CN104880385B - 一种二氧化碳无水压裂液流变性测试系统及测试方法 - Google Patents
一种二氧化碳无水压裂液流变性测试系统及测试方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104880385B CN104880385B CN201510335150.2A CN201510335150A CN104880385B CN 104880385 B CN104880385 B CN 104880385B CN 201510335150 A CN201510335150 A CN 201510335150A CN 104880385 B CN104880385 B CN 104880385B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- valve
- pressure
- carbon dioxide
- rheometry
- gas cylinder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
一种二氧化碳无水压裂液流变性测试系统及测试方法，该系统包括第一气瓶和第二气瓶，第一气瓶和第二气瓶分别通过第一阀和第二阀与气体净化器入口连接，气体净化器出口依次连接体积流量计、制冷系统和液态CO2储罐，其中制冷系统和液态CO2储罐中间连接有第三阀，液态CO2储罐出口同时连接有第四阀、第一压力计和第五阀，第五阀出口依次连接CO2泵、单向阀和高压储液罐，之后通过调压阀和质量流量计连接流变仪测量单元；在流变仪测量单元上安装有第二压力计和温度计；同时流变仪测量单元出口处连接第六阀和一台真空泵；本发明还公开了该系统的测试方法；本发明专门测试不同添加剂配比的二氧化碳无水压裂液在不同温度和不同压力下的流变性能。
Description
技术领域
本发明涉及二氧化碳无水压裂技术领域，具体涉及一种二氧化碳无水压裂液流变性测试系统及测试方法。
背景技术
近几年，二氧化碳无水压裂技术正在成为人们研究的一个热点。CO2无水压裂技术主要是用CO2无水压裂液(主要由液态CO2和极少量化学添加剂混合形成)代替传统水基压裂液，具有“无水压裂”的特性，可明显消除常规压裂液对储层水敏和水锁伤害，提高压裂改造效果，并且压裂液无残渣，能够有效保护储层，同时节约大量的水资源。
然而，现有的常用压裂液流变性能测试的仪器主要针对常规液体压裂液，例如冻胶压裂液，或者清水压裂液的流变特性，对专门测试这种气体压裂液的流变性能的系统与设备，现在市场上还没有成熟的产品销售。
因此，发明了本系统。本发明—二氧化碳无水压裂液流变性测试系统可以模拟并测试二氧化碳无水压裂液在不同添加剂配比、不同温度以及不同压力情况下的流变性能。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的设备及仪器配套问题，本发明的目的在于提供了一种二氧化碳无水压裂液流变性测试系统及测试方法，专门测试不同添加剂配比的二氧化碳无水压裂液在不同温度和不同压力下的流变性能。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种二氧化碳无水压裂液流变性测试系统，包括第一气瓶1和第二气瓶2，第一气瓶1和第二气瓶2分别通过第一阀3和第二阀4与气体净化器5的入口连接，气体净化器5的出口依次连接体积流量计6、制冷系统7和液态CO2储罐8，其中制冷系统7和液态CO2储罐8中间连接有第三阀9，液态CO2储罐8出口同时连接有第四阀10、第一压力计12和第五阀11，第五阀11出口依次连接CO2泵13、单向阀14和高压储液罐15，之后通过调压阀16控制压力和质量流量计17测量流量后连接流变仪测量单元18；在流变仪测量单元18上安装有第二压力计19和温度计20；同时流变仪测量单元18出口处连接有第六阀21和一台真空泵22。
根据需要选择气瓶即第一气瓶1和第二气瓶2的接入数量，同时气瓶口向下倾斜固定放置，便于CO2气体更好的保存并液化输出。
所述气体净化器5是为了除去原始二氧化碳气体中混杂的水蒸气等杂质，提纯获得高精度二氧化碳气体。
所述液态CO2储罐8在制冷系统7内，为制冷系统7一部分，能够储存部分液化后的液态CO2。
所述CO2泵13采用恒速恒压泵，可以根据需要，选择适当规格型号，设定排量，调节泵的流量。最大工作压力尽量高，最好70MPa以上，从而可以模拟压裂施工时地层压力条件。
所述单向阀14可以有效防止CO2泵13停泵后高压储液罐15内储存的CO2回流。
