CN111595731B - 一种驱油用非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数测试系统及测试方法 - Google Patents

一种驱油用非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数测试系统及测试方法 Download PDF

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Abstract

一种驱油用非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数测试系统,在压力实验腔包括套筒、压杆,所述套筒和压杆轴向配合在所述套筒内形成模拟实验腔,在所述模拟实验腔内设置有容纳实验液体区和用于模拟实验地层的毛细管区,在所述毛细管区内设置有多根毛细管和用于固定毛细管、密封毛细管与套筒壁之间缝隙的橡胶圈,套筒的一端设置有与外界连通的流动通道。本发明把模拟地层水和模拟地层水配制好的非均相粘弹性颗粒溶液倒入套筒中,使压杆把溶液压过毛细管,分别记录模拟地层水和模拟地层水配制好的非均相粘弹性颗粒溶液通过毛细管平衡时的压力,即可得到非均相粘弹性颗粒溶液的阻力系数,实验结果重复性好,测试用时短,效率高。

Description

一种驱油用非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数测试系统及测试 方法
技术领域
本发明公开一种驱油用非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数测试系统及测试方法,属于三次采油化学驱的技术领域。
背景技术
非均相复合驱油是通过在注入水中添加高分子聚丙烯酰胺、粘弹性颗粒驱油剂和表面活性剂,通过高分子聚丙烯酰胺、粘弹性颗粒驱油剂增加注入水的粘度,降低油水流度比,扩大波及体积,通过表面活性剂提高洗油效率,从而提高原油采收率的一项三次采油技术,已成为我国许多油田增产增效的主要技术,在保证我国原油稳产增产中发挥着不可替代的重要作用。
由于非均相粘弹性颗粒溶液主要是依靠其粘弹性能,在注入过程中扩大油层的波及体积来实现采收率的提高,而目前对该作用的评价主要是通过测试其阻力系数来实现,目前常规测试阻力系数的方法是:
通过岩心的物模试验来得到,该方法首先需要压制填砂岩心,测定岩心的渗透率,然后需要用地层模拟水饱和岩心,接着使岩心在模拟油藏温度条件下,先水驱压力平衡,接着注入非均相粘弹性颗粒溶液使压力平衡,非均相驱平衡的压力除以水驱平衡的压力即为非均相粘弹性颗粒溶液的阻力系数。
然而,目前的阻力系数测试方法主要存在以下问题:
1、测试实验过程比较繁琐,测试时间较长,从压制岩心开始到实验结束需要两天以上的时间;
2、在压制岩心过程中,砂砾在岩心中的分布可能会产生较大不同,岩心的渗透率不可能做到完全一致,因此实验结果会产生较大的误差;
3、由于注入过程中非均相粘弹性颗粒溶液可能产生对岩心的吸附和堵塞,虽然测试得到的阻力系数较大。
综上,采用目前的阻力系数测试方法所得到的测试结果并不能反应驱油体系的真实驱油性能。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明公开一种驱油用非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数测试系统。
本发明还公开一种驱油用非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数的新型测试方法。
本发明的技术方案如下:
一种驱油用非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数测试系统,包括:压力实验腔、温控装置、柱塞泵装置,其特征在于:
所述压力实验腔包括套筒、压杆,所述套筒和压杆轴向配合在所述套筒内形成模拟实验腔,在所述模拟实验腔内设置有容纳实验液体区和用于模拟实验地层的毛细管区,在所述毛细管区内设置有多根毛细管和用于固定毛细管、密封毛细管与套筒壁之间缝隙的橡胶圈,套筒的一端设置有与外界连通的流动通道。
