一種評(píng)價(jià)化學(xué)驅(qū)油劑與儲(chǔ)層滲透率匹配關(guān)系的物理模擬實(shí)驗(yàn)方法及實(shí)驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種評(píng)價(jià)化學(xué)驅(qū)油劑與儲(chǔ)層滲透率匹配關(guān)系的物理模擬實(shí)驗(yàn)方法及串聯(lián)微孔濾膜流動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置，包括：壓差控制及測(cè)量組件、模塊組合式串聯(lián)濾膜單元組件、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、處理組件；壓差控制及測(cè)量組件包括無(wú)油空氣壓縮機(jī)、穩(wěn)壓泵和壓力感應(yīng)器；模塊組合式串聯(lián)濾膜單元組件包括儲(chǔ)液裝置和微孔濾膜安裝裝置；數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、處理組件包括與計(jì)算機(jī)相連接的天平和重量壓力測(cè)量軟件系統(tǒng)；重量壓力測(cè)量軟件系統(tǒng)記錄壓力大小和流出液質(zhì)量并進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；微孔濾膜安裝裝置用來(lái)安裝直徑為47mm的微孔濾膜；壓差控制及測(cè)量組件、模塊組合式串聯(lián)濾膜單元組件、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、處理組件通過(guò)軟管連接起來(lái)，并用閥門來(lái)控制串聯(lián)實(shí)驗(yàn)。
【專利說(shuō)明】一種評(píng)價(jià)化學(xué)驅(qū)油劑與儲(chǔ)層滲透率匹配關(guān)系的物理模擬實(shí)驗(yàn)方法及實(shí)驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化學(xué)驅(qū)提高采收率【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種評(píng)價(jià)化學(xué)驅(qū)油劑與儲(chǔ)層滲透率匹配關(guān)系的物理模擬實(shí)驗(yàn)方法及配套的串聯(lián)微孔濾膜流動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置。
技術(shù)背景
[0002]化學(xué)驅(qū)驅(qū)油技術(shù)是提高石油采收率的一種重要方法，包括聚合物驅(qū)和復(fù)合化學(xué)驅(qū)。注入能力是化學(xué)驅(qū)油劑的主要性能指標(biāo)之一，良好的注入性能可以使化學(xué)驅(qū)油劑在同一層系內(nèi)儲(chǔ)層條件差異較大的各層段均勻推進(jìn)，提高波及效率，從而提高原油采收率。儲(chǔ)層的巖石孔隙空間主要由孔隙和喉道構(gòu)成，喉道的大小控制著儲(chǔ)層巖石的滲透能力，只有與儲(chǔ)層喉道匹配的化學(xué)驅(qū)油劑才能在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出較好的注入性。由于不同油藏的儲(chǔ)層條件差異性很大，因此開(kāi)發(fā)出適合特定儲(chǔ)層條件的驅(qū)油劑配方具有重大意義。
[0003]化學(xué)驅(qū)油劑中所使用的增稠劑主要是水溶性高分子。高分子在溶液中的分子形態(tài)和分子間相互作用決定了驅(qū)油劑的流體力學(xué)尺寸，也決定了驅(qū)油劑在特定滲透率儲(chǔ)層中的注入性能。隨著化學(xué)驅(qū)技術(shù)的發(fā)展，驅(qū)油劑的種類越來(lái)越豐富，既包括傳統(tǒng)的依賴分子量實(shí)現(xiàn)高效增粘的超高分子量部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)類聚合物，也包括依賴分子間相互作用，形成超分子聚集體來(lái)提高工作液有效粘度的各種新型聚合物產(chǎn)品，比如疏水締合聚合物驅(qū)油劑。