儲(chǔ)層中凝膠調(diào)堵劑性能測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型是關(guān)于一種凝膠在多孔介質(zhì)中封堵特性的定量測量和表征的裝置，尤 其設(shè)及一種儲(chǔ)層中凝膠調(diào)堵劑性能測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，國內(nèi)絕大多數(shù)油田都進(jìn)入了高含水階段，應(yīng)對含水上升快、水竄水淹嚴(yán)重的 最主要措施是實(shí)施調(diào)剖堵水。凝膠作為一種最常用的調(diào)堵劑在各大油田廣泛應(yīng)用。由于各 個(gè)油田的油藏條件不一樣，要求的凝膠調(diào)堵劑的性能也不一樣。因此，評價(jià)凝膠在儲(chǔ)層中的 基本參數(shù)和性能指標(biāo)是十分必要的，也是篩選和研發(fā)相應(yīng)油藏條件下凝膠調(diào)堵劑的依據(jù)。
[0003] 現(xiàn)有的凝膠調(diào)堵劑在儲(chǔ)層中性能測試方法主要有W下幾類：
[0004] 第一類為等級劃分法：該方法通過凝膠的詳細(xì)描述對凝膠強(qiáng)度特性進(jìn)行了分級， 但是該種描述方法只是定性分析，并不能夠準(zhǔn)確區(qū)分不同配方的凝膠強(qiáng)度，難W實(shí)現(xiàn)定量 對比。
[0005] 第二類為針入法；該方法是利用尖形針在一定高度下落過程中的自身重力，通過 針入凝膠時(shí)產(chǎn)生的穿透阻力來表征凝膠在儲(chǔ)層水流通道中的封堵特性；或者利用一根上端 帶有托盤的玻璃椿，將一定質(zhì)量的破碼放入托盤，根據(jù)深入凝膠程度來反映凝膠的封堵特 性。該方法測量凝膠封堵特性雖然簡單，但是存在W下不足；①針入過程難W準(zhǔn)確控制，誤 差大，可重復(fù)性差；②該方法是通過針入的阻力間接表征和測量凝膠封堵特性，凝膠受力狀 態(tài)與其在儲(chǔ)層水流通道或巖屯、中的不同，無法定量表征凝膠在儲(chǔ)層多孔介質(zhì)中對孔喉的封 堵能力，只能半定量測量；⑨該方法是通過針入凝膠中表征封堵特性，所W只能測量強(qiáng)凝 膠，對于弱凝膠，無法保證其針入一定深度后穩(wěn)定在凝膠中，適用范圍有限。
[0006] 第=類為落球法；該方法是將一定質(zhì)量的鋼球放在裝有凝膠的試管內(nèi)，通過觀察 鋼球沉沒深度定性分析凝膠的封堵特性。落球法測量凝膠封堵特性操作簡單，但是，①受到 鋼球質(zhì)量的限制，不同質(zhì)量鋼球測量的結(jié)果相差較大，誤差大；②該裝置測量沉沒深度來判 斷凝膠封堵特性和現(xiàn)場評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)迴異，可靠性差，只能半定性表征凝膠封堵特性；⑨無法模 擬凝膠在孔隙中成膠之后的受力狀態(tài)，屬于間接測量凝膠封堵特性；④由于該方法是W鋼 球能夠沒入凝膠為前提，所W只能測量弱凝膠強(qiáng)度，無法從弱凝膠到強(qiáng)凝膠連續(xù)測量，測量 范圍有限。
[0007] 第四類為真空度測定法；該方法是將未成膠的凝膠溶液置于連接真空裝置的玻璃 器中，待其成膠后，在一定的真空度下將凝膠吸入連接的毛細(xì)管中，通過測量吸入單位毛管 體積凝膠所需的真空度來評價(jià)凝膠的封堵特性，其中真空度通過針型閥控制。該方法雖然 操作簡單、類比性好，但是，①由于真空裝置產(chǎn)生的壓差有限，只能測量弱凝膠封堵特性；② 在毛細(xì)管中測得的是滑移阻力，由管壁與凝膠滑移造成的，并不是凝膠的封堵強(qiáng)度，不能表 征凝膠在油藏儲(chǔ)層中對水流通道的封堵特性。
[000引第五類為粘度測量法：利用粘度計(jì)或者流變儀在不同時(shí)間段測量凝膠溶液的視粘 度，W最終穩(wěn)定視粘度值作為凝膠具有的封堵特性。該方法①測試時(shí)間較長；②測試成本較 高；⑨受力狀態(tài)與凝膠在儲(chǔ)層多孔介質(zhì)中的受力狀態(tài)差別較大，測得的凝膠視粘度只能間 接表征其封堵特性；④對于強(qiáng)凝膠，通過粘度來表征封堵特性缺乏科學(xué)性，測量范圍有限。
[0009] 第六類為突破壓力梯度法；將一定孔隙體積的未成膠凝膠溶液注入到飽和水的填 砂管中，待其成膠之后，繼續(xù)水驅(qū)，記錄產(chǎn)出第一滴流出液時(shí)的壓力，換算成壓力梯度來表 征凝膠封堵特性。該方法雖然能有效模擬凝膠在油藏孔隙中的情況，達(dá)到定量對比分析，但 是需要在良好的室內(nèi)條件進(jìn)行，操作復(fù)雜，很難在現(xiàn)場應(yīng)用推廣。