根据本发明优选的,所述柱塞泵装置为所述压杆提供在套筒内移动的驱动力,沿着压杆端面的轴向方向上依次为实验液体区和毛细管区。
根据本发明优选的,所述套筒一端是通过一底座与所述套筒密封螺纹密封配合实现的,在所述底座的中轴上设置有外界连通的流动通道。
根据本发明优选的,所述温控装置为向所述套筒外保温夹套内提供循环油浴,用于模拟不同实验地层的温度。
根据本发明优选的,所述柱塞泵装置包括,高压柱塞泵、中间活塞容器,所述高压柱塞泵通过中间活塞容器驱动所述压杆在套筒内轴向移动。
根据本发明优选的,所述的测试系统还包括计算机控制系统,用于:
采集测试实验进行时套筒内压力;
控制所述循环油浴的温度,以达到模拟的目标地层温度;
控制所述高压柱塞泵的流速Q;
至少记录和或计算单次测试实验参数,包括但不限于:非均相粘弹性颗粒剪切幂率指数n、实验选择毛细管的半径r、非均相粘弹性颗粒溶液剪切速率γ、模拟地层水测试平衡压力P1、非均相粘弹性颗粒溶液测试平衡压力P2、非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数Fr
根据本发明优选的,非均相粘弹性颗粒剪切幂率指数n的获得方法为:启动平板流变仪,测试非均相粘弹性颗粒溶液剪切流变曲线,通过对剪切流变曲线进行幂率关系拟合得到的。
根据本发明优选的,选择可以模拟岩心渗透率在5μm2-50μm2的毛细管,连接在套筒靠近底座处。
根据本发明优选的,所述毛细管内径为25μm-80μm。优选的,所述毛细管为不锈钢制造,中轴线为直线。
一种驱油用非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数的测试方法,其特征在于:设定模拟地层温度,把模拟地层水和用模拟地层水配制好的非均相粘弹性颗粒溶液分别倒入测试系统的套筒中,使压杆在一定速度条件下把模拟地层水和非均相粘弹性颗粒溶液分别压过测试系统的毛细管,记录模拟地层水和非均相粘弹性颗粒溶液通过毛细管时的平衡压力,两个压力相除即得到非均相粘弹性颗粒溶液的阻力系数。
根据本发明优选的,所述测试方法具体包括:
配制非均相粘弹性颗粒溶液:
利用模拟地层水配制一定浓度的非均相粘弹性颗粒溶液,并溶解均匀;
测试非均相粘弹性颗粒剪切幂率指数n:
测试非均相粘弹性颗粒溶液剪切流变曲线,通过对剪切流变曲线进行幂率关系拟合,得到非均相粘弹性颗粒剪切幂率指数n;
选定模拟地层岩层的毛细管;
测试步骤如下:
步骤1:打开循环油浴加热系统,设定温度为油藏地层温度;
步骤2:把毛细管从套筒下方装入,在毛细管外部和套筒内壁之间设置橡胶密封圈,并拧紧底座;
步骤3:把模拟地层水加入到测试系统的套筒中,并把压杆拧紧;
步骤4:通过计算机控制系统控制高压柱塞泵的流速Q,把蒸馏水压入中间活塞容器下部,进而把活塞上部的蒸馏水顶入压杆,控制压杆的下降速度;
步骤5:启动压杆,使压杆把模拟地层水从毛细管中压过,在此过程中记录压力变化,待压力稳定后读取平衡压力为P1
步骤6:停止计算机控制系统,拆开底座取出毛细管,取出压杆,清洗套筒;
步骤7:再次装入用模拟地层水配制的非均相粘弹性颗粒溶液到测试系统的套筒中,重复步骤1~5,其中,不同的是重复步骤3时是:把非均相粘弹性颗粒溶液加入到测试系统的套筒中,并把压杆拧紧,待压力稳定后读取平衡压力P2
根据本发明优选的,所述测试方法还包括数据处理,用于模拟不同剪切速率下非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数,具体包括:
对采集到的实验数据进行处理:
非均相粘弹性颗粒溶液剪切速率
在公式(1)中,-非均相粘弹性颗粒通过毛细管的剪切速率,秒-1、Q-高压柱塞泵的流速,mL/秒、n-幂律指数、r为毛细管的半径;
非均相粘弹性颗粒溶液
在公式(2)中:Fr-非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数;P1-模拟地层水测试平衡压力;P2-非均相粘弹性颗粒溶液测试平衡压力。
