專利名稱：模擬聚合物溶液剪切的方法及其專用設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚合物驅(qū)提高采收率技術(shù)領(lǐng)域中快速模擬聚合物經(jīng)過地層剪切 的方法及其專用設(shè)備。
背景技術(shù)：
聚合物驅(qū)已成為油田開發(fā)過程中重要的提高采收率技術(shù)。在注聚方案的設(shè)計階 段，聚合物溶液性能對注聚方案設(shè)計起著至關(guān)重要的作用，方案設(shè)計中涉及的關(guān)于聚合物 溶液性能的參數(shù)均為實際油藏條件下的溶液性能，對于這些實際油藏條件下的粘度、流變 性等參數(shù)，室內(nèi)只能通過對聚合物溶液的模擬剪切得到，可以說模擬剪切方法的準(zhǔn)確性直 接影響到數(shù)值模擬過程中各參數(shù)的選擇，最終影響注聚開發(fā)效果。目前，通過對聚合物溶 液的剪切來模擬實際油藏條件下聚合物溶液粘度及結(jié)構(gòu)的方法主要有兩種一種方法是巖 心剪切，這種方法是利用注入泵使中間容器中的聚合物溶液通過裝有模擬巖心的巖心夾持 器，從而實現(xiàn)對聚合物溶液的剪切。該方法需要的設(shè)備主要包括注入泵，中間容器，巖心夾 持器等部件，在一定程度上可以模擬聚合物溶液受剪切以后的溶液性能，但是該方法操作 起來比較繁瑣，對于大批量的室內(nèi)實驗來說既不經(jīng)濟(jì)時間上也不允許。為解決巖心剪切這 種方法的不足，目前室內(nèi)普遍利用WARING攪拌器對聚合物進(jìn)行剪切之后再測定其粘度、流 變性，阻力系數(shù)和殘余阻力系數(shù)的數(shù)據(jù)，但是，利用WARING攪拌器剪切聚合物溶液實際上 是純粹的機械剪切，并不能真實反映聚合物溶液進(jìn)入地層時被剪切的實際情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種聚合物溶液剪切的設(shè)備。本發(fā)明提供的聚合物溶液剪切的設(shè)備包括一個含上蓋和下蓋的殼體，其特征在 于所述設(shè)備還包括設(shè)置在殼體內(nèi)部并且支撐在所述下蓋上的模擬巖心；所述模擬巖心的 外壁與所述殼體的內(nèi)壁緊密接觸；所述上蓋上開設(shè)一氣體接口 ；所述下蓋上開設(shè)一濾液出進(jìn)一步，上述模擬巖心的滲透率可為1500毫達(dá)西(mD)，孔隙度可為30%。進(jìn)一步，上述設(shè)備還包括設(shè)置在所述殼體內(nèi)壁上的并且下端與所述模擬巖心的上 端緊密接觸的一圈密封件。上述密封件與所述殼體內(nèi)壁一體成型。優(yōu)選地，上述密封件的厚度在遠(yuǎn)離所述殼體內(nèi)壁的方向上是逐漸變薄的。上述上蓋與所述殼體的上端可用螺紋連接；所述下蓋與所述殼體的下端可用螺紋 連接。上述殼體可以是圓柱形；所述模擬巖心相應(yīng)也是圓柱形。本發(fā)明的另一目的在于提供一種模擬聚合物溶液剪切的方法。本發(fā)明提供的模擬聚合物溶液剪切的方法，是將聚合物溶液置于任一上述的設(shè)備 中進(jìn)行剪切。
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上述剪切可包括以下步驟1)將待剪切的聚合物溶液置于所述殼體內(nèi)的模擬巖心上方；2)將可控壓力源與所述上蓋上的氣體接口相連，控制壓力在3_4MPa ；3)從所述濾液出口收集經(jīng)剪切過的聚合物溶液。具體地講，上述可控壓力源為高壓氮氣瓶。實驗發(fā)現(xiàn)實施例2中的聚合物SNF3640D經(jīng)本發(fā)明提供的設(shè)備剪切后，粘度由 26mPa. s變?yōu)?8mPa. s ；實施例3的聚合物AP-P4溶液經(jīng)本發(fā)明提供的設(shè)備剪切后，粘度由 175mPa. s 變?yōu)?45mPa. s。本發(fā)明提出的室內(nèi)快速模擬聚合物溶液剪切方法與背景技術(shù)中的兩種方法相比， 即實現(xiàn)了巖心剪切方法的相似性，又兼顧了 WARING攪拌器快速剪切的特點，非常適合室內(nèi) 模擬聚合物溶液剪切使用。