在研究化學(xué)驅(qū)油劑注入性能的影響因素時(shí)，一方面考察聚合物分子量、聚合物溶液濃度、注入速度以及注入方式等因素對(duì)聚合物的注入能力的影響，另一方面考察聚合物分子之間、聚合物分子與表面活性劑分子之間通過(guò)分子間相互作用所形成的聚集體對(duì)注入性能的影響，其中聚合物分子/聚集體尺寸與孔喉尺寸匹配關(guān)系是影響化學(xué)驅(qū)油劑注入性的最重要的控制因素。聚合物分子/聚集體尺寸過(guò)大，化學(xué)驅(qū)油劑可能會(huì)堵塞儲(chǔ)層，造成傷害；聚合物分子/聚集體尺寸太小，則增粘性較差，會(huì)大幅度增加聚合物的用量，影響化學(xué)驅(qū)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，因此研究聚合物/聚集體尺寸與儲(chǔ)層孔喉的匹配關(guān)系對(duì)于化學(xué)驅(qū)技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。
[0004]在實(shí)際注入過(guò)程中，超分子聚集體的尺寸始終處于動(dòng)態(tài)變化過(guò)程中，不僅與聚合物的基本參數(shù)密切相關(guān)，而且受到水動(dòng)力學(xué)條件的重要影響。因此評(píng)價(jià)這類新型驅(qū)油劑的注入性需要建立新的評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方法。傳統(tǒng)的聚合物注入性評(píng)價(jià)方法是使用巖心驅(qū)替裝置，天然巖心與實(shí)際油層的情況最為接近，實(shí)驗(yàn)結(jié)果最能反映在油藏中的實(shí)際。但是這種驅(qū)油劑注入性實(shí)驗(yàn)的操作復(fù)雜，耗時(shí)長(zhǎng)，巖心選取難度較大，很難進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)和對(duì)比性實(shí)驗(yàn)，無(wú)法進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)規(guī)律研究。
[0005]近幾年來(lái)，有人采用微孔濾膜法對(duì)聚合物水化分子尺寸進(jìn)行研究。微孔濾膜法是將微孔濾膜模擬為某個(gè)直徑孔喉，不同分子量的聚合物用不同孔徑的微孔濾膜進(jìn)行過(guò)濾，找到聚合物分子與巖石孔喉大小的匹配關(guān)系。微孔濾膜的孔徑和孔分布比較均勻，其數(shù)據(jù)具有重復(fù)性和可靠性。中國(guó)石油大學(xué)的林梅欽等人用核孔膜過(guò)濾實(shí)驗(yàn)研究了聚合物與核孔膜孔隙間的匹配關(guān)系，在一定壓力下記錄一定質(zhì)量的聚合物溶液通過(guò)不同孔徑核孔膜的時(shí)間，根據(jù)過(guò)濾體積與過(guò)濾時(shí)間的曲線判斷聚合物分子大小與核孔膜孔徑的匹配關(guān)系，測(cè)定聚合物溶液在不同孔徑核孔膜流出前后的粘度，濃度來(lái)判斷聚合物溶液在核孔膜的滯留情況，用核孔濾膜法測(cè)得的聚合物分子尺寸與動(dòng)態(tài)光散射法測(cè)得的聚合物分子線團(tuán)大小基本相一致(林梅欽，左清泉等人，部分水解聚丙烯酰胺與核孔膜孔隙的匹配關(guān)系，石油化工高等學(xué)校學(xué)報(bào)，2012，25 (2))。這種實(shí)驗(yàn)方法可以初步快速判斷一種聚合物的流體力學(xué)尺寸，但是存在如下缺點(diǎn):1、由于聚合物水化分子具有粘彈性，在壓力作用下會(huì)產(chǎn)生形變，因此采用流量作為主要技術(shù)指標(biāo)判別聚合物能否通過(guò)特定孔喉不準(zhǔn)確、不全面，更為重要的是，由于沒(méi)有建立微孔濾膜孔徑與儲(chǔ)層滲透率的關(guān)系，因此實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)驅(qū)油劑在實(shí)際儲(chǔ)層的應(yīng)用缺乏指導(dǎo)意義；2、采用氮?dú)馄縼?lái)提供壓力，用減壓閥來(lái)調(diào)節(jié)所需壓力，使用秒表記錄流出液流出時(shí)間，實(shí)驗(yàn)精確度不高，數(shù)據(jù)量較小，