一种驱油用非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数的测试方法的应用,其特征在于,通过改变所述毛细管内径,研究内径所代表的渗透率变化对非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数的影响。
一种驱油用非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数的测试方法的应用,其特征在于,通过改变模拟油层地层温度,研究不同温度对非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数的影响。
本发明具有以下突出优点:
(1)测试简单。测试只需要设置系统温度为油藏地层温度,把模拟地层水和模拟地层水配制好的非均相粘弹性颗粒溶液倒入套筒中,使压杆在一定速度条件下把溶液压过毛细管,分别记录模拟地层水和模拟地层水配制好的非均相粘弹性颗粒溶液通过毛细管平衡时的压力,两个压力相除即可得到非均相粘弹性颗粒溶液的阻力系数。
(2)实验结果重复性好。由于压制的岩心渗透率通常都有一定的差别,而毛细管渗透率是固定的,因此通过毛细管的水或非均相粘弹性颗粒溶液所产生的压力结果重复性好,最终阻力系数结果重复性也较好。
(3)测试用时短,效率高。传统的测试阻力系数的方法一个样品需要两天左右,而新方法由于不需要压制岩心,也不需要饱和水,因此测试一个非均相粘弹性颗粒溶液样品的阻力系数在半小时之内即可完成,节约了测试时间,测试效率更高。
(4)可满足系列测试需要。毛细管直径可进行尺寸标准化:25μm-80μm,以模拟不同孔喉直径条件下非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数;结合剪切流变幂率指数,可以模拟不同剪切速率下非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数。
附图说明
图1驱油用非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数测试系统示意图;其中,1-循环油浴,2-压杆,3-套筒,4-毛细管,5-压力传感器,6-底座,7-中间活塞容器、8-高压柱塞泵、9-计算机控制系统;10、橡胶圈;11、外接器皿。
图2采用本发明测试系统测试不同剪切速率下,非均相粘弹性颗粒A溶液阻力系数曲线。
图3采用本发明测试系统测试不同孔喉内径下,非均相粘弹性颗粒A溶液阻力系数曲线。
图4采用本发明测试系统测试不同温度下,非均相粘弹性颗粒A溶液阻力系数曲线。
具体实施方式
下面,结合附图和实施例对本发明作进一步说明,但不限于此。
实施例1、
如图1所示。
一种驱油用非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数测试系统,包括:压力实验腔、温控装置、柱塞泵装置,所述压力实验腔包括套筒3、压杆2,所述套筒3和压杆2轴向配合在所述套筒3内形成模拟实验腔,在所述模拟实验腔内设置有容纳实验液体区和用于模拟实验地层的毛细管区,在所述毛细管区内设置有多根毛细管4和用于固定毛细管4、密封毛细管与套筒壁之间缝隙的橡胶圈10,套筒3的一端设置有与外界连通的流动通道,通过压入压杆2可将套筒3内的实验液体从毛细管4中压出,经过流动通道流入外接器皿11中。
所述柱塞泵装置为所述压杆2提供在套筒内移动的驱动力,沿着压杆端面的轴向方向上依次为实验液体区和毛细管区。
所述套筒3一端是通过一底座6与所述套筒密封螺纹密封配合实现的,在所述底座6的中轴上设置有外界连通的流动通道。
所述温控装置为向所述套筒外保温夹套内提供循环油浴1,用于模拟不同实验地层的温度。
所述柱塞泵装置包括,高压柱塞泵8、中间活塞容器7,所述高压柱塞泵8通过中间活塞容器7驱动所述压杆2在套筒3内轴向移动。
本实施例中,所述套筒3、压杆2采用316不锈钢制造并进行表面防锈处理。所述毛细管4为不锈钢制造,中轴线为直线,内径为25μm-80μm,其长度为40-80mm,中轴线为直线。所述高压柱塞泵8为Isoc高精度高压柱塞泵。
实施例2、
如实施例1所述的一种驱油用非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数测试系统,还包括计算机控制系统,用于:
