用于測(cè)定驅(qū)油用聚合物溶液性能參數(shù)的二級(jí)剪切方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于測(cè)定驅(qū)油用聚合物溶液性能參數(shù)的實(shí)驗(yàn)方法，特別涉及一種用于 測(cè)定驅(qū)油用聚合物溶液性能參數(shù)的二級(jí)剪切方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著世界各國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)油氣資源的需求也與日俱增，在沒有更多已探 明油氣儲(chǔ)量增加的情況下，提高油氣采收率是唯一有效途徑。而聚合物驅(qū)正是提高采收率 中應(yīng)用最廣泛的方法。通過向地層中注入聚合物溶液來改善流度比并提高波及體積，進(jìn)而 提高原油采收率。而在聚合物溶液注入地層的過程中面臨的最大的問題是剪切降解。聚合 物溶液的剪切降解直接導(dǎo)致聚合物溶液的性能下降，影響聚合物驅(qū)的效果，給石油開采帶 來不利影響。因此，有諸多科研工作者致力于抗剪切聚合物的開發(fā)。
[0003] 聚合物溶液的性能參數(shù)，尤其是聚合物溶液在實(shí)際油藏條件下的性能參數(shù)是聚合 物驅(qū)方案設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在。而實(shí)際油藏條件下的聚合物溶液的粘度、流變性、阻力與殘余阻 力系數(shù)等參數(shù)的獲取途徑主要分為現(xiàn)場(chǎng)獲取和室內(nèi)模擬。其中，現(xiàn)場(chǎng)獲取是指在注聚井中 取樣、返排取樣或鉆取樣井取樣。室內(nèi)只能通過對(duì)聚合物溶液進(jìn)行模擬剪切才能得到其在 實(shí)際地層中的性能參數(shù)。室內(nèi)模擬剪切方法的合理性與精確性直接影響到聚合物溶液在實(shí) 際地層中性能參數(shù)的準(zhǔn)確性，進(jìn)一步影響聚合物驅(qū)油藏方案、動(dòng)態(tài)跟蹤、驅(qū)油效果預(yù)測(cè)的合 理性和準(zhǔn)確性。目前，室內(nèi)模擬剪切方法主要有WARING攪拌器剪切、巖心剪切、近井地帶模 擬實(shí)驗(yàn)裝置剪切。其中，WARING攪拌器剪切對(duì)聚合物溶液的剪切是純粹的機(jī)械剪切，與聚 合物溶液在地層中受到的剪切方式不同，對(duì)聚合物溶液的剪切不符合油藏的實(shí)際情況；而 利用近井地帶模擬實(shí)驗(yàn)裝置剪切對(duì)聚合物溶液的剪切符合近井地帶地層的實(shí)際，但只能模 擬聚合物溶液在近井地帶地層中所受的剪切，并不能完整地反映聚合物溶液受到的全部剪 切；巖心剪切在一定程度上可以模擬聚合物溶液受到的剪切，但這種剪切方式能模擬的剪 切速率不是連續(xù)變化的，只適合模擬地層中某個(gè)點(diǎn)的剪切。
[0004] 綜上所述，目前室內(nèi)模擬涉及的剪切方法都是在單一的剪切方式下進(jìn)行的，并不 能完全反映聚合物溶液在注入過程中所經(jīng)歷的剪切，雖具有可參考性，但離實(shí)際值均還有 一定差距。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠精確測(cè)定驅(qū)油用聚合物性能參數(shù)的二 級(jí)剪切實(shí)驗(yàn)方法，通過本方法能夠?yàn)榫酆衔锏暮Y選與性能評(píng)價(jià)、聚合物驅(qū)方案設(shè)計(jì)、聚合物 驅(qū)數(shù)值模擬及跟蹤評(píng)價(jià)等提供更為接近實(shí)際、準(zhǔn)確的參數(shù)值和決策依據(jù)。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：
[0007] -種用于測(cè)定驅(qū)油用聚合物溶液性能參數(shù)的二級(jí)剪切方法，包括如下步驟：
[0008] 1)配制待測(cè)聚合物溶液a0,待測(cè)聚合物溶液a0為油田水和聚合物干粉按任意比 例混合的溶液；
[0009] 2)采用近井地帶剪切模擬裝置對(duì)聚合物溶液aO進(jìn)行第一級(jí)剪切，獲得經(jīng)第一級(jí) 剪切后的聚合物溶液al，測(cè)定聚合物溶液al的粘度、凝聚體尺寸、微觀結(jié)構(gòu)、流變性能、阻 力系數(shù)、殘余阻力系數(shù)、驅(qū)油效果；
[0010] 3)采用巖心剪切模擬裝置對(duì)聚合物溶液al進(jìn)行第二級(jí)剪切，獲得經(jīng)第二級(jí)剪切 后的聚合物溶液a2,測(cè)定聚合物溶液a2的粘度、凝聚體尺寸、微觀結(jié)構(gòu)、流變性能、阻力系 數(shù)、殘余阻力系數(shù)、驅(qū)油效果。