圖1為實施例1中的聚合物溶液剪切的設(shè)備的剖面示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不限于以下實施例。下述實施例中，如無特殊說明，均為常規(guī)方法。實施例1、聚合物溶液剪切的設(shè)備如圖1所示，本發(fā)明提供的聚合物溶液剪切的設(shè)備包括一個含上蓋2和下蓋6的 殼體8。殼體是圓柱形。其中上蓋2與殼體8的上端是螺紋連接，可以保證密封效果。在上 蓋2上開設(shè)了一個氣體接口 1，在具體使用本發(fā)明的設(shè)備時，需要將該氣體接口與外部的可 控壓力源如高壓氮氣瓶相連接，然后往殼體內(nèi)通入氮氣。下蓋6與殼體8的下端也是螺紋 連接，同樣可以保證密封效果。在下蓋6上開設(shè)了濾液出口 5，方便收集剪切過的聚合物溶 液。本發(fā)明提供的設(shè)備還包括一圓柱形的模擬巖心4，該模擬巖心是設(shè)置在殼體8的 內(nèi)部并且由下蓋6支撐。模擬巖心4的外壁與所述殼體8的內(nèi)壁緊密接觸。根據(jù)油田的 油藏條件及地質(zhì)特征壓制適當(dāng)?shù)哪M巖心，本實施例提供的模擬巖心參數(shù)是直徑10cm， 高5cm，滲透率1500mD，孔隙度30%，模擬巖心采用80-100目石英砂壓制，膠結(jié)物膠結(jié)。雖然，本發(fā)明的設(shè)備中模擬巖心4與的外壁與所述殼體8的內(nèi)壁緊密接觸，但是模 擬巖心4和殼體8內(nèi)壁之間還是可能存在縫隙。因此，為了更好地模擬聚合物溶液的剪切 效果，本發(fā)明的設(shè)備還包括設(shè)置在殼體8內(nèi)壁上的一圈密封件3，密封件3的下端與模擬巖 心4的上端緊密接觸，這樣可以阻止模擬巖心4上方的聚合物溶液7從模擬巖心4和殼體 8內(nèi)壁之間的縫隙中通過。另外，由于本發(fā)明設(shè)備中的殼體8內(nèi)部壓強大，為了將密封件3 較好地固定在殼體內(nèi)壁上，密封件3與殼體8內(nèi)壁一體成型。本發(fā)明的殼體的容積設(shè)置為 1L即可較好地模擬聚合物溶液剪切，而在1L的殼體8內(nèi)的密封件3的寬度為l-2cm，密封 件3的靠近殼體內(nèi)壁的一端的厚度為2-3mm，遠(yuǎn)離殼體內(nèi)壁向殼體中心靠近的另一端的厚 度可為1mm，密封件3具體的材質(zhì)為塑料制品或橡膠制品，本實施例采用的是塑料制品。本 發(fā)明提供的設(shè)備中的合規(guī)部件均是耐壓材料，可耐壓lOMPa。
實施例2、聚合物溶液剪切一、剪切對象是聚合物SNF3640D溶液聚合物SNF3640D溶液的基本性能如下聚合物SNF3640D屬于分子量為2200 萬-2400萬的普通水解聚丙烯酰胺；配聚水采用模擬水，模擬水礦化度3000mg/L，Ca2++Mg2+ 含量50mg/L ；聚合物溶液配制濃度為1000mg/L，未剪切前經(jīng)測量粘度為26mPa. s。1、將實施例1的設(shè)備中的下蓋6旋緊，打開上蓋2，將聚合物SNF3640D溶液7注入 殼體8內(nèi)的模擬巖心4的上方，旋緊上蓋2 ；2、將高壓氮氣瓶與氣體接口 1相連，控制壓力在3MPa左右，通氮氣；3、在濾液出口 5處回收經(jīng)巖心剪切后的聚合物溶液。待濾液收集完畢后，首先用 離心機離心(離心目的是把收集的聚合物溶液內(nèi)的砂子分離出來)，離心速度10000轉(zhuǎn)/分 鐘，之后利用布氏粘度計測量聚合物溶液粘度，測量結(jié)果顯示剪切后的聚合物溶液粘度值 為 18mPa. So二、剪切對象是聚合物AP-P4溶液聚合物AP-P4溶液的基本性能如下聚合物AP-P4屬于疏水締合聚合物，分子量為 1100萬左右；配聚水采用模擬水，模擬水礦化度9000mg/L，Ca2++Mg2+含量700mg/L ；聚合物 溶液配制濃度為1750mg/L，未剪切前經(jīng)測量粘度為175mPa. s。