采集测试实验进行时套筒3内压力;
控制所述循环油浴1的温度,以达到模拟的目标地层温度;
控制所述高压柱塞泵8的流速Q;
至少记录和或计算单次测试实验参数,包括但不限于:非均相粘弹性颗粒剪切幂率指数n、实验选择毛细管的半径r、非均相粘弹性颗粒溶液剪切速率γ、模拟地层水测试平衡压力P1、非均相粘弹性颗粒溶液测试平衡压力P2、非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数Fr
非均相粘弹性颗粒剪切幂率指数n的获得方法为:启动平板流变仪,测试非均相粘弹性颗粒溶液剪切流变曲线,通过对剪切流变曲线进行幂率关系拟合得到的。平板流变仪为MCR302流变仪平转子PP50。
所述压力传感器5为德鲁克压力传感器型号为PTX5072-TC-A1-CA-H0-PA0-1MPa,精度等级为±0.1%,用于实时监测所述套筒3内的实验压力至所述的计算机控制系统。
实施例3、
一种驱油用非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数的测试方法,设定模拟地层温度,把模拟地层水和用模拟地层水配制好的非均相粘弹性颗粒溶液分别倒入测试系统的套筒3中,使压杆在一定速度条件下把模拟地层水和非均相粘弹性颗粒溶液分别压过测试系统的毛细管4,记录模拟地层水和非均相粘弹性颗粒溶液通过毛细管4时的平衡压力,两个压力相除即得到非均相粘弹性颗粒溶液的阻力系数。
所述测试方法具体包括:
配制非均相粘弹性颗粒溶液:
利用模拟地层水配制一定浓度的非均相粘弹性颗粒溶液,并溶解均匀;
测试非均相粘弹性颗粒剪切幂率指数n:
测试非均相粘弹性颗粒溶液剪切流变曲线,通过对剪切流变曲线进行幂率关系拟合,得到非均相粘弹性颗粒剪切幂率指数n;
选定模拟地层岩层的毛细管:
利用测试渗透率的经验公式选择毛细管4直径d为25μm-80μm,以模拟岩心渗透率在5μm2-50μm2的岩心;
K:岩心渗透率,d:毛细管直径,φ:岩心孔隙度
测试步骤如下:
步骤1:打开循环油浴1加热系统(1),设定温度为油藏地层温度;
步骤2:把毛细管4从套筒下方装入,在毛细管4外部和套筒3内壁之间设置橡胶密封圈10,并拧紧底座6;
步骤3:把模拟地层水加入到测试系统的套筒3中,并把压杆2拧紧;
步骤4:通过计算机控制系统9控制高压柱塞泵8的流速Q,把蒸馏水压入中间活塞容器7下部,进而把活塞上部的蒸馏水顶入压杆2,控制压杆2的下降速度;
步骤5:启动压杆2,使压杆2把模拟地层水从毛细管4中压过,在此过程中记录压力变化,待压力稳定后读取平衡压力为P1
步骤6:停止计算机控制系统9,拆开底座6取出毛细管4,取出压杆2,清洗套筒3;
步骤7:再次装入用模拟地层水配制的非均相粘弹性颗粒溶液到测试系统的套筒中,重复步骤1~5,其中,不同的是重复步骤3时是:把非均相粘弹性颗粒溶液加入到测试系统的套筒3中,并把压杆2拧紧,待压力稳定后读取平衡压力P2
实施例4、
如实施例3所述一种驱油用非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数的测试方法,所述测试方法还包括数据处理,用于模拟不同剪切速率下非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数,具体包括:
对采集到的实验数据进行处理:
非均相粘弹性颗粒溶液剪切速率
在公式(1)中,-非均相粘弹性颗粒通过毛细管的剪切速率,秒-1、Q-高压柱塞泵的流速,mL/秒、n-幂律指数;
非均相粘弹性颗粒溶液
在公式(2)中:Fr-非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数;P1-模拟地层水测试平衡压力;P2-非均相粘弹性颗粒溶液测试平衡压力。
实施例5、
一种驱油用非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数的测试方法的应用,通过改变所述毛细管4内径,研究内径所代表的渗透率变化对非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数的影响。