難以分析驅(qū)油劑的動(dòng)態(tài)流動(dòng)實(shí)驗(yàn)特征；3、該實(shí)驗(yàn)裝置只能實(shí)現(xiàn)單級(jí)過(guò)濾，不能實(shí)現(xiàn)多級(jí)過(guò)濾，因此可以初步判斷聚合物溶液與微孔濾膜的匹配性，不能通過(guò)動(dòng)態(tài)分析來(lái)判斷注入流體的傳導(dǎo)性，無(wú)法確定驅(qū)油劑能否在地層中均勻向前推進(jìn)；4、該實(shí)驗(yàn)方法沒(méi)有考慮分子間相互作用，因此只適用于研究沒(méi)有分子間相互作用的聚丙烯酰胺，不適合研究具有超分子結(jié)構(gòu)的新型驅(qū)油劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種評(píng)價(jià)化學(xué)驅(qū)油劑與儲(chǔ)層滲透率匹配關(guān)系的實(shí)驗(yàn)方法，并設(shè)計(jì)配套的評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)裝置。
[0007]本發(fā)明的目的之一是根據(jù)小分子粘性流體(甘油)、超高分子量聚合物(HPAM)和新型超分子驅(qū)油劑(疏水締合聚合物)在串聯(lián)微孔濾膜流動(dòng)實(shí)驗(yàn)中的動(dòng)態(tài)特征和流經(jīng)多孔濾膜前后溶液性質(zhì)的變化，確定化學(xué)驅(qū)油劑通過(guò)不同孔徑微孔濾膜的實(shí)驗(yàn)判定標(biāo)準(zhǔn)，建立化學(xué)驅(qū)油劑與儲(chǔ)層滲透率是否匹配的實(shí)驗(yàn)判定標(biāo)準(zhǔn):1、驅(qū)油劑在過(guò)濾前后的剪切粘度粘度變化< 10% ;2、驅(qū)油劑流經(jīng)不同級(jí)別微孔濾膜時(shí)能夠快速((400秒)、穩(wěn)定地建立均勻壓力差；3、各級(jí)微孔濾膜壓力穩(wěn)定后，驅(qū)油劑的流出速度在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中基本保持不變(波動(dòng)幅度< 10% )0
[0008]本發(fā)明目的之二是根據(jù)對(duì)理想均質(zhì)多孔介質(zhì)物理模型的理論分析和理想物理模型滲透率的實(shí)驗(yàn)結(jié)果回歸計(jì)算，建立了儲(chǔ)層滲透率與孔喉的對(duì)應(yīng)關(guān)系。采用一系列不同直徑單分散玻璃微珠填充獲得理想均質(zhì)多孔介質(zhì)物理模型，通過(guò)對(duì)玻璃微珠不同排列方式對(duì)孔隙度、孔隙體積等參數(shù)的影響分析和不同直徑玻璃微珠填充物理模型水測(cè)滲透率結(jié)果的數(shù)學(xué)分析，建立了單分散玻璃微珠填充均質(zhì)物理模型滲透率與儲(chǔ)層孔喉直徑的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并以此作為選取儲(chǔ)層滲透率所對(duì)應(yīng)的濾膜孔徑的依據(jù)。
[0009]本發(fā)明目的之三提供一種多級(jí)微孔濾膜串聯(lián)實(shí)驗(yàn)裝置，通過(guò)多級(jí)濾膜之間壓差的均勻性和建立穩(wěn)定壓差所需要的時(shí)間來(lái)準(zhǔn)確評(píng)價(jià)驅(qū)油劑的注入動(dòng)態(tài)特征，建立了一種評(píng)價(jià)不同性質(zhì)化學(xué)驅(qū)油劑與儲(chǔ)層滲透率匹配關(guān)系的實(shí)驗(yàn)方法。由于許多新型驅(qū)油劑在溶液中以聚集體的形式存在，在一定壓差(剪切速率)條件下聚集體可以拆散，從而順利通過(guò)微孔濾膜，但是這種聚集體結(jié)構(gòu)能否有效恢復(fù)對(duì)于驅(qū)油劑的驅(qū)油能力至關(guān)重要。采用單級(jí)濾膜無(wú)法判斷驅(qū)油劑注入過(guò)程中聚集體尺寸的變化，因此需要測(cè)量驅(qū)油劑在通過(guò)多級(jí)濾膜時(shí)壓差的均勻性和建立壓差的時(shí)間來(lái)判斷該驅(qū)油劑是否與儲(chǔ)層孔隙匹配，是否能在地層中均勻向前推進(jìn)。