[發明專利]一種針對高滲條帶參數判斷化學劑是否失效的裝置與方法

有效

• 申請號: 201610872894.2
• 申請日: 2016-09-30
• 公開（公告）號: CN106285590B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 劉麗;皮彥夫;孫寧;劉小雙
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: E21B43/22
• 分類號: E21B43/22;E21B49/00
• 代理公司: 大慶知文知識產權代理有限公司 23115
• 代理人: 李建華

1.一種針對高滲條帶參數判斷化學劑是否失效的裝置，包括二維平面物理模型、恒速泵、第一六通閥、第二六通閥、裝有化學劑的活塞容器、裝有注入污水的活塞容器、填砂管采出端出液計量裝置、基巖采出端出液計量裝置以及恒溫箱；

所述二維平面物理模型內置有由石英砂與環氧樹脂混合物壓制成的巖心作為基巖巖心，其滲透率和孔隙度與具有高滲條帶的礦場的滲透率和孔隙度相同，對應所述基巖巖心部分開有基巖注入端和基巖采出端；

所述二維平面物理模型內嵌有一個模擬優勢通道，所述模擬優勢通道分布的形狀及長度按照高滲條帶的形狀及長度等比例縮小后得到；所述模擬優勢通道由若干組圓柱狀分支填砂管構成，一根分支填砂管代表一條高滲條帶，所有分支填砂管注入端與注入端干路管焊接為一體，所有分支填砂管采出端與采出端干路管焊接為一體；分支填砂管與干路管材質均為錳鋼，外徑為9mm，管壁厚均為1mm，填砂管注入端干路管的注入端及采出端干路管的采出端均與外徑為3mm的模擬優勢通道內管線絲扣連接,填砂管注入端干路管及采出端干路管的絲扣連接處均為內徑為8mm的母扣，模擬優勢通道內管線的端部套有外徑為8mm的公扣頭，公扣頭中設有直徑為3mm的通孔，外徑為3mm的模擬優勢通道內管線在通孔中穿過；公扣頭與母扣之間為緊密連接，具有良好的密封性；

所述恒速泵位于恒溫箱上方，所述恒速泵的液流出口經管線與所述第一六通閥連接，所述第一六通閥的兩個出口端分別經管線與裝有化學劑的活塞容器及裝有注入污水的活塞容器連接，裝有化學劑的活塞容器及裝有注入污水的活塞容器的液流出口端分別經管線與第二六通閥的兩個不同入口端相連接，第二六通閥的兩個不同出口端經管線分別與所述二維平面物理模型的基巖注入端及填砂管注入端連接，所述二維平面物理模型的基巖采出端及填砂管采出端經管線分別與基巖采出端出液計量裝置及填砂管采出端出液計量裝置連接；

所述二維平面物理模型、第一六通閥、第二六通閥、裝有化學劑的活塞容器、裝有注入污水的活塞容器、六通閥、填砂管采出端出液計量裝置以及基巖采出端出液計量裝置連接完畢后，位于所述恒溫箱內。

2.一種針對高滲條帶參數判斷化學劑是否失效的方法，該方法由如下步驟組成：

第一步，選取實際礦場區塊的典型注采井單元，依據礦場資料獲取基巖孔隙度、基巖滲透率、高滲條帶長度、高滲條帶寬度、高滲條帶孔隙度、高滲條帶滲透率以及高滲條帶分布形狀；

第二步，根據第一步中獲得的高滲條帶長度、高滲條帶寬度以及高滲條帶分布形狀按照比例制備對應長度、寬度及分布形狀的圓柱狀分支填砂管若干組，一根分支填砂管代表一條高滲條帶；將所有分支填砂管注入端與注入端干路管焊接為一體，將所有分支填砂管采出端與采出端干路管焊接為一體，模擬高滲條帶填砂管主體制備完成；

第三步，采用石英砂、環氧樹脂膠結物料，按照第一步中獲得的高滲條帶孔隙度和高滲條帶滲透率，將填砂管完全填充；需要制備3個相同的填砂管以完成后續二維平面物理模型的制作；

第四步，利用制備二維平面物理模型所需的壓制模具，將第三步中制備好的模擬高滲條帶填砂管主體外表面均勻涂膠置于所述壓制模具中，后填入模擬基巖所需的石英砂、環氧樹脂混合均勻過篩后的物料，對所述壓制模具進行加壓定型，當確保加壓定型后填入物料的孔隙度和滲透率與第一步中獲得的基巖孔隙度、基巖滲透率相同后，將所述壓制模具內的二維平面物理模型取出；

第五步，將第四步中得到的二維平面物理模型取出，移至恒溫箱中進行烘干固化處理，最后將固化后的二維平面物理模型澆鑄成型；

第六步，將第五步中得到的3個二維平面物理模型，各自獨立的連接到權利要求1中所述裝置中，作為所述裝置中的二維平面物理模型，分別進行抽真空、飽和水及飽和油處理；

第七步，在注入速度及化學劑濃度均恒定的情況下進行驅替實驗，分別記錄基巖采出端與填砂管采出端采液速度隨時間的變化，得到某一階段內，填砂管采出端的平均采液速度和基巖采出端的平均采液速度；

第八步，按照公式(1)求取填砂管的階段分流率，以K_fi表示，以注入PV數來表示注入時間，并對注入時間進行階段劃分，每隔0.1PV取一次數據，

其中，K_fi為某一階段內，填砂管的階段分流率，％；v_ti為某一階段內，填砂管采出端的平均采液速度，ml/min；v_fi為某一階段內，基巖采出端的平均采液速度，ml/min；

第九步，根據第八步中所獲得的實驗數據，按照公式(2)計算填砂管階段分流率均值，

其中，為填砂管階段分流率均值，％；i為不同時刻所對應的時間序號，(i＝1,2,......,n)；k為化學劑驅的開始時刻所對應的時間序號；n為化學劑驅的結束時刻所對應的時間序號；

第十步，根據第九步所取得的數據，按照如下標準判斷化學劑是否失效，如果填砂管的階段分流率均值高于80％，即該濃度下的化學劑失效；

如果填砂管的階段分流率均值在50％至80％之間，即該濃度下的化學劑接近失效；

如果填砂管的階段分流率均值在40％至50％之間，即該濃度下的化學劑作用一般；

如果填砂管的階段分流率均值低于40％，即該濃度下的化學劑發揮作用。