CN108387486A - 一种堵水剂铺展性能可视化测试装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种堵水剂铺展性能可视化测试装置及方法。该装置由计算机1、透明筒体4、密封盖2、摄像头3、透明导管5、刻度板6、进水阀7、固定装置8组成，透明筒体4上端有密封盖2，筒体壁连接透明导管5和进水阀7，筒体内装有刻度板6，密封盖下端有摄像头3，摄像头连接计算机1。该方法包括：（1）准备堵水剂；（2）通过进水阀向透明筒体内注入水，调整刻度板高度使水面和刻度板之间距离为1‑2mm；（3）通过透明导管在刻度板中心的开孔位置向气水界面处滴入堵水剂，摄像头进行图像采集；（4）计算机绘制铺展速度与时间的曲线，评价堵水剂的铺展性能。本发明原理可靠，操作方便，能连续描述堵水剂的铺展过程，具有广阔的市场前景。
Description
技术领域
本发明涉及石油行业油田化学堵水领域中针对堵水剂评价其铺展性能的可视化测试装置及方法。
背景技术
向气井注入堵水剂堵水是气藏治水的重要手段。气藏开采过程中，由于气藏压力降低导致的边底水侵入，因层间非均质性使气井层间矛盾加剧从而造成的层间水窜以及同层水的流动，都可导致气藏开发过程中地层渗流阶段出现气液两相渗流，多相渗流会增大流动阻力，使气井产能降低，严重时还会使气井变为无工业价值的报废井，最终导致整个气藏的采收率降低。同时地层水在采出过程中也会造成管线和设备的腐蚀与结垢，增加脱水站的负荷。如果能通过堵水剂封堵地层水，尤其是封堵气藏中的边底水，同时又不堵塞气层，气藏的开发效果会得到极大的改善。
长期以来，堵水剂的研究与应用受到了国内外广泛的关注，经过多年的研究试验和发展，已经形成了一系列堵水剂性能测试方法。
堵水剂性能测试包括：流变性能、封堵性能、稠化性能、溶胀性能、气水选择性能、耐温耐盐性能、吸水性能、膨胀性能、长期稳定性能、耐剪切性能等等。这些测试方法只能满足对堵水剂进行常规性能测试，研究发现，堵水剂的铺展性能对堵水剂的现场使用也会产生重要的影响。本发明提出在气水界面处对堵水剂的铺展性能进行测试，由此可以更好地评价该堵水剂的使用效果和性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种堵水剂铺展性能可视化测试装置，该装置结构简单，设计合理，且可视程度高，使用该装置能够测试不同温度、压力下，不同堵水剂的铺展过程，进而评价其铺展性能。
本发明的另一目的还在于提供利用上述装置测试堵水剂铺展性能的方法，该方法原理可靠，操作方便，能够评价不同温度、压力下不同堵水剂的铺展性能，为定量评价堵水剂铺展性能提供合理的基础数据。
为达到以上技术目的，本发明提供以下技术方案。
本发明的原理是通过向气水界面滴入一定量的堵水剂，同时利用摄像系统进行图像采集，计算铺展速度，绘制铺展速度与时间的v-t曲线，从而评价其铺展性能。
一种堵水剂铺展性能可视化测试装置，主要由计算机、透明筒体、密封盖、摄像头、透明导管、刻度板、进水阀、固定装置组成，所述透明筒体上端有密封盖，筒体壁连接透明导管和进水阀；筒体内装有刻度板，刻度板位于透明导管和进水阀之间，所述刻度板与透明筒体间有用于密封的橡胶圈；所述密封盖上端有固定装置，用于固定刻度板并调节其高度，密封盖下端有摄像头，用于对刻度板进行图像采集；所述摄像头连接计算机。
所述刻度板，依次等间距分布多个环形刻度，每两个环形刻度间又等距分为若干份，使刻度板的显示精度达到毫米级，刻度板上端面有一根偏心的螺纹固定杆，与密封盖上端的固定装置连接，刻度板中心有开孔。
所述透明导管下部为尖形，类似滴定管。
所述刻度板中心有开孔，开孔直径为1-3cm。
所述密封盖、透明筒体、刻度板均由耐温、耐压的透明材料制成。
利用上述装置测试堵水剂铺展性能的方法，依次包括以下步骤：
（1）准备堵水剂；
（2）打开进水阀，通过进水阀向透明筒体内注入水，通过密封盖的固定装置调整刻度板的高度使水面和刻度板之间距离为1-2mm，然后调节摄像头焦距至清晰看到气水界面；
（3）用注射器通过透明导管在刻度板中心的开孔位置向气水界面处滴入一定量的堵水剂，通过摄像头进行图像采集；
（4）计算机将采集的图像经过数字化处理，得到每一时刻t堵水剂的铺展面积s，从而计算出铺展速度v：
绘制铺展速度与时间的v-t曲线，评价不同堵水剂的铺展性能。
在本发明中，所述透明筒体耐压上限10MPa、耐温上限90℃，进水阀装有流量计，刻度板放置于气水界面上端，通过刻度板的标定和摄像头采集的图像能准确得到堵水剂的铺展面积，进而计算铺展速度v，从而得到铺展速度与时间的v-t曲线，进行铺展性能评价。