1、將實施例1的設(shè)備中的下蓋6旋緊，打開上蓋2，將聚合物AP-P4溶液7注入殼 體8內(nèi)的模擬巖心4的上方，旋緊上蓋2 ；2、將高壓氮氣瓶與氣體接口 1相連，控制壓力在3MPa左右，通氮氣；3、在濾液出口 5處回收經(jīng)巖心剪切后的聚合物溶液。待濾液收集完畢后，首先用 離心機離心，離心速度10000轉(zhuǎn)/分鐘，之后利用布氏粘度計測量聚合物溶液粘度，測量結(jié) 果顯示剪切后的聚合物溶液粘度值為45mPa. s。以上所述之實施方式為本實施例的實施案例之一，并非以此限制本實施例的實施 范圍，故凡依本實施例之形狀、構(gòu)造及原理所做的等效變化，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍 內(nèi)。
權(quán)利要求
聚合物溶液剪切的設(shè)備，包括一個含上蓋和下蓋的殼體，其特征在于所述設(shè)備還包括位于所述殼體內(nèi)部并且設(shè)置在所述下蓋上的模擬巖心；所述模擬巖心的外壁與所述殼體的內(nèi)壁緊密接觸；所述上蓋上開設(shè)一氣體接口；所述下蓋上開設(shè)一濾液出口。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備還包括設(shè)置在所述殼體內(nèi)壁上的 并且下端與所述模擬巖心的上端緊密接觸的一圈密封件。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于所述密封件與所述殼體內(nèi)壁一體成型。
4.如權(quán)利要求2或3所述的設(shè)備，其特征在于所述密封件的厚度在遠(yuǎn)離所述殼體內(nèi) 壁的方向上是逐漸變薄的。
5.如權(quán)利要求1-4中任一所述的設(shè)備，其特征在于所述上蓋與所述殼體的上端螺紋 連接；所述下蓋與所述殼體的下端螺紋連接。
6.如權(quán)利要求1-5中任一所述的設(shè)備，其特征在于所述殼體是圓柱形；所述模擬巖心 是圓柱形。
7.一種模擬聚合物溶液剪切的方法，是將聚合物溶液置于權(quán)利要求1-6中任一所述的 設(shè)備中進(jìn)行剪切。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述剪切包括以下步驟1)將待剪切的聚合物溶液置于所述殼體內(nèi)的模擬巖心上方；2)將可控壓力源與所述上蓋上的氣體接口相連，控制壓力在3-4MPa；3)從所述濾液出口收集經(jīng)剪切過的聚合物溶液。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述可控壓力源為高壓氮氣瓶。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種模擬聚合物溶液剪切的方法及其專用設(shè)備。本發(fā)明提供的設(shè)備包括一個含上蓋和下蓋的殼體，其特征在于所述設(shè)備還包括設(shè)置在殼體內(nèi)部并且支撐在所述下蓋上的模擬巖心；所述模擬巖心的外壁與所述殼體的內(nèi)壁緊密接觸；所述上蓋上開設(shè)一氣體接口；所述下蓋上開設(shè)一濾液出口。本發(fā)明提出的室內(nèi)快速模擬聚合物溶液剪切方法與背景技術(shù)中的兩種方法相比，既實現(xiàn)了巖心剪切方法的相似性，又兼顧了WARING攪拌器快速剪切的特點，非常適合室內(nèi)模擬聚合物溶液剪切使用。
文檔編號G01N11/00GK101845946SQ20101018879
公開日2010年9月29日 申請日期2010年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月31日
發(fā)明者崔盈賢, 張健, 楊光, 薛新生, 趙文森 申請人:中國海洋石油總公司;中海石油研究中心