該實(shí)驗(yàn)裝置的核心部分包括多個(gè)串聯(lián)的微孔濾膜單元，在每?jī)蓚€(gè)微孔濾膜單元之間安裝壓力傳感器，每個(gè)串聯(lián)的微孔濾膜單元流出液的實(shí)時(shí)質(zhì)量數(shù)據(jù)可以通過(guò)帶有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸功能的電子天平進(jìn)行監(jiān)測(cè)。對(duì)化學(xué)驅(qū)油劑通過(guò)微孔濾膜單元前后剪切粘度分析和化學(xué)驅(qū)油劑在不同直徑微孔濾膜單元串聯(lián)組合實(shí)驗(yàn)裝置中的流動(dòng)動(dòng)態(tài)特征分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)化學(xué)驅(qū)油劑與儲(chǔ)層滲透率匹配關(guān)系的快速、準(zhǔn)確判斷。該實(shí)驗(yàn)裝置可以用來(lái)快速評(píng)價(jià)化學(xué)驅(qū)油劑與特定滲透率儲(chǔ)層的匹配關(guān)系，也可以用來(lái)研究驅(qū)油劑分子結(jié)構(gòu)、組成與注入性的關(guān)系，還可以用來(lái)研究驅(qū)油劑在儲(chǔ)層中的傳播特性和動(dòng)態(tài)特征。
[0010]本發(fā)明中串聯(lián)微孔濾膜流動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置主要由四個(gè)部分組成，包括:(1)恒壓或恒速驅(qū)動(dòng)裝置及壓差測(cè)量、控制組件；(2)模塊組合式串聯(lián)濾膜單元組件；(3)濾膜單元壓力和流出液質(zhì)量測(cè)量組件；(4)壓力、質(zhì)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集和處理平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)中的動(dòng)力源可以為精密恒流泵(流速范圍0.001 - 12.0mL/min)或者恒壓驅(qū)動(dòng)裝置。其中恒壓驅(qū)動(dòng)裝置包括氣體壓力源(壓力輸出≤ 0.8MPa)，帶有壓力調(diào)節(jié)功能(調(diào)節(jié)精度≤IOkPa)的穩(wěn)壓緩沖容器及配套的快速連接接頭和閥門，其中氣體壓力源可以是無(wú)油空氣壓縮機(jī)或帶有減壓閥的氣體鋼瓶。模塊組合式串聯(lián)濾膜單元組件包括一個(gè)或多個(gè)可更換不同孔徑、不同種類濾膜的、接口處有密封圈、由金屬或工程塑料加工制作的夾持單元，驅(qū)油劑儲(chǔ)液容器及配套的快速連接接頭和閥門。濾膜單元壓力和流出液質(zhì)量測(cè)量組件包括一個(gè)或多個(gè)用于測(cè)定濾膜單元前后壓差的壓力傳感器(量程0.6MPa，精度±0.1% )，一個(gè)或多個(gè)用于測(cè)定單個(gè)濾膜單元或串聯(lián)濾膜單元組流出液質(zhì)量的、帶有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸功能的電子天平(精度0.01g)。壓力、質(zhì)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集和處理平臺(tái)包括多路數(shù)據(jù)采集集成接口、具有壓力和質(zhì)量實(shí)時(shí)采集、顯示、存儲(chǔ)功能的軟件以及配套的數(shù)據(jù)連接接口和數(shù)據(jù)線。
[0011]本發(fā)明中采用串聯(lián)微孔濾膜流動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行化學(xué)驅(qū)油劑與儲(chǔ)層滲透率匹配關(guān)系的評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)的步驟如下:
[0012](I)根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)選擇合適孔徑微孔濾膜、確定濾膜單元、壓力傳感器、天平和儲(chǔ)液容器的數(shù)量及連接方式，采用PVC管和配套的快速連接接頭、閥門組裝串聯(lián)微孔濾膜流動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置(如圖4所示)；