实施例6、
一种驱油用非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数的测试方法的应用,其特征在于,通过改变模拟油层地层温度,研究不同温度对非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数的影响。
应用例1、
结合本发明所述的实施例,选择所述毛细管4为不锈钢制造的毛细管,中轴线为直线,内径为25μm,毛细管长度为60mm。所述压力传感器5,其压力范围为0-1MPa。
通过改变流量(高压柱塞泵的流速Q)和剪切速率γ,研究剪切速率γ对非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数的影响,具体步骤为:
(1)打开测试系统,设置套筒温度(即模拟油藏地层温度)75度;
(2)把毛细管从测试系统最下方用底座顶上去,并用手柄拧紧底座;
(3)取某某厂家非均相粘弹性颗粒A产品,用模拟地层水配制成浓度为5000mg/L的非均相粘弹性颗粒溶液,利用MCR302流变仪平转子PP50,设置夹具为0.5mm,测试非均相粘弹性颗粒溶液的剪切流变曲线;
(4)分别把模拟地层水和模拟地层水配制的非均相粘弹性颗粒A溶液加入到套筒3中,模拟地层水和非均相粘弹性颗粒溶液加量都为40ml;
(5)设置高压柱塞泵8流量分别为0.01mL/min,启动压杆2,通过压杆2的作用使模拟地层水和非均相粘弹性颗粒溶液通过毛细管4,分别记录通过毛细管4平衡时的压力分别为P1和P2,非均相粘弹性颗粒A阻力系数为Fr1=P2/P1
(6)改变高压柱塞泵8流量分别为0.03mL/min,启动压杆2,通过压杆2的作用使模拟地层水和非均相粘弹性颗粒溶液通过毛细管4,分别记录通过毛细管4平衡时的压力分别为P1’和P2’,非均相粘弹性颗粒A阻力系数为Fr2=P2’/P1’
(7)重复实验步骤(4)、(5)、(6),总共测定2次非均相粘弹性颗粒A溶液阻力系数平行样,结果如表1、表2、图2所示:
表1剪切速率17.3S-1非均相粘弹性颗粒A溶液阻力系数
表2剪切速率51.7S-1非均相粘弹性颗粒A溶液阻力系数
由表1和表2结果可知,本发明所述测试系统的测得的非均相粘弹性颗粒A溶液阻力系数两次的结果接近,实验结果重复性好,随着剪切速率增加阻力系数增加明显。
应用例2、
结合本发明所述的实施例5,选择所述毛细管4为不锈钢制造的毛细管,中轴线为直线,内径分别为25μm和50μm,毛细管4长度为60mm。压力传感器5,其压力范围为0-1MPa。
通过改变毛细管4内径,研究内径和渗透率变化对非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数的影响,测试方法包括如下步骤:
(1)打开测试系统,设置套筒温度(即模拟油藏地层温度)75度;
(2)把内径分别为25μm的毛细管4从系统最下方用底座6顶上去,并用手柄拧紧底座6;
(3)取某厂家非均相粘弹性颗粒A产品,用模拟地层水配制成浓度为5000mg/L的非均相粘弹性颗粒溶液,利用MCR302流变仪平转子PP50,设置夹具为0.5mm,测试非均相粘弹性颗粒溶液的剪切流变曲线;
(4)分别把模拟地层水和模拟地层水配制的非均相粘弹性颗粒A溶液加入到套筒中,模拟地层水和非均相粘弹性颗粒溶液加量都为40ml;
(5)设置高压柱塞泵8流量分别为0.01mL/min,启动压杆2,通过压杆2的作用使模拟地层水和非均相粘弹性颗粒溶液通过毛细管4,分别记录通过毛细管4平衡时的压力分别为P1和P2,非均相粘弹性颗粒A阻力系数为Fr1=P2/P1
(6)改变毛细管4内径至为50μm,启动压杆2,通过压杆2的作用使模拟地层水和非均相粘弹性颗粒溶液通过毛细管4,分别记录通过毛细管平衡时的压力分别为P1’和P2’,非均相粘弹性颗粒A阻力系数为Fr2=P2’/P1’,结果如表3、图3所示:
表3不同孔喉直径下非均相粘弹性颗粒A溶液阻力系数
由表3结果可知,系统测试的非均相粘弹性颗粒A溶液阻力系数随着孔喉尺寸和渗透率的增加,阻力系数会有大幅降低。
应用例3、
