專利名稱：模擬聚合物溶液剪切的一體式設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及聚合物驅(qū)提高采收率技術(shù)領(lǐng)域中快速模擬剪切聚合物溶液的新設(shè)備。
背景技術(shù)：
聚合物驅(qū)已成為油田開發(fā)過程中重要的提高采收率技術(shù)。在注聚方案的設(shè)計階段，聚合物溶液性能對注聚方案設(shè)計起著至關(guān)重要的作用，方案設(shè)計中涉及的關(guān)于聚合物溶液性能的參數(shù)均為實(shí)際油藏條件下的溶液性能，對于這些實(shí)際油藏條件下的粘度、流變性等參數(shù)，室內(nèi)只能通過對聚合物溶液的模擬剪切得到，可以說模擬剪切方法的準(zhǔn)確性直接影響到數(shù)值模擬過程中各參數(shù)的選擇，最終影響注聚開發(fā)效果。目前，通過對聚合物溶液的剪切來模擬實(shí)際油藏條件下聚合物溶液粘度及結(jié)構(gòu)的方法主要有兩種一種方法是巖心剪切，這種方法是利用注入泵使中間容器中的聚合物溶液通過裝有模擬巖心的巖心夾持器，從而實(shí)現(xiàn)對聚合物溶液的剪切。該方法需要的設(shè)備主要包括注入泵，中間容器，巖心夾持器等部件，在一定程度上可以模擬聚合物溶液受剪切以后的溶液性能，但是該方法操作起來比較繁瑣，對于大批量的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)來說既不經(jīng)濟(jì)時間上也不允許。為解決巖心剪切這種方法的不足，目前室內(nèi)普遍利用WARING攪拌器對聚合物進(jìn)行剪切之后再測定其粘度、流變性，阻力系數(shù)和殘余阻力系數(shù)的數(shù)據(jù)，但是，利用WARING攪拌器剪切聚合物溶液實(shí)際上是純粹的機(jī)械剪切，并不能真實(shí)反映聚合物溶液進(jìn)入地層時被剪切的實(shí)際情況。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于提供一種聚合物溶液剪切的設(shè)備。本實(shí)用新型提供的聚合物溶液剪切的設(shè)備包括一個含上蓋和下蓋的殼體，所述設(shè)備還包括設(shè)置在殼體內(nèi)部并且支撐在所述下蓋上的模擬巖心；所述模擬巖心的外壁與所述殼體的內(nèi)壁緊密接觸；所述上蓋上開設(shè)一氣體接口 ；所述下蓋上開設(shè)一濾液出口 ；其中，所述模擬巖心上方的所述殼體內(nèi)設(shè)置一活塞；所述活塞和所述模擬巖心之間的所述殼體側(cè)壁上開設(shè)一溶液注入口。進(jìn)一步，上述模擬巖心的滲透率可為1500毫達(dá)西(mD)，孔隙度可為30%。進(jìn)一步，上述設(shè)備還包括設(shè)置在所述殼體內(nèi)壁上的并且下端與所述模擬巖心的上端緊密接觸的一圈密封件。上述密封件與所述殼體內(nèi)壁一體成型。優(yōu)選地，上述密封件的厚度在遠(yuǎn)離所述殼體內(nèi)壁的方向上是逐漸變薄的。上述上蓋與所述殼體的上端可用螺紋連接；所述下蓋與所述殼體的下端可用螺紋連接。上述殼體可以是圓柱形；所述模擬巖心相應(yīng)也是圓柱形。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)實(shí)施例2中的聚合物SNF3640D經(jīng)本實(shí)用新型提供的設(shè)備剪切后，粘度由^mPa. s變?yōu)?2mPa. s ；實(shí)施例3的聚合物AP-P4溶液經(jīng)本實(shí)用新型提供的設(shè)備剪切后，粘度由 175mPa. s 變?yōu)?45mPa. s。運(yùn)用本實(shí)用新型提供的室內(nèi)快速模擬聚合物溶液剪切的設(shè)備與背景技術(shù)中的兩種方法相比，即實(shí)現(xiàn)了巖心剪切方法的相似性，又兼顧了 WARING攪拌器快速剪切的特點(diǎn)， 非常適合室內(nèi)模擬聚合物溶液剪切使用。

