[發明專利]一種動態測量預交聯凝膠顆粒在多孔介質中粒徑分布的實驗裝置及其測量方法

在審

• 申請號: 201510368632.8
• 申請日: 2015-06-29
• 公開（公告）號: CN105043943A
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發明（設計）人: 侯健;于波;劉永革;李淑霞;劉嶺嶺;周康;李善鵬;張廣福;李曉寧
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 楊樹云

技術領域

本發明涉及一種動態測量預交聯凝膠顆粒在多孔介質中粒徑分布的實驗裝置及其測量方法，屬于石油化工技術領域。

背景技術

在低濃度的聚合物溶液中加入交聯劑和穩定劑生成凝膠顆粒，預交聯凝膠顆粒驅油是一種將凝膠顆粒作為驅油介質的驅油方法。該技術相較于傳統的聚合物驅，能夠有效地解決油藏的強非均質性問題，進一步提高采收率。然而，預交聯凝膠體系在多孔介質中的運移是一個十分復雜的過程，這是因為預交聯凝膠顆粒具有吸水膨脹性，進入孔喉時在擠壓作用下會發生部分脫水現象，從而變形通過孔喉，重新進入大孔隙后又可吸水恢復原狀，表現出“變形蟲”特性。這種運移方式導致預交聯凝膠顆粒的粒徑在運移過程中會不斷發生變化，深入研究預交聯凝膠顆粒在多孔介質中的粒徑變化規律對于更好地認識預交聯凝膠顆粒的調剖機理具有重要意義。

目前，測量預交聯凝膠顆粒粒徑的方法多為靜態法，即直接測量預交聯凝膠顆粒靜置吸水后的粒徑，并不能反映出其在多孔介質中運移過程中的粒徑變化特征，也不能滿足實時測量的要求，具有很大的局限性。

因此，為了更好地認識預交聯凝膠顆粒的調剖機理，有必要設計一種動態測量預交聯凝膠顆粒在多孔介質中粒徑分布的實驗裝置和方法。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種動態測量預交聯凝膠顆粒在多孔介質中粒徑分布的實驗裝置。

本發明還提供了上述實驗裝置的測量方法。

本發明的技術方案如下：

一種動態測量預交聯凝膠顆粒在多孔介質中粒徑分布的實驗裝置，包括地層水源、預交聯凝膠體系源、巖心管、恒溫箱、回壓閥、產出液收集器、手搖泵、預交聯凝膠顆粒體系收集系統及數據采集系統，所述地層水源、所述預交聯凝膠體系源分別連接巖心管的入口端，所述巖心管安裝在所述恒溫箱中，所述巖心管的出口端通過所述回壓閥連接所述產出液收集器及所述手搖泵，所述預交聯凝膠顆粒體系收集系統連接所述巖心管上部，所述數據采集系統連接巖心管的入口端；

所述回壓閥通過手搖泵控制回壓；

所述預交聯凝膠顆粒體系收集系統用于收集測量過程中所述巖心管流出的流體；

所述數據采集系統包括依次連接的壓力傳感器、計算機及激光粒徑儀，所述壓力傳感器連接巖心管的入口端；

所述壓力傳感器用于監測巖心管入口端的壓差；所述激光粒度儀用于測量收集到的流體中預交聯凝膠顆粒粒徑。

根據本發明優選的，所述地層水源包括盛裝地層水的中間容器及平流泵，所述盛裝地層水的中間容器底部連接所述平流泵，所述盛裝地層水的中間容器上部通過三通閥連接所述巖心管的入口端。

根據本發明優選的，所述預交聯凝膠體系源包括盛裝預交聯凝膠體系的中間容器及所述平流泵，所述盛裝預交聯凝膠體系的中間容器底部連接所述平流泵，所述盛裝預交聯凝膠體系的中間容器上部通過三通閥連接所述巖心管的入口端。

根據本發明優選的，所述預交聯凝膠顆粒體系收集系統包括四通閥和收集器皿，所述四通閥連接所述收集器皿，所述巖心管上部的入口端出液口、中間位置出液口和出口端出液口通過管線連接所述四通閥。

上述實驗裝置的測量方法，具體步驟包括：

(1)將60-120目石英砂填充所述巖心管；

(2)對步驟(1)填砂后的所述巖心管抽真空；

(3)通過地層水源對步驟(2)抽真空后的所述巖心管飽和地層水，飽和地層水的體積即所述巖心管的孔隙體積，即1pv；

(4)通過所述恒溫箱對步驟(3)得到的所述巖心管進行加熱，恒溫至地層溫度；

(5)控制手搖泵，調節回壓閥的壓力至模擬地層壓力；

(6)通過預交聯凝膠體系源向所述巖心管注入預交聯凝膠體系，連通所述巖心管與所述預交聯凝膠顆粒體系收集系統，所述預交聯凝膠顆粒體系收集系統開始收集所述巖心管流出的流體；實時記錄所述壓力傳感器采集到的壓力數據，即所述巖心管入口端的壓力；

(7)通過地層水源向步驟(6)處理后的所述巖心管注入地層水；

(8)開啟所述激光粒度儀，將收集到的流體裝入所述激光粒度儀中，測量流體中預交聯凝膠顆粒粒徑，測量完成后，保存數據。

根據本發明優選的，對步驟(1)填砂后的所述巖心管通過真空機抽真空(3～4)小時，所述真空機負壓為0.1MPa。

根據本發明優選的，步驟(3)中，調節所述三通閥，開啟所述平流泵，將所述盛放地層水的中間容器中的地層水泵入所述巖心管。