[發明專利]VES變粘酸在多孔介質中的有效粘度的測定及計算方法

有效

• 申請號: 201310210417.6
• 申請日: 2013-05-30
• 公開（公告）號: CN103267710A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 牟建業;柳明;王雷;張士誠
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: G01N11/00
• 分類號: G01N11/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 姚亮

技術領域

本發明涉及一種VES變粘酸在多孔介質中的有效粘度的測定及計算方法，屬于石油開采技術領域。

背景技術

在石油工程領域中，VES（粘彈性表面活性劑）變粘酸用于酸化轉向或酸壓降濾失，鮮酸粘度較低，與碳酸鹽巖反應后變粘，變粘后的粘度決定其轉向效果或降濾效果。由于酸化、酸壓作用于地層多孔介質中，需要測定變粘酸在地層多孔介質中的有效粘度。目前采用流變儀（液體粘度測試通用儀器）測定變粘酸粘度，該粘度是宏觀剪切條件下的粘度，不能代表多孔介質中的有效粘度，用該方法測定的粘度無法用于模擬計算和評價地層條件下的轉向效果或降濾失效果。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種測定VES變粘酸在地層條件下的有效粘度的方法及建立基于pH值、VES濃度、陽離子濃度和剪切速率的VES粘度計算公式。

為達到上述目的，本發明提供了一種VES變粘酸在多孔介質中的有效粘度的測定及計算方法，該方法先用流變儀測試pH值、陽離子濃度、VES濃度和剪切速率對VES變粘酸粘度的影響（測試每種參數的影響時，其它參數固定），再用粒徑較均勻的人造巖心測試VES變粘酸殘酸在多孔介質中的有效粘度，通過對比該有效粘度與流變儀測試的粘度，建立多孔介質中剪切速率計算公式，再基于pH值、陽離子濃度、VES濃度和剪切速率與VES酸液粘度之間的關系，建立VES變粘酸的粘度計算公式。

根據本發明的具體實施方案，上述VES變粘酸在多孔介質中的有效粘度測定方法及計算方法包括以下步驟：

（1）利用流變儀測試VES變粘酸粘度與pH值、陽離子濃度、VES濃度和剪切速率之間的關系并建立關系曲線，測定一種參數的關系曲線時，其他參數固定。

（2）人造巖心準備：用粒徑均勻的支撐劑制備得到不同滲透率的人造巖心，該人造巖心的直徑為1英寸，長度為5-15cm，滲透率為1-300毫達西，測定每根人造巖心的孔隙度和滲透率；

（3）VES變粘酸殘酸制備：用VES變粘酸與分析純CaCO₃反應，制備得到VES變粘酸殘酸，其中，HCl與CaCO₃的摩爾比為2：1；

（4）建立粘度與剪切速率間關系曲線：用流變儀測定不同剪切速率下步驟（3）得到的VES變粘酸殘酸的粘度，繪制在半對數坐標上，得到粘度與剪切速率之間的關系曲線，其中，剪切速率的范圍為1-5000s^-1；

（5）VES變粘酸殘酸驅替實驗：用VES變粘酸殘酸和人造巖心進行驅替實驗，記錄實驗壓差和排量；

（6）VES變粘酸有效粘度計算：通過實驗壓差、排量和巖心滲透率根據下面的公式反求VES變粘酸殘酸在孔隙介質（即人造巖心）中的有效粘度μe：

μe=A·Δp·k/qL，其中，k為巖心滲透率，q為實驗中驅替的排量，A為巖心截面積，L為巖心長度，Δp為巖心兩端驅替壓差；

（7）剪切速率計算：通過在粘度與剪切速率關系曲線上反查VES變粘酸的有效粘度對應的剪切速率通過實驗中的流速VD=q/A、巖心孔隙度和滲透率建立剪切速率計算公式：

r·=2.9VDkφ]]>

式中，V_D為驅替實驗中的達西速度，k為巖心滲透率，φ為巖心孔隙度；

（8）VES變粘酸粘度計算公式：結合VES變粘酸粘度與pH值、VES變粘酸濃度、陽離子濃度和剪切速率之間的關系曲線，建立VES變粘酸的粘度計算公式：

當pH<a時，μ=μ0；