圖1為實(shí)施例1中的聚合物溶液剪切的設(shè)備的剖面示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，但本實(shí)用新型并不限于以下實(shí)施例。下述實(shí)施例中，如無特殊說明，均為常規(guī)方法。實(shí)施例1、聚合物溶液剪切的設(shè)備如圖1所示，本實(shí)用新型提供的聚合物溶液剪切的設(shè)備包括一個含上蓋2和下蓋 (又稱巖心底座)6的殼體10。殼體是圓柱形。其中上蓋2與殼體10的上端是螺紋連接， 可以保證密封效果。在上蓋2上開設(shè)了一個氣體接口 1，在具體使用本實(shí)用新型的設(shè)備時， 需要將該氣體接口與外部的可控壓力源如高壓氮?dú)馄肯噙B接，然后往殼體內(nèi)通入氮?dú)?。下蓋6與殼體10的下端也是螺紋連接，同樣可以保證密封效果。在下蓋6上開設(shè)了濾液出口 5，方便收集剪切過的聚合物溶液8。本實(shí)用新型的特別之處還在于在模擬巖心4上部的殼體10內(nèi)裝有一活塞9，當(dāng)?shù)獨(dú)鈴臍怏w接口 1進(jìn)入殼體10后，驅(qū)動活塞9下壓聚合物溶液 8通過模擬巖心4。另外活塞9和模擬巖心4之間的殼體10的側(cè)壁上開有溶液注入口 7。本實(shí)用新型提供的設(shè)備還包括一圓柱形的模擬巖心4，該模擬巖心是設(shè)置在殼體 10的內(nèi)部并且由下蓋6支撐。模擬巖心4的外壁與所述殼體10的內(nèi)壁緊密接觸。根據(jù)油田的油藏條件及地質(zhì)特征壓制適當(dāng)?shù)哪M巖心，本實(shí)施例提供的模擬巖心參數(shù)是直徑 2. 5cm，高7cm，滲透率1500mD，孔隙度30%，模擬巖心采用80-100目石英砂壓制，膠結(jié)物膠結(jié)。雖然，本實(shí)用新型的設(shè)備中模擬巖心4與的外壁與所述殼體10的內(nèi)壁緊密接觸， 但是模擬巖心4和殼體10內(nèi)壁之間還是可能存在縫隙。因此，為了更好地模擬聚合物溶液的剪切效果，本實(shí)用新型的設(shè)備還包括設(shè)置在殼體10內(nèi)壁上的一圈密封件(又稱巖心固定器)3，密封件3的下端與模擬巖心4的上端緊密接觸，這樣可以阻止模擬巖心4上方的聚合物溶液8從模擬巖心4和殼體10內(nèi)壁之間的縫隙中通過。另外，由于本實(shí)用新型設(shè)備中的殼體10內(nèi)部壓強(qiáng)大，為了將密封件3較好地固定在殼體內(nèi)壁上，密封件3與殼體10內(nèi)壁一體成型。本實(shí)用新型的殼體的容積設(shè)置為IOOmL即可較好地模擬剪切，而在IOOmL的殼體 10內(nèi)的密封件3的寬度為0. 2-0. 3cm，密封件3的靠近殼體內(nèi)壁的一端的厚度為2_3mm，遠(yuǎn)離殼體內(nèi)壁向殼體中心靠近的另一端的厚度可為1mm，密封件3具體的材質(zhì)為塑料制品或橡膠制品，本實(shí)施例采用的是塑料制品。本實(shí)用新型提供的設(shè)備中的合規(guī)部件均是耐壓材料，可耐壓lOMPa。實(shí)施例2、聚合物SNF3640D溶液剪切[0023](1)首先將模擬巖心4置于巖心底座6之上，模擬巖心(直徑2. 5cm,長度7cm， 滲透率1500md，孔隙度30% )為圓柱體，緊貼高壓樣品池內(nèi)壁，模擬巖心上部靠近密封件 3后將巖心底座旋緊固定；(2)通過溶液注入口 7向在巖心上部的高壓樣品池內(nèi)注入聚合物SNF3640D溶液8約300ml，聚合物SNF3640D溶液的基本性能如下聚合物SNF3640D屬于分子量為 2200萬-2400萬的普通水解聚丙烯酰胺；配聚水采用模擬水，模擬水礦化度3000mg/L， Ca2++Mg2+含量50mg/L ；配制濃度為1000mg/L，未剪切前經(jīng)測量粘度為^mPa. S。待上述加完后，關(guān)閉注入口 ；(3)將可控壓力源(高壓氮?dú)馄?與高壓氮?dú)饨涌?1相連，通氮?dú)饧訅?，控制壓力?MPa左右，驅(qū)動活塞9使通過模擬巖心；(4)在濾液出口處5回收經(jīng)巖心剪切后的。待濾液收集完畢后，首先用離心機(jī)離心，離心速度10000轉(zhuǎn)/分鐘，之后利用布氏粘度計測量粘度，測量結(jié)果顯示剪切后的粘度值為 22mPa. s。