[0010] 盡管目前對于凝膠調(diào)堵劑在儲(chǔ)層中的性能測試方法有很多，但是都存在著定性觀 巧。、無法從弱凝膠到強(qiáng)凝膠連續(xù)同一標(biāo)準(zhǔn)測量、獲取的基本性能等參數(shù)少W及測試繁瑣、成 本高、可重復(fù)性差等不足。因此對于儲(chǔ)層中凝膠調(diào)堵劑性能測試方法與裝置的研發(fā)是目前 迫切需要的。鑒于W上的不足，目前有必要提供一種在封堵儲(chǔ)層水竄通道過程中W同一套 裝置和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)量化地測量從弱凝膠到強(qiáng)凝膠性能的裝置。
[0011] 由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐，提出一種儲(chǔ)層中凝膠調(diào)堵 劑性能測量裝置，W克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0012] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種儲(chǔ)層中凝膠調(diào)堵劑性能測量裝置，實(shí)現(xiàn)在封堵儲(chǔ) 層水竄通道過程中，從弱凝膠的粘性到強(qiáng)凝膠的彈塑性等基本材料性能W及封堵性能的量 化測量和表征，從根本上解決W往凝膠測試中的定性觀測且不能在同一裝置和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)下 對比分析的不足；且測試成本低、測試時(shí)間短、操作簡便、準(zhǔn)確性高且可重復(fù)性好。
[0013] 本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種儲(chǔ)層中凝膠調(diào)堵劑性能測量裝置，能測定凝 膠在儲(chǔ)層運(yùn)移過程中的性能的變化，也即穩(wěn)定性，同時(shí)反映凝膠通過孔喉的不同方式。
[0014] 本實(shí)用新型的再一目的在于提供一種儲(chǔ)層中凝膠調(diào)堵劑性能測量裝置，保證取樣 時(shí)比較容易切取凝膠樣品，減少由于遲純而造成對凝膠樣的剪切破壞，減小了測量的失真。
[0015] 本實(shí)用新型的目的是該樣實(shí)現(xiàn)的，一種儲(chǔ)層中凝膠調(diào)堵劑性能測量裝置，所述測 量裝置包括一孔喉模擬器，該孔喉模擬器至少包括一段第一管腔和一段第二管腔，所述第 二管腔同軸設(shè)置在第一管腔的后端且內(nèi)徑小于第一管腔；所述第一管腔與第二管腔的連接 處形成第一縮徑部，該第一縮徑部具有錐形過度段；在所述第一管腔前端的內(nèi)部套設(shè)有一 取樣器，該取樣器為圓筒形，取樣器的外壁貼合在第一管腔的內(nèi)壁；所述第一管腔的前端設(shè) 有一端頭密封裝置，該端頭密封裝置通過管線與一累連接，所述第一管腔與該累密封連通。
[0016] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，孔喉模擬器還包括設(shè)置在所述第二管腔后面 的多段管腔，所述后面的多段管腔從前至后依次同軸串聯(lián)相通，并形成多個(gè)縮徑部和擴(kuò)徑 部，在所述縮徑部和擴(kuò)徑部均具有一錐形過度段。
[0017] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，在所述第二管腔后面依次設(shè)有第=管腔和第 四管腔；所述第=管腔的內(nèi)徑大于第二管腔的內(nèi)徑，第四管腔的內(nèi)徑小于第=管腔的內(nèi)徑， 在第=管腔與第四管腔的連接處形成第二縮徑部。
[0018] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，孔喉模擬器為一圓柱體，圓柱體的內(nèi)部同軸 設(shè)有所述管腔；所述端頭密封裝置包括一密封套筒和一密封端蓋，所述密封套筒螺紋密封 連接在孔喉模擬器前端的外部，密封端蓋螺紋密封連接在密封套筒的前端；密封端蓋的中 央設(shè)有通孔，該通孔與第一管腔連通，所述管線與該通孔密封連接。
[0019] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，取樣器的前端設(shè)有徑向向外伸出的環(huán)形凸 緣，后端為環(huán)形切刃；該環(huán)形凸緣抵靠在孔喉模擬器的前端；所述密封端蓋上設(shè)有凸起，該 凸起與密封套筒螺紋連接，凸起抵壓在取樣器的環(huán)形凸緣上，且在凸起與環(huán)形凸緣之間設(shè) 有密封圈。