[0013] (2)打開(kāi)氣體壓力源，調(diào)節(jié)穩(wěn)壓緩沖容器中的壓力至所需要的數(shù)值或者啟動(dòng)精密恒流泵，設(shè)定所需要的流速，打開(kāi)各個(gè)微孔濾膜單元的控制閥，關(guān)閉出口末端控制閥，測(cè)試系統(tǒng)封性能；
[0014](3)在儲(chǔ)液容器中裝入待測(cè)驅(qū)油劑，通過(guò)閥門控制驅(qū)油劑的流出，對(duì)壓力和流出液質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集；
[0015](4)實(shí)驗(yàn)完成后拆卸串聯(lián)微孔濾膜流動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置，對(duì)與驅(qū)油劑直接接觸的各個(gè)組件進(jìn)行清洗、烘干；對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析，判別化學(xué)驅(qū)油劑與儲(chǔ)層滲透率是否匹配。
[0016]本發(fā)明的功能:
[0017]1、快速篩選適合特定滲透率儲(chǔ)層的驅(qū)油劑并研究驅(qū)油劑在多孔介質(zhì)中的傳導(dǎo)特性和動(dòng)態(tài)傳播特征。通過(guò)測(cè)定驅(qū)油劑通過(guò)微孔濾膜前后剪切粘度的變化、多級(jí)微孔濾膜之間建立平衡壓力所需的時(shí)間和比較驅(qū)油劑通過(guò)多級(jí)微孔濾膜的壓差可以判別驅(qū)油劑是否能通過(guò)微孔濾膜，并評(píng)價(jià)驅(qū)油劑在與此孔徑微孔濾膜相匹配的特定滲透率儲(chǔ)層中的傳導(dǎo)性和動(dòng)態(tài)傳播特征。
[0018]2、快速篩選適合特定驅(qū)油劑的儲(chǔ)層，在串聯(lián)濾膜單元組件中安裝不同孔徑的微孔濾膜，按照孔徑由大到小的順序排列，這樣就可以快速找到驅(qū)油劑所匹配的儲(chǔ)層滲透率條件。
[0019]3、不同材質(zhì)的微孔濾膜具有不同的潤(rùn)濕性，因此可以采用不同潤(rùn)濕性的濾膜來(lái)模擬儲(chǔ)層條件，研究不同儲(chǔ)層條件下驅(qū)油劑的注入性與潤(rùn)濕性的關(guān)系；
[0020]4、可以通過(guò)驅(qū)油劑在多級(jí)串聯(lián)濾膜流動(dòng)實(shí)驗(yàn)中壓力變化的動(dòng)態(tài)特征研究驅(qū)油劑的形變-回復(fù)特征、分子間的相互作用。
[0021]有益效果
[0022]本發(fā)明的目的是建立一種評(píng)價(jià)化學(xué)驅(qū)油劑與儲(chǔ)層滲透率匹配關(guān)系的評(píng)價(jià)方法，并設(shè)計(jì)配套的實(shí)驗(yàn)裝置。
[0023]1、本發(fā)明設(shè)計(jì)原理更科學(xué)，對(duì)化學(xué)驅(qū)油劑在儲(chǔ)層中的滲流條件的模擬更精確。本發(fā)明根據(jù)理想均質(zhì)多孔介質(zhì)物理模型中滲透率與孔喉直徑的關(guān)系選用不同孔徑的微孔濾膜模擬儲(chǔ)層的孔喉特征，實(shí)驗(yàn)原理更為科學(xué)，適用于驅(qū)油劑與儲(chǔ)層滲透率匹配關(guān)系的基礎(chǔ)研究工作；本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)壓力和流速精確控制，使實(shí)驗(yàn)條件能夠更好地模擬儲(chǔ)層滲流條件，實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)于驅(qū)油劑在實(shí)際儲(chǔ)層的應(yīng)用具有更好的指導(dǎo)意義。
[0024]2、本發(fā)明適用于多種不同類型(潤(rùn)濕性)、不同尺寸的微孔濾膜材料，可以模擬多種不同儲(chǔ)層滲透率和潤(rùn)濕性條件。
[0025]3、本發(fā)明建立的評(píng)價(jià)化學(xué)驅(qū)油劑與儲(chǔ)層滲透率匹配關(guān)系的方法不僅適用于常規(guī)的聚丙烯酰胺溶液，也適用于分子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜、具有超分子作用的各種新型驅(qū)油劑，使用范圍更廣泛。