所述高压储液罐15主要储存由CO2泵13泵入的高压流体，最大承压载荷越大越好(最好70MPa以上)，且必须具有较好的承压能力；且高压储液罐15的容量最好是流变仪测量单元18容量的5-30倍。
所述调压阀16安装在高压储液罐15出口处，用于调节高压储液罐15与流变仪测量单元18之间的管路压力；且当CO2泵13向高压储液罐15泵入流体时应处于关闭状态，防止高压储液罐15内二氧化碳溢出，同时当向抽空后的流变仪测量单元18输入流体时应处于打开状态，以便于调节管路压力。
所述质量流量计17安装尽量靠近流变仪测量单元18入口处，防止管线储留液态CO2，造成计量误差。
所述流变仪测量单元18，采用哈克公司生产的高温高压流变仪(内含加热系统)，测量压裂液等流体流变性能时，可以根据需要，调节加热加压系统，控制测试温度与测试压力，用于模拟地下储层环境条件。
所述真空泵22用于测试前抽空流变仪测量单元18容器内的空气，同时形成真空，防止测量单元内部存在空气，对测量结果造成误差。
所述系统所有连接管线均采用316L管线，以防CO2无水压裂液对管线的酸性腐蚀；且连接制冷系统7到流变仪测量单元18之间所有管路，可以用保温材料缠绕包裹。
所述体积流量计6、第一压力计12、CO2泵13、第二压力计19和温度计20均连接数字采集控制卡，用于采集压力、温度、流量和泵排量，采集的数据经处理生成原始数据报表，分析报表以及曲线图，同时生成数据库文件格式以便用户灵活使用。
上述所述的二氧化碳无水压裂液流变性测试系统的测试方法，第一气瓶1和第二气瓶2中CO2气体经过制冷系统7液化后，关闭调压阀16，由CO2泵13输入液态CO2并储存于高压储液罐15中；然后向流变仪测量单元18中加入配制成份额不等的化学添加剂，并做好记录，紧接着打开第六阀21和真空泵22，待真空泵22使得流变仪测量单元内部形成真空后，调节调压阀16和质量流量计17使高压储液罐15中储存的二氧化碳流入流变仪测量单元18，根据需要调节流变仪测量单元18内加热加压系统，测试压裂液的流变性能，测得粘度～温度，粘度～剪切率，粘度～剪切力流体参数。
和现有技术相比较，本发明具备如下优点：
(1)本发明是专门模拟并测试二氧化碳无水压裂液在不同温度、不同压力、不同配比情况下的流变性能。
(2)本系统中第一气瓶1和第二气瓶2能够根据需要灵活选择气瓶接入数量，存放时应将气瓶瓶口向下倾斜存放，便于更好地保存和输出液化的二氧化碳。
(3)本系统设计有制冷系统7可以根据实验需要设定制冷温度。它内置液态CO2储罐8可以储存一定量液态CO2。
(4)本系统设计中CO2泵13采用恒速恒压泵，可以根据需要，选择适当规格型号，设定排量，调节泵的流量。最大工作压力尽量高，最好70MPa以上，从而可以模拟压裂施工时地层压力条件。
(5)本系统设计有单向阀14，可以有效防止CO2泵13停泵后高压储液罐15内储存的CO2回流。
(6)本系统设计有高压储液罐15，主要储存由CO2泵13泵入的高压流体。最大承压载荷越大越好，最好70MPa以上；且高压储液罐15的容量宜为流变仪测量单元18容量的5-30倍。
(7)本系统设计有调压阀16，安装在高压储液罐15出口处，用于调节高压储液罐15与流变仪测量单元18之间的管路压力；且当CO2泵13向高压储液罐15泵入流体时应处于关闭状态，防止高压储液罐15内二氧化碳溢出，同时当向抽空后的流变仪测量单元18输入流体时应处于打开状态，调节管路压力。
(8)本系统中，质量流量计17安装靠近流变仪测量单元入口处，可以有效防止管线储留液态CO2，提高计量精度。
(9)本系统设计有流变仪测量单元18，采用哈克公司生产的高温高压流变仪，内含加热系统。测量压裂液等流体流变性能时，可以根据需要，调节加热加压系统，控制测试温度与测试压力，用于模拟地下储层环境条件。
(10)本系统末端设计有真空泵22，用于测试前抽空流变仪测量单元18容器内的空气，同时形成真空，防止测量单元内部存在空气，对测量结果造成误差。
(11)本系统所有连接管线均采用316L管线，以防CO2无水压裂液对管线的酸性腐蚀；且连接制冷系统7到流变仪测量单元18之间所有管路，可用保温材料缠绕包裹；便于防止热量传递、散失等引起的测试误差。
(12)本系统中体积流量计6、第一压力计12、CO2泵13、第二压力计19和温度计20均连接数字采集控制卡，用于采集压力、温度、流量和泵排量，采集的数据经处理生成原始数据报表，分析报表以及曲线图，同时生成数据库文件格式以便用户灵活使用。
附图说明
附图为本发明测试系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细描述。