[0020] 由上所述，本實(shí)用新型的測量裝置能夠量化測量和表征從弱凝膠的粘性到強(qiáng)凝膠 的彈性等基本材料性能W及封堵強(qiáng)度、穩(wěn)定性和通過孔喉方式等封堵性能，操作簡便、實(shí)施 成本低、測試時(shí)間短、準(zhǔn)確性高、可重復(fù)性好，能在同一標(biāo)準(zhǔn)下定量測量一系列不同性能的 凝膠體系，測試結(jié)果類比性強(qiáng)。采用的取樣器可W比較容易切取凝膠樣品，減少由于遲純而 造成對凝膠樣的剪切破壞，減小了測量的失真。
【附圖說明】
[0021]W下附圖僅旨在于對本實(shí)用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實(shí)用新型的范 圍。其中：
[0022] 圖1 ;為本實(shí)用新型測量裝置中孔喉模擬器的一種實(shí)施方式。
[0023] 圖2 ;為本實(shí)用新型測量裝置中孔喉模擬器的另一種實(shí)施方式。
[0024] 圖3 ;為本實(shí)用新型測量裝置中孔喉模擬器與端頭密封裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[002引圖4 ;為本實(shí)用新型測量裝置中取樣器的示意圖。
[0026] 圖5A-5D;為采用本實(shí)用新型測量裝置實(shí)施的四次重復(fù)測量結(jié)果示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 為了對本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照【附圖說明】 本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。
[002引參見圖1至圖3,本實(shí)用新型提供一種儲(chǔ)層中凝膠調(diào)堵劑性能測量裝置10,該測量 裝置10包括一孔喉模擬器1，孔喉模擬器1是本測量裝置10的一個(gè)重要部件，如圖1所示， 孔喉模擬器1至少包括一段第一管腔11和一段第二管腔12,第二管腔12同軸設(shè)置在第一 管腔11的后端且第二管腔12內(nèi)徑小于第一管腔11內(nèi)徑，從而在第一管腔11與第二管腔 12的連接處形成第一縮徑部15,該第一縮徑部15具有錐形過度段。為模擬儲(chǔ)層中的孔隙 與吼道，孔喉模擬器1還可W包括設(shè)置在第二管腔12后面的多段管腔，后面的多段管腔從 前至后依次同軸串聯(lián)相通，并形成多個(gè)縮徑部和擴(kuò)徑部，在縮徑部和擴(kuò)徑部均具有一錐形 過度段。例如，如圖2所示，在本實(shí)用新型測量裝置10的孔喉模擬器1另一個(gè)實(shí)施方式中， 在第二管腔12的后面依次設(shè)有第=管腔13和第四管腔14,第=管腔13的內(nèi)徑大于第二 管腔12的內(nèi)徑，第四管腔14的內(nèi)徑小于第=管腔13的內(nèi)徑，從而在第=管腔13與第四管 腔14的連接處形成第二縮徑部16。如圖3所示，在第一管腔11前端的內(nèi)部套設(shè)有一取樣 器2,該取樣器2為圓筒形（見圖4)，取樣器2的外壁貼合在第一管腔11的內(nèi)壁。第一管 腔11的前端設(shè)有一端頭密封裝置，該端頭密封裝置通過管線與一累連接，第一管腔11與該 累密封連通，管線和累在圖中未示出。
[0029] 進(jìn)一步，在具體實(shí)施時(shí)，孔喉模擬器1可W設(shè)計(jì)為一圓柱體，在圓柱體的內(nèi)部同軸 設(shè)有W上所說的各個(gè)管腔；各個(gè)管腔可W形成在一個(gè)整體的圓柱體中，也可W將圓柱體分 段設(shè)計(jì)，即每一段圓柱體中形成有至少兩段不同內(nèi)徑的管腔，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要，將多段圓柱 體依次串接在一起。如圖3所示，端頭密封裝置包括一密封套筒3和一密封端蓋4,密封套 筒3螺紋密封連接在孔喉模擬器1前端的外部，密封端蓋4螺紋密封連接在密封套筒3的 前端。密封端蓋4的中央設(shè)有通孔41，該通孔41與第一管腔11連通，管線與該通孔41密 封連接。如圖4所示，取樣器2的前端設(shè)有徑向向外伸出的環(huán)形凸緣21，后端為環(huán)形切刃 22。在取樣時(shí)，環(huán)形切刃22可W較容易切取凝膠樣品，減少由于遲純而造成對凝膠樣的剪 切破壞