[發明專利]一種高壓條件下利用毛細管測量液態CO2/N2兩相體系粘度的裝置及其測量方法

在審

• 申請號: 201810180154.1
• 申請日: 2018-03-05
• 公開（公告）號: CN108663289A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 李賓飛;柏浩;李兆敏;左家強;張燎源;鄭超;許建國;段永偉;陳實
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01N11/08
• 分類號: G01N11/08
• 代理公司: 濟南竹森知識產權代理事務所(普通合伙) 37270
• 代理人: 呂利敏

一種高壓條件下利用毛細管測量液態CO₂/N₂兩相體系粘度的裝置及其測量方法，屬于油氣田開發中無水壓裂的技術領域。所述裝置包括液態CO₂/N₂兩相體系生成系統、粘度測試系統、低溫恒溫水浴箱；所述液態CO₂/N₂兩相體系生成系統生成、混合液態CO₂/N₂兩相體系壓裂液，壓裂液穩定流經所述粘度測試系統的水平毛細管路，所述粘度測試系統測量并記錄實驗數據，所述低溫恒溫水浴控制所述裝置的溫度，保證CO2處于液態或超臨界狀態。本發明裝置結構簡單，易于操作，在線測試實時性好，測試精度高；柱塞泵、活塞容器和回壓閥可控制液態CO₂/N₂兩相體系在水平毛細管內勻速緩慢的層流流動，不僅克服了常規粘度計無法測量高壓可壓縮流體的缺陷，還避免了因紊流造成的實驗誤差。

技術領域

本發明涉及一種高壓條件下利用毛細管測量液態CO₂/N₂兩相體系粘度的裝置及其測量方法，屬于油氣田開發中無水壓裂的技術領域。

背景技術

粘度是表征流體特性的一個物理量，是流體的重要物理特性和技術指標之一。粘度在冶金、食品、生物醫藥、石油化工、環境科學等工業部門和科學研究領域都有重要的應用，因此，流體粘度的準確測試具有非常重要的意義。在油氣田開采過程中，采用液態CO₂/N₂兩相體系干法壓裂是以液態CO₂和N₂形成的無水兩相體系作為壓裂液對油氣儲層進行壓裂改造的增產工藝，其中液態CO₂為外相，N₂為內相。壓裂過程中，液態CO₂/N₂兩相體系作為壓裂液壓開地層并攜砂支撐裂縫，是一種真正意義上的無傷害壓裂工藝，壓裂液的粘度影響其攜砂性能及濾失性能，所以需要測量壓裂液的粘度以選用最為合適的液態CO₂/N₂兩相體系。

但是液態CO₂/N₂兩相體系粘度測試存在以下困難：1、粘度測試儀器通常是測量其他物理量(時間、壓差等)，再利用公式計算出粘度。若粘度太低，測試儀器對于測量的物理量的精度要求不夠，無法計算得出準確的粘度值；2、測試條件為高壓(＞8MPa)，對設備安全性以及壓力、溫度可變性要求很高，限制了傳統粘度計的應用。

發明內容

針對現有技術的不足本發明提供了一種高壓條件下利用毛細管測量液態CO₂/N₂兩相體系粘度的裝置；

本發明還提供上述高壓條件下利用毛細管測量液態CO₂/N₂兩相體系粘度裝置的測量方法。

本發明實現了高壓和變溫環境下對液態CO₂/N₂兩相體系粘度的高精度、多次重復測量。

本發明的技術方案為：

一種高壓條件下利用毛細管測量液態CO₂/N₂兩相體系粘度的裝置，所述裝置包括液態CO₂/N₂兩相體系生成系統、粘度測試系統、低溫恒溫水浴箱；所述粘度測試系統包括水平毛細管路；