[0026]4、本發(fā)明中濾膜單元、壓力傳感器及不同功能組件之間采用快速連接接頭進(jìn)行連接，可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求快速、靈活地組裝用于的不同研究目標(biāo)的多級(jí)微孔濾膜串聯(lián)流動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置。
[0027]5、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)流動(dòng)壓力、流出液質(zhì)量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和分析，對(duì)比采用巖心或填砂管進(jìn)行的驅(qū)油劑注入性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)方法和配套實(shí)驗(yàn)裝置所需要的實(shí)驗(yàn)時(shí)間可以減少90%以上，實(shí)驗(yàn)成本也大幅度減低；同時(shí)，由于實(shí)驗(yàn)中的微孔濾膜為工業(yè)化批量產(chǎn)品，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的控制也更為精確，所以實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和重復(fù)性顯著提高，能夠適用于不同驅(qū)油劑在不同儲(chǔ)層條件下注入性特征的定量評(píng)價(jià)研究，對(duì)與該領(lǐng)域的相關(guān)基礎(chǔ)研究就有重要意義。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1微孔濾膜的微觀結(jié)構(gòu)。
[0029]圖2微孔濾膜的微觀結(jié)構(gòu)。
[0030]圖3微孔濾膜夾持單元結(jié)構(gòu)圖。
[0031 ]圖4本發(fā)明的裝置流程示意圖。
[0032]圖5聚丙烯酰胺(2000萬(wàn))在孔徑為8.0 μ m，壓力為IOOkPa的測(cè)試結(jié)果。
[0033]圖6聚丙烯酰胺(2000萬(wàn))在孔徑為10.0 μ m，壓力為IOOkPa的測(cè)試結(jié)果。
[0034]圖7疏水締合聚合物X102在孔徑為3.0 μ m，壓力為50kPa的測(cè)試結(jié)果。
[0035]圖8疏水締合聚合物X102在孔徑為3.0 μ m，壓力為180kPa的測(cè)試結(jié)果。
[0036]圖9聚丙烯酰胺(900萬(wàn))在孔徑為3.0 μ m，壓力為87kPa的測(cè)試結(jié)果。
[0037]圖10聚丙烯酰胺(900萬(wàn))在孔徑為3.0 μ m，壓力為87kPa的重復(fù)性測(cè)試結(jié)果?！揪唧w實(shí)施方式】
[0038]本發(fā)明涉及一種評(píng)價(jià)化學(xué)驅(qū)油劑與儲(chǔ)層滲透率匹配關(guān)系的物理模擬實(shí)驗(yàn)方法及配套的串聯(lián)微孔濾膜流動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置。以下結(jié)合裝置流程示意圖，說(shuō)明本發(fā)明微孔濾膜流動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)施例。
[0039]實(shí)施例1微孔濾膜孔喉直徑與滲透率關(guān)系
[0040]設(shè)單分散玻璃微珠的粒徑為D，通過(guò)單分散玻璃微珠填充得到的多孔介質(zhì)的孔喉直徑為dm，首先用不同目數(shù)的玻璃微珠填充得出不同填充目數(shù)與滲透率、孔隙度、粒徑的關(guān)系，玻璃微珠不同的堆積方式對(duì)應(yīng)不同的孔喉直徑。找到粒徑與孔喉直徑最大最小值的關(guān)系，進(jìn)而找到滲透率與孔喉直徑的關(guān)系，以滲透率為縱坐標(biāo)，孔喉直徑為橫坐標(biāo)作圖，對(duì)線性增加階段進(jìn)行線性擬合，獲得兩個(gè)參數(shù)之間的關(guān)系式，從而外推得到更低滲透率下的孔喉直徑。玻璃微珠填充物理模型參數(shù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1，目數(shù)與粒徑轉(zhuǎn)換結(jié)果見(jiàn)表2。
