容器2的压力提高至实验压力P；第一注入泵2推动活塞对分散体系增压，直到第一中间容器2压力稳定；

步骤s4：将第一中间容器2内的分散体系搅拌均匀，第一中间容器2内的搅拌器将分散相充分搅拌；步骤s4发生在步骤s3之后或与步骤s3同时发生；

步骤s5：将装有分散体系的第一中间容器与上述流程连通，然后第一注入泵25恒速以恒定速度V进泵，同时回压泵75恒速以所述速度V退泵，使均匀的分散体系逐渐由分散器1流入微米管5驱替出水，然后分散体系在回压阀的控制下流出；

步骤s6：当微米管5内全部是分散体系后，分散体系流动稳定时所产生的压差即为该体系的流动阻力反映，测量流动稳定时所产生的压差。

其中，步骤s6具体包括步骤s60：当微米管内全部是分散体系后，稳定30min，在30min至1小时内，每隔5分钟观察并记录一次压差，例如，通过微米管进口端压力传感器53和微米管出口端压力传感器54记录并测量压差，在压差波动幅度在±5％以内时，认为压差合格；根据合格的压差计算流动阻力。

进一步地，所述T为0～150℃，压力P为0～70MPa，所述第一注入泵注入速度V为0.001～20ml/min。作为较佳选择，T为80℃，第一中间容器2压力为50MPa，第一注入泵注入速度V为5ml/min(第一注入泵2以恒速V注入，回压泵7同时以恒速V退泵)。如图5和图6所示，微米管10m，微米管内径250μm，经过30分钟后，压差波动幅度在±5％以内，此时，测试压差3.21MPa，气液比为1∶10(比值0.1)，此时计算流动阻力为0.063MPas/cm⁴，表观粘度为0.57mPas，第一中间容器2内的驱替剂可以选择加入油/气/水，并由第一注入泵1控制泵入到第一中间容器2内，配合不同化学剂形成不同分散体系，如图6所示，可以根据测试要求得到不同气液比条件下的流动阻力和表观粘度。由该方法测试了不同气液比的该泡沫体系，其流动阻力变化趋势具有很好的规律性。分散体系在高温高压条件下的流动阻力和表观粘度测试方法对多元体系的参数测试及性能对比提供了支持。本发明的实验设备和测试方法除了在分散体系经过多相流体分散器后进入微米管，以及采用微米管代替现有的毫米管之外，可以参考采用现有的流动阻力和表观粘度测试的实验设备和测试方法。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。为本发明的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种分散体系在高温高压条件下的流动阻力测试方法，其特征在于，所述分散体系在高温高压条件下的流动阻力测试方法包括以下步骤：

步骤A：采用包括多相流体分散器的实验设备，将用于待测试的流体引入到多相流体分散器中以形成均匀分布的分散体系；

步骤B：然后使用微米管作为测试管道，将均匀分布的分散体系引入到微米管中，所述微米管的内部管径小于等于250μm；

步骤C：然后观察并记录微米管进口端和出口端之间的压差，直至压差合格，其中，在压差波动幅度在±5％以内时，认为压差合格；压差合格后，根据合格的压差计算流动阻力，其中：Z_r-流动阻力；

ΔP-压差；Q-流度速度；L-微米管长度；

其中，所述多相流体分散器包括：

具有内部通道的容器，所述内部通道的两端分别为入口和出口；

所述多相流体分散器还至少包括：依次设置在所述内部通道的入口和出口之间的第一孔隙结构块体、第一通孔段、第一扩径段和第二通孔段，

所述第一孔隙结构块体为具有孔隙的块状体，所述第一孔隙结构块体与所述内部通道的入口连接；

所述第一通孔段与所述第一孔隙结构块体连接；

所述第一扩径段与所述第一通孔段连接，所述第一扩径段的口径大于所述第一通孔段的口径；

所述第二通孔段与所述第一扩径段连接；

所述内部通道的出口与所述第二通孔段连通。

2.如权利要求1所述的分散体系在高温高压条件下的流动阻力测试方法，其特征在于，所述微米管的内部管径为100μm、150μm、200μm或250μm，所述微米管长度为3米、5米或10米。

3.如权利要求1所述的分散体系在高温高压条件下的流动阻力测试方法，其特征在于，每隔5分钟观察并记录一次所述压差。

4.如权利要求1所述的分散体系在高温高压条件下的流动阻力测试方法，其特征在于，所述测试方法采用的实验设备具体包括：

恒温箱；

设置在所述恒温箱内的第一中间容器、多相流体分散器、微米管和第二中间容器，其中，第一中间容器的出口端连接到所述多相流体分散器的入口端，所述多相流体分散器的出口端连接所述微米管的进口端，所述微米管的出口端连接所述第二中间容器的第一端；

设置在所述恒温箱外的第一注入泵和回压泵，所述第一注入泵连接第一中间容器的进口端，所述回压泵连接所述第二中间容器的第二端。

5.如权利要求4所述的分散体系在高温高压条件下的流动阻力测试方法，其特征在于，所述多相流体分散器还包括：设置在所述内部通道中的第二孔隙结构块体，所述第二孔隙结构块体设置在所述内部通道的出口之前并位于所述内部通道的末端，所述第一孔隙结构块体位于所述内部通道的首端，所述第一扩径段位于所述第一孔隙结构块体与所述第二孔隙结构块体之间。

6.如权利要求5所述的分散体系在高温高压条件下的流动阻力测试方法，其特征在于，所述多相流体分散器还包括：依次连接的第二扩径段和第三通孔段，所述第二扩径段和第三通孔段位于所述第一孔隙结构块体与所述第二孔隙结构块体之间，所述第二扩径段的口径大于所述第二通孔段和第三通孔段的口径，所述第三通孔段连接在所述第二扩径段的下游。

7.如权利要求4所述的分散体系在高温高压条件下的流动阻力测试方法，其特征在于，所述分散体系在高温高压条件下的流动阻力测试方法包括具体包括以下步骤：

步骤s1：在实验温度T下，将与回压泵连接的回压阀的压力设置为实验压力P，在第二中间容器内装入水，起到维持回压稳定作用，在第一中间容器中装入待测试的流体以形成分散体系；

步骤s2：使得第二中间容器内的水进入到微米管中；

步骤s3：然后通过第一注入泵将第一中间容器的压力提高至实验压力P直到第一中间容器压力稳定；

步骤s4：将第一中间容器内的分散体系搅拌均匀；步骤s4发生在步骤s3之后或与步骤s3同时发生；

步骤s5：然后将装有分散体系的第一中间容器与多相流体分散器、微米管、回压阀和第二中间容器连通，然后第一注入泵恒速以恒定速度V进泵，同时回压泵恒速以所述速度V退泵，使均匀的分散体系逐渐由多相流体分散器流入微米管驱替出水，然后分散体系在回压阀的控制下流出；

步骤s6：当微米管内全部是分散体系后，分散体系流动稳定时所产生的压差即为该体系的流动阻力反映，测量流动稳定时所产生的压差。

8.如权利要求7所述的分散体系在高温高压条件下的流动阻力测试方法，其特征在于，所述T为0～150℃，压力P为0～70MPa，所述第一注入泵注入速度V为0.001～20ml/min。

9.如权利要求7所述的分散体系在高温高压条件下的流动阻力测试方法，其特征在于，步骤s6具体包括步骤s60：当微米管内全部是分散体系后，稳定30min，在30min至1小时内，每隔5分钟观察并记录一次压差，在压差波动幅度在±5％以内时，认为压差合格；根据合格的压差计算流动阻力。

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