如图所示，本发明包括第一气瓶1和第二气瓶2，第一气瓶1和第二气瓶2气体分别通过第一阀3和第二阀4后，经过气体净化器5净化后，通过体积流量计6计量流量。然后通过制冷系统7，将二氧化碳制冷液化后，关闭调压阀16，由CO2泵13输入管路中的高压储液罐15，存储一定量的二氧化碳后停泵。然后向流变仪测量单元18中加入配制成份额不等的化学添加剂，并做好记录，紧接着打开第六阀21和真空泵22，首先将流变仪测量单元18内部的空气抽成真空，待观测第二压力机19示数接近零时，先关闭第六阀21再关闭真空泵22。调节流变仪温度和压力，待观测温度计20显示温度为适当数值时，通过调节调压阀16，控制高压储液罐中的液态CO2输出，并经过质量流量计17流入流变仪测量单元18中(在流变仪测量单元内部装有加热加压系统，通过设定流变仪测量单元装置的温度和压力，可以模拟二氧化碳无水压裂液在地下的流体条件)。流变仪测量单元内具体的温度和压力可以通过查看第二压力计19和温度计20获得。
先关闭第六阀21再关闭真空泵22，可以防止空气倒流。质量流量计17便于控制入流流体流量，同时安装在流变仪测量单元18入口位置，提高计量精度。测量的二氧化碳无水压裂液可以通过流变仪测量单元18控制流体温度和压力，温度可以由温度计20来计量，流变仪测量单元压力可以由第二压力计19计量。
其中制冷系统7上面连接有第三阀9、第四阀10可方便排空清洗。第一压力计12可以测量液态CO2储罐内部压力。
计算机利用哈克高温高压流变仪自带软件，采集的数据经处理可生成原始数据报表，分析报表以及曲线图，同时生成数据库文件格式以便用户灵活使用。
本发明的工作原理为：
第一气瓶1、第二气瓶2中CO2气体经过制冷系统7液化后，关闭调压阀16，由CO2泵13输入液态CO2并储存于高压储液罐15中；然后向流变仪测量单元18中加入配制成份额不等的化学添加剂，并做好记录，紧接着打开第六阀21和真空泵22，待真空泵22使得流变仪测量单元内部形成真空后，调节调压阀16和质量流量计17使高压储液罐15中储存的二氧化碳流入流变仪测量单元18，可以根据需要调节流变仪测量单元18内加热加压系统，测试压裂液的流变性能，测得粘度～温度，粘度～剪切率，粘度～剪切力等流体参数(由数据采集系统收集并处理后获得)。
其中：测试系统压力主要由CO2泵13和调压阀16，流变仪测量单元18以及真空泵22来确定。系统流体温度主要受制冷系统7和流变仪测量单元18控制。第二压力计19测量的压力就是该压裂液测试过程中的压力。温度计20测量的温度就是该压裂液测试过程中的温度。
Claims (7)
1.一种二氧化碳无水压裂液流变性测试系统，其特征在于：包括第一气瓶(1)和第二气瓶(2)，第一气瓶(1)和第二气瓶(2)分别通过第一阀(3)和第二阀(4)与气体净化器(5)的入口连接，气体净化器(5)的出口依次连接体积流量计(6)、制冷系统(7)和液态CO2储罐(8)，其中制冷系统(7)和液态CO2储罐(8)中间连接有第三阀(9)，液态CO2储罐(8)出口同时连接有第四阀(10)、第一压力计(12)和第五阀(11)，第五阀(11)出口依次连接CO2泵(13)、单向阀(14)和高压储液罐(15)，之后通过调压阀(16)和质量流量计(17)后连接流变仪测量单元(18)；在流变仪测量单元(18)上安装有第二压力计(19)和温度计(20)；同时流变仪测量单元(18)出口处连接有第六阀(21)和一台真空泵(22)；
根据需要选择气瓶即第一气瓶(1)和第二气瓶(2)的接入数量，同时气瓶口向下倾斜固定放置，便于CO2气体更好的保存并液化输出；
所述高压储液罐(15)主要储存由CO2泵(13)泵入的高压流体，最大承压载荷为70MPa以上；且高压储液罐(15)容量为流变仪测量单元(18)容量的5-30倍；
所述调压阀(16)安装在高压储液罐(15)出口处，用于调节高压储液罐(15)与流变仪测量单元(18)之间的管路压力；且当CO2泵(13)向高压储液罐(15)泵入流体时处于关闭状态，防止高压储液罐(15)内二氧化碳溢出，同时当向抽空后的流变仪测量单元(18)输入流体时处于打开状态，调节管路压力。
2.根据权利要求1所述的二氧化碳无水压裂液流变性测试系统，其特征在于：所述液态CO2储罐(8)在制冷系统(7)内部，为制冷系统(7)一部分，能够储存部分液化后的液态CO2。
3.根据权利要求1所述的二氧化碳无水压裂液流变性测试系统，其特征在于：所述CO2泵(13)采用恒速恒压泵，不仅为系统管路起到增压作用，还能够根据需要选择适当规格型号，设定排量。
4.根据权利要求1所述的二氧化碳无水压裂液流变性测试系统，其特征在于：所述流变仪测量单元(18)采用哈克公司生产的高温高压流变仪，内含加热系统，测量压裂液流体流变性能时，能够根据需要，调节加热加压系统，能够控制测试温度与测试压力，用于模拟地下储层环境条件。