结合本发明所述的实施例6,选择所述毛细管4为不锈钢制造的毛细管,中轴线为直线,内径为25μm,毛细管长度为60mm。压力传感器5,其压力范围为0-1MPa。
通过改变温度,研究温度的变化对非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数的影响。
测试方法包括如下步骤:
(1)打开测试系统,设置套筒温度(即模拟油藏地层温度)75度;
(2)把毛细管4从系统最下方用底座6顶上去,并用手柄拧紧底座;
(3)取某厂家非均相粘弹性颗粒A产品,用模拟地层水配制成浓度为5000mg/L的非均相粘弹性颗粒溶液。利用MCR302流变仪平转子PP50,设置夹具为0.5mm,测试非均相粘弹性颗粒溶液的剪切流变曲线;
(4)分别把模拟地层水和模拟地层水配制的非均相粘弹性颗粒A溶液加入到套筒3中,模拟地层水和非均相粘弹性颗粒溶液加量都为40ml;
(5)设置高压柱塞8流量分别为0.01mL/min,启动压杆2,通过压杆2的作用使模拟地层水和非均相粘弹性颗粒溶液通过毛细管,分别记录通过毛细管平衡时的压力分别为P1和P2,非均相粘弹性颗粒A阻力系数为Fr1=P2/P1
(6)设置套筒温度(即模拟油藏地层温度)55度;启动压杆2,通过压杆2的作用使模拟地层水和非均相粘弹性颗粒溶液通过毛细管,分别记录通过毛细管平衡时的压力分别为P1’和P2’,非均相粘弹性颗粒A阻力系数为Fr2=P2’/P1’,结果如表4、图4所示:
表4不同温度下非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数
由表4结果可知,系统测试的非均相粘弹性颗粒A溶液阻力系数随着温度增加,阻力系数会有小幅降低。
本实施例系统及方法最大的特点是首先测试简单,实验时间短,新方法不需要压制岩心,只需要设置新系统测试温度为油藏温度,在油藏温度条件下,把模拟地层水和非均相粘弹性颗粒溶液倒入测试系统套筒中,启动压杆2,使压杆2在一定速度条件下把模拟地层水和非均相粘弹性颗粒溶液分别压过测试系统的毛细管4,记录模拟地层水和非均相粘弹性颗粒溶液通过毛细管平衡时的平衡压力,两个压力相除即可得到非均相粘弹性颗粒溶液的阻力系数;其次由于毛细管渗透率是固定的,所以实验结果重复性好,因此该方法对于测试非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数不仅用时短,效率高,准确性更好;同时由于毛细管4为不锈钢制品,非均相粘弹性颗粒溶液在运移过程不会产生吸附和堵塞,同时通过改变流量,毛细管内径和循环油浴温度,可模拟不同剪切速率,不同孔喉直径和不同温度条件下非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数,因此该方法是一种更有效的测试非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数新方法。

Claims (4)

1.一种驱油用非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数测试系统,包括:压力实验腔、温控装置、柱塞泵装置,其特征在于:
所述压力实验腔包括套筒、压杆,所述套筒和压杆轴向配合在所述套筒内形成模拟实验腔,在所述模拟实验腔内设置有容纳实验液体区和用于模拟实验地层的毛细管区,在所述毛细管区内设置有多根毛细管和用于固定毛细管、密封毛细管与套筒壁之间缝隙的橡胶圈,套筒的一端设置有与外界连通的流动通道;
所述柱塞泵装置为所述压杆提供在套筒内移动的驱动力,沿着压杆端面的轴向方向上依次为实验液体区和毛细管区;
所述柱塞泵装置包括,高压柱塞泵、中间活塞容器,所述高压柱塞泵通过中间活塞容器驱动所述压杆在套筒内轴向移动;
所述套筒一端是通过一底座与所述套筒密封螺纹密封配合实现的,在所述底座的中轴上设置有外界连通的流动通道;
所述温控装置为向所述套筒外保温夹套内提供循环油浴,用于模拟不同实验地层的温度;
所述的测试系统还包括计算机控制系统,用于:
采集测试实验进行时套筒内压力;
控制所述循环油浴的温度,以达到模拟的目标地层温度;
控制所述高压柱塞泵的流速Q;