實(shí)施例3、聚合物AP-P4溶液剪切(1)首先將模擬巖心4置于巖心底座6之上，模擬巖心(直徑:2. 5cm,長度7cm， 滲透率3000md，孔隙度30% )為圓柱體，緊貼高壓樣品池內(nèi)壁，模擬巖心上部靠近巖心固定器3后將巖心底座旋緊固定；(2)通過溶液注入口 7向在巖心上部的高壓樣品池內(nèi)注入聚合物AP-P4溶液7， 聚合物AP-P4溶液的基本性能如下聚合物AP-P4屬于疏水締合聚合物，分子量為1100 萬左右；配聚水采用模擬水，模擬水礦化度9000mg/L，Ca2++Mg2+含量700mg/L;配制濃度為 1750mg/L，未剪切前經(jīng)測量粘度為175mPa. S。待上述加完后，關(guān)閉注入口 ；(3)將可控壓力源(高壓氮?dú)馄?與高壓氮?dú)饨涌?1相連，通氮?dú)饧訅?，控制壓力?MPa左右，驅(qū)動活塞9使通過模擬巖心；(4)在濾液出口處5回收經(jīng)巖心剪切后的。待濾液收集完畢后，首先用離心機(jī)離心，離心速度10000轉(zhuǎn)/分鐘，之后利用布氏粘度計測量粘度，測量結(jié)果顯示剪切后的粘度值為 45mPa. s。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.模擬聚合物溶液剪切的一體式設(shè)備，包括一個含上蓋和下蓋的殼體，所述設(shè)備還包括位于所述殼體內(nèi)部并且支撐在所述下蓋上的模擬巖心；所述模擬巖心的外壁與所述殼體的內(nèi)壁緊密接觸；所述上蓋上開設(shè)一氣體接口 ；所述下蓋上開設(shè)一濾液出口，其特征在于所述模擬巖心上方的所述殼體內(nèi)設(shè)置一活塞；所述活塞和所述模擬巖心之間的所述殼體側(cè)壁上開設(shè)一溶液注入口。
2.如權(quán)利要求1所述的模擬聚合物溶液剪切的一體式設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備還包括設(shè)置在所述殼體內(nèi)壁上的并且下端與所述模擬巖心的上端緊密接觸的一圈密封件。
3.如權(quán)利要求2所述的模擬聚合物溶液剪切的一體式設(shè)備，其特征在于所述密封件與所述殼體內(nèi)壁一體成型。
4.如權(quán)利要求2或3所述的模擬聚合物溶液剪切的一體式設(shè)備，其特征在于所述密封件的厚度在遠(yuǎn)離所述殼體內(nèi)壁的方向上是逐漸變薄的。
5.如權(quán)利要求4中所述的模擬聚合物溶液剪切的一體式設(shè)備，其特征在于所述上蓋與所述殼體的上端螺紋連接；所述下蓋與所述殼體的下端螺紋連接。
6.如權(quán)利要求4中所述的模擬聚合物溶液剪切的一體式設(shè)備，其特征在于所述殼體是圓柱形；所述模擬巖心是圓柱形。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種模擬聚合物溶液剪切的一體式設(shè)備。本實(shí)用新型提供的設(shè)備包括一個含上蓋和下蓋的殼體所述設(shè)備還包括位于所述殼體內(nèi)部并且設(shè)置在所述下蓋上的模擬巖心；所述模擬巖心的外壁與所述殼體的內(nèi)壁緊密接觸；所述上蓋上開設(shè)一氣體接口；所述下蓋上開設(shè)一濾液出口；所述模擬巖心上方的所述殼體內(nèi)設(shè)置一活塞；所述活塞和所述模擬巖心之間的所述殼體側(cè)壁上開設(shè)一溶液注入口。利用上述設(shè)備進(jìn)行的室內(nèi)快速模擬聚合物溶液剪切方法與背景技術(shù)中的兩種方法相比，即實(shí)現(xiàn)了巖心剪切方法的相似性，又兼顧了WARING攪拌器快速剪切的特點(diǎn)，非常適合室內(nèi)模擬聚合物溶液剪切使用。
文檔編號E21B43/22GK202064919SQ201120052710
公開日2011年12月7日 申請日期2011年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月2日
發(fā)明者向問陶, 崔盈賢, 張健, 楊光, 薛新生, 趙文森 申請人:中國海洋石油總公司, 中海石油研究中心