5.根据权利要求1所述的二氧化碳无水压裂液流变性测试系统，其特征在于：所述体积流量计(6)、第一压力计(12)、CO2泵(13)、第二压力计和温度计(20)均连接有数字采集控制卡，用于采集压力、温度、流量和泵排量，采集的数据经处理生成原始数据报表，分析报表以及曲线图，同时生成数据库文件格式以便用户灵活使用。
6.根据权利要求5所述的二氧化碳无水压裂液流变性测试系统，其特征在于：测试系统中所有连接管线均采用316L管线，以防CO2无水压裂液对管线的酸性腐蚀；且连接制冷系统(7)到流变仪测量单元(18)之间所有管路，采用保温材料缠绕包裹。
7.权利要求1至6任一项所述的二氧化碳无水压裂液流变性测试系统的测试方法，其特征在于：第一气瓶(1)和第二气瓶(2)中CO2气体经过制冷系统(7)液化后，关闭调压阀(16)，由CO2泵(13)输入液态CO2并储存于高压储液罐(15)中；然后向流变仪测量单元(18)中加入配制成份额不等的化学添加剂，并做好记录，紧接着打开第六阀(21)和真空泵(22)，待真空泵(22)使得流变仪测量单元内部形成真空后，调节调压阀(16)和质量流量计(17)使高压储液罐(15)中储存的二氧化碳流入流变仪测量单元(18)，根据需要调节流变仪测量单元(18)内加热加压系统，测试压裂液的流变性能，测得粘度～温度，粘度～剪切率，粘度～剪切力流体参数。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510335150.2A CN104880385B (zh) | 2015-06-16 | 2015-06-16 | 一种二氧化碳无水压裂液流变性测试系统及测试方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510335150.2A CN104880385B (zh) | 2015-06-16 | 2015-06-16 | 一种二氧化碳无水压裂液流变性测试系统及测试方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104880385A CN104880385A (zh) | 2015-09-02 |
| CN104880385B true CN104880385B (zh) | 2018-03-06 |
Family
ID=53947962
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510335150.2A Active CN104880385B (zh) | 2015-06-16 | 2015-06-16 | 一种二氧化碳无水压裂液流变性测试系统及测试方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104880385B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107389504A (zh) * | 2016-05-16 | 2017-11-24 | 中国石油化工股份有限公司 | 用于测量超临界二氧化碳压裂液流变性的装置及方法 |
| CN107063931B (zh) * | 2017-05-24 | 2023-08-18 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种二氧化碳干法压裂液流变性能评价装置及方法 |
| CN108088768B (zh) * | 2017-12-28 | 2023-05-30 | 中国华能集团公司 | 一种细管式流变仪实验系统及实验方法 |
| CN108645843B (zh) * | 2018-06-19 | 2024-05-24 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种量热光谱气液反应器及其使用方法 |
| CN113495040A (zh) * | 2020-04-08 | 2021-10-12 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种用于二氧化碳流变性的测试装置和方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102998211A (zh) * | 2011-09-14 | 2013-03-27 | 孙斌 | 一种清洁压裂液的流变性的测定方法 |