所述准备堵水剂，过程如下：观察所测试的堵水剂，如果堵水剂本身具有颜色，在气水界面铺展后的形状容易被摄像头识别，则可在实验中直接使用；如果堵水剂颜色较浅，铺展后的形状不易被摄像头识别，则在不影响堵水剂本身物理化学性质的前提下，加入适量染色剂，使得堵水剂在铺展过程中容易被摄像头识别。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
该堵水剂铺展性能可视化测试装置，结构简单，操作方便，设计合理，且可视化程度高，该方法能连续描述堵水剂的铺展过程，从而评价堵水剂的铺展性能，具有广阔的市场应用前景。
附图说明
图1是堵水剂铺展性能可视化测试装置的结构示意图。
图2是刻度板的结构示意图。
图中：
1-计算机；2-密封盖；3-摄像头；4-透明筒体；5-透明导管；6-刻度板；7-进水阀；8-固定装置；9-橡胶圈。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明。
参看图1。
一种堵水剂铺展性能可视化测试装置，主要由计算机1、透明筒体4、密封盖2、摄像头3、透明导管5、刻度板6、进水阀7、固定装置8组成，所述透明筒体4上端有密封盖2，筒体壁连接透明导管5和进水阀7；筒体内装有刻度板6，刻度板位于透明导管和进水阀之间，所述刻度板与透明筒体间有用于密封的橡胶圈9；所述密封盖上端有固定装置8，用于固定刻度板并调节其高度，密封盖下端有摄像头3，用于对刻度板进行图像采集；所述摄像头3连接计算机1。
参看图2。
所述刻度板6，依次等间距分布多个环形刻度，每两个环形刻度间又等距分为若干份，使刻度板的显示精度达到毫米级，刻度板上端面有一根偏心的螺纹固定杆，与密封盖上端的固定装置8连接，刻度板中心有开孔。
下面通过实例来说明堵水剂铺展性能评价测试方法：
（1）各仪器的调试，清洗试漏
按照图1所示连接好装置，对透明筒体进行试漏。
（2）堵水剂的准备
观察所测试的堵水剂，如果堵水剂本身具有颜色，在气水界面铺展后的形状容易被摄像系统识别则直接将堵水剂装入试剂瓶；如果所测试的堵水剂颜色较浅，铺展后形状不易被摄像系统识别，则在不影响堵水剂本身物理化学性质的前提下，加入适量染色剂，并与堵水剂混合均匀，使得堵水剂在铺展过程中容易被摄像系统识别，然后将堵水剂装入试剂瓶。
（3）注水，调高，对焦
通过进水阀往透明筒体内加入水，通过密封盖的固定装置调整刻度板的高度使水面和刻度板之间距离为1-2mm，然后调节摄像头焦距至清晰看到气水界面。
（4）进行实验
设定实验温度和压力后用注射器通过透明导管往气水界面处滴入一定量的堵水剂，摄像头进行图像的采集。
（5）数据处理
将采集的图像，经过数字化处理，可实时得到堵水剂铺展形状的面积，由
可计算出铺展速度，再绘制铺展速度与时间的v-t曲线，从而进行铺展性能评价。
Claims (5)
1.一种堵水剂铺展性能可视化测试装置，主要由计算机（1）、透明筒体（4）、密封盖（2）、摄像头（3）、透明导管（5）、刻度板（6）、进水阀（7）、固定装置（8）组成，其特征在于，所述透明筒体（4）上端有密封盖（2），筒体壁连接透明导管（5）和进水阀（7）；筒体内装有刻度板（6），刻度板位于透明导管和进水阀之间，所述刻度板与透明筒体间有用于密封的橡胶圈（9）；所述密封盖上端有固定装置（8），用于固定刻度板并调节其高度，密封盖下端有摄像头（3），用于对刻度板进行图像采集；所述摄像头（3）连接计算机（1）；所述刻度板（6），依次等间距分布多个环形刻度，每两个环形刻度间又等距分为若干份，使刻度板的显示精度达到毫米级，刻度板上端面有一根偏心的螺纹固定杆，与密封盖上端的固定装置（8）连接，刻度板中心有开孔。
2.如权利要求1所述的一种堵水剂铺展性能可视化测试装置，其特征在于，所述透明导管下部为尖形，类似滴定管。
3.如权利要求1所述的一种堵水剂铺展性能可视化测试装置，其特征在于，所述刻度板中心有开孔，开孔直径为1-3cm。
4.利用权利要求1、2或3所述的装置测试堵水剂铺展性能的方法，依次包括以下步骤：
（1）准备堵水剂；
（2）打开进水阀，通过进水阀向透明筒体内注入水，通过密封盖的固定装置调整刻度板的高度使水面和刻度板之间距离为1-2mm，然后调节摄像头焦距至清晰看到气水界面；
（3）用注射器通过透明导管在刻度板中心的开孔位置向气水界面处滴入一定量的堵水剂，通过摄像头进行图像采集；
（4）计算机将采集的图像经过数字化处理，得到每一时刻t堵水剂的铺展面积s，从而计算出铺展速度v：
绘制铺展速度与时间的v-t曲线，评价不同堵水剂的铺展性能。
5.如权利要求4所述的测试堵水剂铺展性能的方法，其特征在于，所述准备堵水剂，过程如下：观察所测试的堵水剂，如果堵水剂本身具有颜色，在气水界面铺展后的形状容易被摄像头识别，则可在实验中直接使用；如果堵水剂颜色较浅，铺展后的形状不易被摄像头识别，则在不影响堵水剂本身物理化学性质的前提下，加入适量染色剂。
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