[發明專利]一種用于測量化學劑在巖心中擴散系數的實驗裝置及方法

在審

• 申請號: 201910458487.0
• 申請日: 2019-05-29
• 公開（公告）號: CN110132797A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 張烈輝;王志遠;唐洪明;趙玉龍
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

本發明公開了一種用于測量化學劑在巖心中擴散系數的實驗裝置及方法，包括恒速恒壓泵、巖心夾持器、密度儀、回壓泵和液劑容器；所述液劑容器連接在恒速恒壓泵與巖心夾持器之間，通過恒速恒壓泵將液劑容器中的液劑泵入巖心夾持器中；所述回壓泵與巖心夾持器相連；所述液劑容器為并排連接的兩個容器，分別裝有水和化學劑；所述巖心夾持器上設有取樣口，用于采集擴散液劑并利用密度儀檢測液劑密度。本發明提出的裝置可直接獲得多孔介質中化學劑的濃度，并通過配套的方法可以直接計算出化學劑在多孔介質中的擴散系數，比傳統方法更加簡單，同時本實驗發明也可滿足高溫高壓條件下的實驗條件，更加符合礦場實際，從而更加有效的指導油氣增產。

技術領域

本發明涉及石油化工領域，尤其涉及一種用于測量化學劑在巖心中擴散系數的實驗裝置及方法。

背景技術

二元化學劑在多孔介質中的擴散系數是進行化學驅提高采收率研究的重要參數之一，化學劑的擴散會影響化學劑在地層中的濃度分布，從而影響二元化學劑驅油的驅替效果。目前測量溶液的擴散系數一般都是在自由介質內擴散，而多孔介質由于孔隙度及孔隙結構的復雜性與流體在自由介質內的擴散不同，因此準確測量二元化學劑在多孔介質內的有效擴散系數具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于，針對上述問題，提出一種用于測量化學劑在巖心中擴散系數的實驗裝置及方法。

一種用于測量化學劑在巖心中擴散系數的實驗裝置，包括恒速恒壓泵、巖心夾持器、密度儀、回壓泵和液劑容器；所述液劑容器連接在恒速恒壓泵與巖心夾持器之間，通過恒速恒壓泵將液劑容器中的液劑泵入巖心夾持器中；所述回壓泵與巖心夾持器相連，用于給巖心施加壓力，真實模擬地下巖心壓力情況；所述液劑容器為并排連接的兩個容器，分別裝有水和化學劑；所述巖心夾持器上設有取樣口，用于采集擴散液劑并利用密度儀檢測液劑密度。

進一步的，一種用于測量化學劑在巖心中擴散系數的實驗裝置，所述的巖心夾持器還連接有圍壓泵，用于模擬礦場高壓環境。

進一步的，一種用于測量化學劑在巖心中擴散系數的實驗裝置，所述的巖心夾持器放置于恒溫箱中，用于模擬礦場高溫環境。

進一步的，一種用于測量化學劑在巖心中擴散系數的實驗裝置，所述的液劑容器與恒速恒壓泵之間、液劑容器與巖心夾持器之間設置有多個閥門，用于分別控制水與化學劑的注入。

一種用于測量化學劑在巖心中擴散系數的實驗方法，包括如下步驟：

S1：獲取待測化學劑樣品的濃度密度曲線；

S2：將巖心飽和地層水注入巖心夾持器中，并設置恒溫箱溫度及圍壓；

S3：打開裝有水的容器的閥門，以恒定注入速度注入水，待出口處有水流出，關閉閥門；

S4：開啟裝有化學劑的容器的閥門，開始計時，每隔固定時間在取樣口取樣一次；

S5：測試取出樣品密度，借助濃度密度曲線求出樣品濃度；

S6：將樣品濃度帶入化學溶劑擴散模型：

求出誤差函數值，其中，C₀為化學劑原始濃度；

S7：通過誤差函數對照表查出a_i的值，由推導公式：

求得化學劑的擴散系數D，

其中，l₀為取樣口距離巖心入口端的距離，V為化學劑注入速度，t_i為取樣時間。

本發明的有益效果：

(1)操作簡單，大量節省實驗人員的工作；