[發明專利]一種聚合物凝膠體系成膠性能的確定裝置及方法

在審

• 申請號: 201810316690.X
• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN110361296A
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發明（設計）人: 于浩洋;于永生;鄒小萍
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01N11/08
• 分類號: G01N11/08
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 周莉

本發明公開了一種聚合物凝膠體系成膠性能的確定裝置及方法，所述聚合物凝膠體系成膠性能的確定裝置通過將填充有石英砂的巖心管設置在恒溫箱內，實現儲層孔隙和溫度條件的模擬；將加料池、柱塞泵、流量計和壓力表通過連接管相連，連接管兩端的管口分別與巖心管兩端的管口相連，使得巖心管與連接管共同構成閉合回路，通過加料池將待測聚合物凝膠體系注入到巖心管中，密封蓋密封加料池，實現待測聚合物凝膠的動態注入的模擬、在微米級孔道內流動的模擬和在封閉環境下的持續單向流動的模擬；將柱塞泵、壓力表和流量計分別與終端相連，可以通過終端控制柱塞泵的排量，獲取壓力隨時間的變化曲線和流量隨時間的變化曲線，以確定聚合物凝膠體系成膠性能。

技術領域

本發明涉及油田調剖技術領域，特別涉及一種聚合物凝膠體系成膠性能的確定裝置及方法。

背景技術

在油氣田開發過程中，通過注入化學藥劑，在化學藥劑凝固或膨脹后，可以降低高滲層的滲透率，提高注入水在低滲透層位的驅油作用，這種工藝稱為注水井調剖。聚合物凝膠體系就是各油田在注水井調剖工作中使用率最高的一種化學藥劑類體系。這類體系以水作為母液，按一定比例加入聚合物、交聯劑、促進劑等后會產生一系列化學反應，表征在黏度上為初始黏度較低，在油藏溫度(30～150℃)下其黏度逐漸增強，最終成為具有較高黏度的凝膠，而由于成分不同，可以形成多種不同種類的聚合物凝膠體系，每種聚合物凝膠體系的成膠時間和成膠強度各不相同，因此，如何確定每種聚合物凝膠體系的成膠性能，有助于實際儲層注水井調剖工作的順利開展，提高原油的采收率。

現有技術中用于聚合物凝膠體系成膠性能確定的裝置有靜態裝置和動態裝置。靜態裝置即配制好樣品后，靜置于模擬油藏溫度的恒溫箱內，每隔一段時間將樣品取出用黏度計測量其黏度變化，觀察成膠情況；動態裝置以長填砂巖芯管模擬地層狀態的巖芯流動實驗裝置、凝膠托球實驗裝置或電泵驅動下的凝膠流動實驗為主。其中，長填砂巖芯管實驗根據地層孔滲數據選取合適粒徑的石英砂或玻璃珠對巖芯管進行充填、壓實，之后將配制好的聚合物凝膠體系自巖芯管一端以一定流速注入管內，并放置于一定溫度的恒溫箱內養護，測定成膠情況；托球實驗將整個實驗裝置放置于帶旋轉托盤的恒溫箱中，將小球置于盛放聚合物凝膠的容器內，通過整個容器的旋轉和小球的上下運動模擬聚合物體系所受的剪切，測定成膠情況；電泵驅動下的凝膠流動實驗不斷將預置容器中配制好的聚合物凝膠體系通過管道泵入恒溫條件下的填砂巖芯管中，巖芯管另一端被擠出的聚合物凝膠體系通過管道回流至預置容器中，體系成膠后泵壓上升，通過考察泵壓變化，測定成膠情況。

在實現本發明的過程中，本發明人發現現有技術中至少存在以下問題：

由于在地層中，聚合物凝膠體系從流動到成膠所處的環境是一種封閉的、不斷受微米級孔隙剪切的、由調剖井眼向地層深部單向流動的環境。所謂封閉是指聚合物凝膠體系進入地層后，與空氣等地面條件不再接觸。由于聚合物與氧氣持續接觸后會逐漸被氧化降解，從而影響體系后續的成膠反應，因此，物模裝置的封閉與否直接影響到對聚合物凝膠體系性能確定的準確性。所謂不斷受微米級孔隙剪切是指凝膠體系在地層壓力下不斷向前流動過程中，受到的孔喉和巖石基質的剪切。實驗表明，聚合物凝膠體系在受剪切并保持剪切后在微米級孔隙中分散狀態下的成膠性能較其受剪切后再次聚集、充分混合后的成膠性能要差很多，在微米級空隙中難以成膠的體系在重新收集到實驗瓶中聚集后大部分可以成膠，甚至成膠性能良好?；诰酆衔锬z體系此特點，物模裝置能否減少甚至避免體系剪切后的過渡混合和聚集，對聚合物凝膠體系性能確定的準確性有重要影響。