[0041]表1.玻璃微珠填充物理模型參數(shù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)
[0042]
【權(quán)利要求】
1.一種評(píng)價(jià)化學(xué)驅(qū)油劑與儲(chǔ)層滲透率匹配關(guān)系的物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括:壓差控制及測(cè)量組件、模塊組合式串聯(lián)濾膜單元組件、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、處理組件；壓差控制及測(cè)量組件包括無(wú)油空氣壓縮機(jī)(100)、穩(wěn)壓泵(101)和壓力感應(yīng)器(110，111，112);無(wú)油空氣壓縮機(jī)(100)提供壓力，穩(wěn)壓泵(101)來(lái)用調(diào)節(jié)所需壓力，并保持壓力穩(wěn)定；模塊組合式串聯(lián)濾膜單元組件包括儲(chǔ)液裝置(108，109)和微孔濾膜安裝裝置(113，114，115);微孔濾膜安裝裝置(113，114，115)串聯(lián)；數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、處理組件包括與計(jì)算機(jī)相連接的天平(116)和重量壓力測(cè)量軟件系統(tǒng)(117);把液體裝入儲(chǔ)液罐中，用閥門控制溶液的流出，當(dāng)有液體通過(guò)連接管流經(jīng)壓力感應(yīng)器(110，111，112)時(shí)，計(jì)算機(jī)重量壓力測(cè)量軟件系統(tǒng)(117)記錄壓力大小和流出液質(zhì)量并進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；微孔濾膜安裝裝置用來(lái)安裝直徑為47_的微孔濾膜；壓差控制及測(cè)量組件、模塊組合式串聯(lián)濾膜單元組件、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、處理組件通過(guò)軟管連接起來(lái)，并用閥門來(lái)控制串聯(lián)實(shí)驗(yàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，儲(chǔ)液罐底部有控制閥，可以控制溶液流速，防止溶液流速過(guò)快沖破微孔濾膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，閥門(103,104)為進(jìn)氣閥，閥門(105)用來(lái)排出儲(chǔ)液罐中的氣體，閥門(106，107)用來(lái)控制液體的流出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，微孔濾膜安裝裝置用于固定微孔濾膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述微孔濾膜其材質(zhì)可為親水性膜如混合纖維素膜(MCE)、尼龍膜(Nylon)、聚醚砜膜(PES)、硝酸纖維素膜(CN)、醋酸纖維素膜(CA)、玻璃纖維膜(BF)等，也可為疏水性膜如聚偏二氟乙烯膜(PVDF)、聚四氟乙烯膜(PTFE)等，孔徑范圍為0.1-20 μ m，可模擬多種不同儲(chǔ)層滲透率和潤(rùn)濕性條件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，可以進(jìn)行多級(jí)串聯(lián)。
【文檔編號(hào)】E21B43/22GK104005744SQ201410271642
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月18日
【發(fā)明者】馮茹森, 郭擁軍, 胡俊, 嵇薇, 唐昊, 高飛龍, 張新民 申請(qǐng)人:西南石油大學(xué)