| CN103808632A (zh) * | 2012-11-13 | 2014-05-21 | 唐丽华 | 基于流变仪测试压裂液的耐温耐剪切性的方法 |
| CN103196796B (zh) * | 2013-04-15 | 2013-11-06 | 中国石油大学(华东) | 研究超临界二氧化碳在地层中粘度特性的实验装置及方法 |
| CN104007043B (zh) * | 2014-03-27 | 2016-06-08 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种大型多功能压裂液实验系统 |
| CN104101559B (zh) * | 2014-07-22 | 2016-09-07 | 中国石油大学(华东) | 测量超临界二氧化碳压裂液流变性的装置及方法 |
| CN204177652U (zh) * | 2014-10-10 | 2015-02-25 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种压裂液性能测试装置 |
| CN204718921U (zh) * | 2015-06-16 | 2015-10-21 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种二氧化碳无水压裂液流变性测试装置 |
-
2015
- 2015-06-16 CN CN201510335150.2A patent/CN104880385B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104880385A (zh) | 2015-09-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104880385B (zh) | 一种二氧化碳无水压裂液流变性测试系统及测试方法 | |
| CN105651648B (zh) | 一种置换及吸附解析模拟测试系统及方法 | |
| CN108490156B (zh) | 高温高压条件下混合气体驱油埋存量实验测试方法 | |
| CN102507871B (zh) | 气体水合物管道沉积可视化动态模拟装置 | |
| CN104729948B (zh) | 含瓦斯煤水气两相渗流实验系统和方法 | |
| CN104897521B (zh) | 一种二氧化碳无水压裂液导流能力测试系统 | |
| CN109932272B (zh) | 一种co2驱替实验系统及实验方法 | |
| CN104897857B (zh) | 一种二氧化碳无水压裂液伤害测试系统与方法 | |
| CN106872328A (zh) | 一种低渗透岩心孔隙度和渗透率的测试装置及测试方法 | |
| CN103132971A (zh) | 注二氧化碳提高煤层甲烷采收率的测试模拟装置 | |
| CN105388254A (zh) | 高温高压泡沫压裂液滤失伤害实验系统 | |
| CN104914012A (zh) | 一种二氧化碳无水压裂液滤失性测试系统及测试方法 | |
| CN110715880A (zh) | 一种可视化co2无水压裂液流变性测试系统及测试方法 | |
| CN105717026A (zh) | 一种出口压力可调的煤岩渗流实验系统及方法 | |
| CN107063931A (zh) | 一种二氧化碳干法压裂液流变性能评价装置及方法 | |
| CN204789227U (zh) | 一种二氧化碳无水压裂液滤失性测试装置 | |
| CN204718921U (zh) | 一种二氧化碳无水压裂液流变性测试装置 | |
| CN204789223U (zh) | 一种二氧化碳无水压裂液伤害测试装置 | |
| CN110865010B (zh) | 一种岩石流变加载条件下多气体渗流测试装置及测试方法 | |
| CN206671293U (zh) | 一种用于测定co2多组分体系最小混相压力的装置 | |
| CN109323953A (zh) | 含硫气体中的元素硫溶解度的测定方法 | |
| CN104865043B (zh) | 一种lng低温流动特性实验装置 | |
| CN111257540A (zh) | 一种评价超临界co2全周期压裂蓄能返排效果的实验方法及装置 | |
| CN105717255A (zh) | 复合溶剂浸泡吞吐循环实验装置与模拟开采方法 | |
| CN202590648U (zh) | 一种氘氮混合气体的现场充装设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |