CN204631000U - 一种用于测定聚合物溶液与地层岩石配伍性的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及聚合物尺寸测定领域，公开了一种用于测定聚合物溶液与地层岩石配伍性的装置，包括用于盛放聚合物溶液的盛液筒、设置于盛液筒的出口端上用于控制出口开闭的开关和用于回收聚合物溶液的回收容器，开关的下方设置有过滤器，过滤器中夹持有多孔介质；经过过滤器过滤后的聚合物溶液流入到回收容器中。本实用新型采用多孔介质代替了现有技术中的微孔滤膜，多孔介质与地层的实际情况更为接近，使用多孔介质进行实验获得结果更加可靠。另外，本实用新型中的装置还能够实现实验过程的温度调节、聚合物溶液的恒压流动和聚合物溶液的恒速流动，能够模拟油藏环境中的真实环境，有效保证实验的准确性，适用范围更广。

Description

一种用于测定聚合物溶液与地层岩石配伍性的装置

技术领域

本实用新型涉及聚合物尺寸测定领域，尤其涉及一种用于测定聚合物溶液与地层岩石配伍性的装置。

背景技术

聚合物驱是一种提高采收率的方法，在宏观上，它主要靠增加驱替液粘度，降低驱替液和被驱替液的流度比，从而扩大波及体积。在微观上，聚合物由于其固有的粘弹性，在流动过程中产生对油膜或油滴的拉伸作用，增加了携带力，提高了微观洗油效率。大致可概括为，聚合物驱主要是通过增加注入水的粘度和降低水相渗透率而增加采收率。

通过使用较高分子量和较高浓度的聚合物溶液能够增加聚驱效果，但是聚合物水溶液的尺寸与分子量、浓度有关，当聚合物的尺寸过大，就会堵塞地层，引起注入困难。因此，研究聚合物溶液与地层的匹配性很有必要。

传统研究聚合物溶液尺寸的方法通常有原子力显微镜法和动态光散射法。其中一种方法是使用聚合物溶液过滤试验装置在恒压下，让一定浓度的不同分子量的聚合物溶液通过上述不同孔径的微孔滤膜，根据滤出液中聚合物浓度随微孔滤膜孔径的变化曲线拐点，确定聚合物的水力学尺寸。

申请号为201210444304.8的中国专利公开了一种剪切流动下聚合物水力学尺寸的测试装置，其流程是让聚合物溶液恒速地通过两层微孔滤膜，然后粘度保留率为70％时所对应的下层滤膜孔径。

当上述用于进行聚合物溶液的与地层岩石配伍性的装置和方法存在以下缺点：

(1)原子力显微镜法是将聚合物溶液制作成干片，再进行观测，其特点是可直观地观测高分子体系凝聚形态，不足之处是制成干片后，高分子聚合物的形态可能已经发生改变。

(2)动态光散射法可以直接测定单纯聚合物溶液中线团的形态和尺寸，但对样品及溶液的洁净度要求很高，且只能测定低浓度聚合物溶液的水动力学尺寸，与实际使用的聚合物浓度相差很大。

(3)采用恒压控制方法对聚合物溶液进行检测的方法，没有能够实现油田实际生产过程中需要考虑恒速情况下(近井地带)的聚合物溶液与地层岩石配伍性，此种情况下该装置不适用。

(3)采用恒速控制方法对聚合物溶液进行检测的方法，没有能够实现油田实际生产过程中有时需要考虑恒压情况下(远井地带)的聚合物溶液与地层岩石配伍性，此种情况下该装置不适用。

(4)申请号为201210444304.8的专利采用微孔滤膜过滤聚合物的方法先测出聚合物溶液分子的尺寸大小，然后通过公式间接判断聚合物溶液与地层岩石配伍性，该方法繁琐，而且得出的配伍性结论和现场实际情况之间存在偏差。且由于整个实验是在室温条件下进行的，没有考虑温度对聚合物与岩石配伍性的影响，而实际油藏的温度差异较大，因此该方法不能很好的描述地下油藏的实际情况。

因此，亟需一种用于测定聚合物溶液与地层岩石配伍性的装置，能够最真实的还原聚合物溶液与地层岩石之间的渗透情况，使测定两者之间的配伍性的实验过程更加简单。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提出一种用于测定聚合物溶液与地层岩石配伍性的装置，以解决现有技术总存在的实验装置结构复杂、实验误差大、实验条件与实际情况存在误差的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于测定聚合物溶液与地层岩石配伍性的装置，包括用于盛放聚合物溶液的盛液筒、设置于所述盛液筒的出口端上用于控制出口开闭的开关和用于回收聚合物溶液的回收容器，所述开关的下方设置有过滤器，所述过滤器中夹持多孔介质；经过所述过滤器过滤后的聚合物溶液流入到所述回收容器中。

进一步的，所述盛液筒上与所述出口端相对的另一端设置有盖体，所述盖体与所述盛液筒之间通过螺纹连接；

所述盛液筒内部设置有可沿其筒壁滑动的活塞，所述活塞与盛液筒的出口端之间充满聚合物溶液，所述活塞与动力调节装置相连；

所述活塞用于在动力装置的驱动下向所述聚合物溶液施加压力，以使聚合物溶液以恒定压力或恒定速度流出所述盛液筒。

优选的，所述动力调节装置包括泵体、阀体、压力检测器和导管；所述泵体、阀体和所述盖体依次通过导管连通，所述泵体用于向所述盖体与活塞之间注入气体或液体，以使所述活塞由靠近所述盖体的一端向出口端移动。

进一步的，所述压力检测器设置在所述阀体上。

进一步的，还包括支架，所述盛液筒沿竖直方向固定在所述支架上；所述盖体位于所述盛液筒的底部，所述盛液筒的封闭端位于所述盛液筒的顶部。

优选的，所述过滤器固定在与其相连接的管路上。

优选的，还包括恒温箱；所述恒温箱中至少容纳所述盛液筒、过滤器和回收容器。

优选的，所述导管由聚四氟乙烯材料或钢材料制成。

优选的，所述盛液筒由高强度透明塑料或不锈钢制成。

优选的，所述泵体的工作压力范围为0—2MPa，所述泵体的工作速度范围为0.01—15ml/min。

本实用新型的有益效果为：本实用新型采用多孔介质代替了现有技术中的微孔滤膜，多孔介质与地层的实际情况更为接近，使用多孔介质进行实验获得结果更加可靠。

本实用新型中设置有恒温箱，能够模拟油藏环境中的温度环境，有效保证实验的准确性，适用范围更广。

本实用新型中的泵体可以在实验过程中将聚合物溶液的流动方式设为恒速流动或恒压流动，满足实际中油田不同条件下的流动状况，保证实验的多样性和准确性。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式提出的用于测定聚合物溶液与地层岩石配伍性的装置的整体结构示意图；

图2是使用本实用新型中的装置进行实验后的数据图。

图中：

1、泵体；2、导管；3、压力检测器；4、盛液筒；5、活塞；6、多孔介质；7、过滤器；8、开关；9、支架；10、阀体；11、回收容器；12、恒温箱；13、泄压阀。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1所示，是本实用新型提出的一种用于测定聚合物溶液与地层岩石配伍性的装置，用于对使用本装置进行实验过程中的环境进行温度设定的恒温箱12，由于实际石油所处的温度环境与室温环境相差较大，如果在室温中进行实验，与实际过程中的环境偏差较大，不能够保证实验的准确性，因此设置恒温箱12，将恒温箱12调节至与实际环境温度相同的状态再进行实验。在装配装置过程中，将本装置的大部分关键的实验部件设置在恒温箱12中。由于设置有恒温箱12，能够模拟油藏环境中的温度环境，有效保证实验的准确性，适用范围更广。

还包括支架9，支架9上固定有用于盛放聚合物溶液的盛液筒4，盛液筒4沿竖直方向固定在支架9上。盛液筒4的出口端位于盛液筒4的底部，盛液筒4上与出口端相对的另一端设置有盖体，盖体与盛液筒4之间通过螺纹连接。盖体位于盛液筒4的顶部，盛液筒4的出口端上设有用于控制出口开闭的开关8，开关8的下方设置有过滤器7，过滤器7中夹持有多孔介质6，经过过滤器7中的多孔介质6过滤后的聚合物溶液流入到回收容器11中。作为一种优选的实施方式，本实施例中的过滤器7固定在与其相连接的管路上，以使过滤器7即使在聚合物溶液冲击下也不会发生翻转和偏移，使得所有的聚合物溶液都能够通过过滤器7中的多孔介质6进行过滤后才进入到回收容器11中。优选的，由于一般情况下是在实验室中进行实验，因此回收容器11一般选用烧杯。过滤器7分为上下两部分，两部分扣合或通过螺纹连接在一起形成一个能够夹持多孔介质6的容置空间。

其中，盛液筒4内部设置有可沿其筒壁滑动的活塞5，活塞5与盛液筒4的出口端之间充满聚合物溶液，活塞5与动力调节装置相连。活塞5用于在动力装置的驱动下向聚合物溶液施加压力，以使聚合物溶液以恒定压力或恒定速度流出盛液筒4。

作为进一步的实施方式，本实施例中的动力调节装置包括泵体1、阀体10、压力检测器3和导管2。泵体1、阀体10和盖体依次通过导管2连通，泵体1用于向盖体与活塞5之间注入气体或液体，以使活塞5由靠近盖体的一端向出口端移动。优选的，压力检测器3设置在阀体10上，用于对实验过程中的阀体10内部的液体或气体的压力值进行测量，便于对实验条件进行控制。在本实施例中，阀体10选用六通阀，但并不局限于六通阀。本实施例中在盖体上设置有泄压阀13，泄压阀13用于将盛液筒4中的压力排出。

在一般实验情况下，恒温箱12中至少容纳盛液筒4、过滤器7和回收容器11，本实施例中，除了泵体1没有设置在恒温箱12中，其他的各个部件都设置在恒温箱12中。由于实验过程中在实验室中进行，因此泵体1的工作压力范围为0—2MPa，泵体1的工作速度范围为0.01—15ml/min，泵体1能够实现对聚合物溶液流动过程中的恒速控制和恒压控制。

优选的，导管2由聚四氟乙烯材料或钢材料制成；盛液筒4由高强度透明塑料或不锈钢制成。在本实施例中，盛液筒4是高度为300mm、内径为42mm、外径为50mm的透明塑料圆筒，方便对其内部的聚合物溶液进行观察，及时进行溶液的补充。

下面通过一个具体的实验过程，描述本实用新型中的装置的具体使用方法：

(1)连接好本实施例中的用于实验的装置；

(2)测出配制好的1500万的1500mg/L的聚合物溶液的初始粘度和浓度；

(3)关闭开关8，打开盛液筒4的盖体，将配置好的1500万的1500mg/L的聚合物溶液加入到盛液筒4中，然后在液面上方放一个活塞5后将盖体盖在盛液筒4上；

(4)打开泵体1，将泵体1设为恒压0.05Mpa；

(5)打开开关8，用烧杯收集通过过滤器6的滤液；

(6)测出滤液的粘度，算出粘度保留率和浓度保留率；

(7)改变过滤器6中的多孔介质的孔径重复以上步骤；

(8)然后画出滤液的粘度保留率和浓度保留率随多孔介质孔径变化的曲线图。

如图2所示，曲线拐点处横坐标为0.59μm，这就意味着1500万的1500mg/L的聚合物和孔径为0.59μm的多孔介质配伍。

使用本实用新型中的装置进行实验时，不需要通过计算只需要通过绘图就能够获得与聚合物溶液相配伍的多孔介质的值，也就相当于获得了与聚合物溶液相配伍的地层岩石的孔径，相比于现有技术中的装置和方法，实验更加简便、高效。同时，由于采用多孔介质代替了现有技术中的微孔滤膜，多孔介质与地层的实际情况更为接近，使用多孔介质进行实验获得结果更加可靠。

本实用新型中的泵体可以在实验过程中将聚合物溶液的流动方式设为恒速流动或恒压流动，满足实际中油田不同条件下的流动状况，保证实验的多样性和准确性。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于测定聚合物溶液与地层岩石配伍性的装置，包括用于盛放聚合物溶液的盛液筒(4)、设置于所述盛液筒(4)的出口端上用于控制出口开闭的开关(8)和用于回收聚合物溶液的回收容器(11)，其特征在于：所述开关(8)的下方设置有过滤器(7)，所述过滤器(7)中夹持有多孔介质(6)；

经过所述过滤器(7)过滤后的聚合物溶液流入到所述回收容器(11)中。

2.如权利要求1所述的用于测定聚合物溶液与地层岩石配伍性的装置，其特征在于：所述盛液筒(4)上与所述出口端相对的另一端设置有盖体，所述盖体与所述盛液筒(4)之间通过螺纹连接；

所述盛液筒(4)内部设置有可沿其筒壁滑动的活塞(5)，所述活塞(5)与盛液筒(4)的出口端之间充满聚合物溶液，所述活塞(5)与动力调节装置相连；

所述活塞(5)用于在动力装置的驱动下向所述聚合物溶液施加压力，以使聚合物溶液以恒定压力或恒定速度流出所述盛液筒(4)。

3.如权利要求2所述的用于测定聚合物溶液与地层岩石配伍性的装置，其特征在于：所述动力调节装置包括泵体(1)、阀体(10)、压力检测器(3)和导管(2)；

所述泵体(1)、阀体(10)和所述盖体依次通过导管(2)连通，所述泵体(1)用于向所述盖体与活塞(5)之间注入气体或液体，以使所述活塞(5)由靠近所述盖体的一端向出口端移动。

4.如权利要求3所述的用于测定聚合物溶液与地层岩石配伍性的装置，其特征在于：所述压力检测器(3)设置在所述阀体(10)上。

5.如权利要求2-4任一项所述的用于测定聚合物溶液与地层岩石配伍性的装置，其特征在于：还包括支架(9)，所述盛液筒(4)沿竖直方向固定在所 述支架(9)上；

所述盛液筒(4)的出口端位于所述盛液筒(4)的底部，所述盖体位于所述盛液筒(4)的顶部。

6.如权利要求5所述的用于测定聚合物溶液与地层岩石配伍性的装置，其特征在于：所述过滤器(7)固定在与其相连接的管路上。

7.如权利要求1-4任一项所述的用于测定聚合物溶液与地层岩石配伍性的装置，其特征在于：还包括恒温箱(12)；

所述恒温箱(12)中至少容纳所述盛液筒(4)、过滤器(7)和回收容器(11)。

8.根据权利要求3或4所述的用于测定聚合物溶液与地层岩石配伍性的装置，其特征在于：所述导管(2)由聚四氟乙烯材料或钢材料制成。

9.根据权利要求1-4任一项所述的用于测定聚合物溶液与地层岩石配伍性的装置，其特征在于：所述盛液筒(4)由高强度透明塑料或不锈钢制成。

10.根据权利要求3所述的用于测定聚合物溶液与地层岩石配伍性的装置，其特征在于：所述泵体(1)的工作压力范围为0—2MPa，所述泵体(1)的工作速度范围为0.01—15ml/min。