记录和计算单次测试实验参数,包括:非均相粘弹性颗粒剪切幂率指数n、实验选择毛细管的半径r、非均相粘弹性颗粒溶液剪切速率γ、模拟地层水测试平衡压力P1、非均相粘弹性颗粒溶液测试平衡压力P2、非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数Fr
其中, 非均相粘弹性颗粒溶液剪切速率γ的计算公式为:
非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数Fr的计算公式为:
非均相粘弹性颗粒剪切幂率指数n的获得方法为:启动平板流变仪,测试非均相粘弹性颗粒溶液剪切流变曲线,通过对剪切流变曲线进行幂率关系拟合得到的;
选择可以模拟岩心渗透率在5μm2-50μm2的毛细管,连接在套筒靠近底座处;所述毛细管内径为25μm-80μm;所述毛细管为不锈钢制造,中轴线为直线。
2.一种使用如权利要求1所述的测试系统的驱油用非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数测试方法,其特征在于:设定模拟地层温度,把模拟地层水和用模拟地层水配制好的非均相粘弹性颗粒溶液分别倒入测试系统的套筒中,使压杆在一定速度条件下把模拟地层水和非均相粘弹性颗粒溶液分别压过测试系统的毛细管,记录模拟地层水和非均相粘弹性颗粒溶液通过毛细管时的平衡压力,两个压力相除即得到非均相粘弹性颗粒溶液的阻力系数;
通过改变所述毛细管内径,研究内径所代表的渗透率变化对非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数的影响。
3.根据权利要求2所述的一种驱油用非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数的测试方法,其特征在于,所述测试方法具体包括:
配制非均相粘弹性颗粒溶液:
利用模拟地层水配制一定浓度的非均相粘弹性颗粒溶液,并溶解均匀;
测试非均相粘弹性颗粒剪切幂率指数n:
测试非均相粘弹性颗粒溶液剪切流变曲线,通过对剪切流变曲线进行幂率关系拟合,得到非均相粘弹性颗粒剪切幂率指数n;
选定模拟地层岩层的毛细管;
测试步骤如下:
步骤1:打开循环油浴加热系统,设定温度为油藏地层温度;
步骤2:把毛细管从套筒下方装入,在毛细管外部和套筒内壁之间设置橡胶密封圈,并拧紧底座;
步骤3:把模拟地层水加入到测试系统的套筒中,并把压杆拧紧;
步骤4:通过计算机控制系统控制高压柱塞泵的流速Q,把蒸馏水压入中间活塞容器下部,进而把活塞上部的蒸馏水顶入压杆,控制压杆的下降速度;
步骤5:启动压杆,使压杆把模拟地层水从毛细管中压过,在此过程中记录压力变化,待压力稳定后读取平衡压力为P1
步骤6:停止计算机控制系统,拆开底座取出毛细管,取出压杆,清洗套筒;
步骤7:再次装入用模拟地层水配制的非均相粘弹性颗粒溶液到测试系统的套筒中,重复步骤1~5,其中,不同的是重复步骤3时是:把非均相粘弹性颗粒溶液加入到测试系统的套筒中,并把压杆拧紧,待压力稳定后读取平衡压力P2
4.根据权利要求3所述的一种驱油用非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数的测试方法,其特征在于,所述测试方法还包括数据处理,用于模拟不同剪切速率下非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数,具体包括:
对采集到的实验数据进行处理:
非均相粘弹性颗粒溶液剪切速率
在公式(1)中,-非均相粘弹性颗粒通过毛细管的剪切速率,秒-1、Q-高压柱塞泵的流速,mL/秒、n-幂律指数、r为毛细管的半径;
非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数
在公式(2)中:Fr-非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数;P1-模拟地层水测试平衡压力;P2-非均相粘弹性颗粒溶液测试平衡压力。
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