[0011] 優(yōu)選的，在上述技術(shù)方案中，步驟1)中配制待測(cè)聚合物水溶液包括如下步驟：
[0012] ①量取油田水；
[0013] ②稱取聚合物干粉；
[0014] ③攪拌油田水使形成漩渦，將聚合物干粉距離漩渦中心2/3~3/4處于30s以內(nèi) 加入油田水中，持續(xù)攪拌，使聚合物全部溶解停止攪拌，得到待測(cè)聚合物溶液aO。
[0015] 優(yōu)選的，在上述技術(shù)方案中，所述步驟2)中的聚合物溶液al通過近井地帶剪切模 擬裝置的實(shí)驗(yàn)裝置剪切后獲取，實(shí)驗(yàn)裝置包括并聯(lián)的混注水容器和聚合物溶液容器，混注 水容器和聚合物溶液容器共同入口端通過泵連接一容器，混注水容器和聚合物溶液容器共 同出口端連接有剪切模擬裝置，剪切模擬裝置為近井地帶剪切模擬裝置或是巖心剪切模擬 裝置，油田水容器和聚合物溶液容器共同出口端與剪切模擬裝置之間設(shè)有壓力傳感器，壓 力傳感器連接有壓力采集系統(tǒng)，剪切模擬裝置輸出端設(shè)有一取樣筒，混注水容器和聚合物 溶液容器兩端各設(shè)有一閥門。
[0016] 優(yōu)選的，在上述技術(shù)方案中，步驟2)中填制近井地帶剪切模擬裝置包括如下步 驟：
[0017] ①填制射孔孔眼，采用40目~60目石英砂填制，敲擊并推壓至孔隙度等于油田現(xiàn) 場(chǎng)近井地帶相應(yīng)地層的孔隙度，將射孔孔眼旋擰牢固；
[0018] ②填制礫石充填層，采用40目~60目石英砂填制，使孔隙度等于油田現(xiàn)場(chǎng)近井地 帶相應(yīng)地層的孔隙度；
[0019] ③安裝繞絲篩管，將填制完成的裝置倒置，依次填制壓實(shí)帶和近井地帶地層；填制 壓實(shí)帶采用石英砂目數(shù)為100目~120目，使孔隙度等于油田現(xiàn)場(chǎng)近井地帶相應(yīng)地層的孔 隙度；填制近井地帶地層采用40目~80目、80目~120目石英砂按照油田現(xiàn)場(chǎng)近井地層相 應(yīng)層的兩種石英砂的比例混合填制，使孔隙度等于油田現(xiàn)場(chǎng)近井地帶相應(yīng)地層的孔隙度。
[0020] 優(yōu)選的，在上述技術(shù)方案中，步驟2)中聚合物溶液al的獲取方法如下：
[0021] ①安裝填制完成的近井地帶剪切模擬裝置于所述實(shí)驗(yàn)裝置中；
[0022] ②關(guān)閉聚合物溶液容器兩端閥門，打開混注水容器兩端閥門，打開泵，以不大于 lOmL/min的流速注入近井地帶剪切模擬裝置至有水流出；
[0023] ③關(guān)閉混注水容器兩端閥門，打開聚合物溶液容器兩端的閥門，將聚合物溶液aO 注入近井地帶剪切模擬裝置中，聚合物溶液aO的注入流速根據(jù)油田現(xiàn)場(chǎng)的吸水強(qiáng)度而定， 再換算為泵的注入流速，至少IOPV后接收通過近井地帶剪切模擬裝置的溶液即經(jīng)第二級(jí) 剪切后的聚合物溶液al。
[0024] 優(yōu)選的，在上述技術(shù)方案中，步驟3)中聚合物溶液a2的獲取方法如下：
[0025] ①選取與實(shí)際待采油田儲(chǔ)層滲透率相近的巖心，將其夾持在巖心夾持器上，安裝 于實(shí)驗(yàn)裝置中；
[0026] ②打開混注水容器兩端的閥門，關(guān)閉聚合物溶液容器兩端的閥門，開啟泵，以不大 于lmL/min的速度向巖心夾持器中的巖心注入混注水至有水流出；
[0027] ③關(guān)閉混注水容器兩端的閥門，開啟聚合物溶液容器兩端的閥門，將聚合物溶液 al注入巖心夾持器中的巖心中，聚合物溶液al的注入流速根據(jù)油田現(xiàn)場(chǎng)的吸水強(qiáng)度換算 為泵的注入流速，注入至少IOPV后接收通過巖心的溶液即經(jīng)第二級(jí)剪切后的聚合物溶液 3-2 〇
[0028] 優(yōu)選的，在上述技術(shù)方案中，聚合物溶液al、聚合物溶液a2的粘度通過粘度計(jì)測(cè) 定，聚合物溶液al、聚合物溶液a2的凝聚體尺寸通過光散射儀測(cè)定，聚合物溶液al、聚合物 溶液a2的微觀結(jié)構(gòu)通過掃描電鏡、原子力顯微鏡觀察，聚合物溶液al、聚合物溶液a2的流 變性能通過流變儀測(cè)試，聚合物溶液al、聚合物溶液a2的阻力系數(shù)、殘余阻力系數(shù)和驅(qū)油 效果通過驅(qū)替實(shí)驗(yàn)測(cè)定。
[0029] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的測(cè)定方法是將待測(cè)聚合物溶 液依次流經(jīng)第一級(jí)剪切模擬實(shí)驗(yàn)裝置、第二級(jí)剪切模擬實(shí)驗(yàn)裝置并測(cè)定每一級(jí)剪切后聚合 物溶液的各個(gè)性能參數(shù)，可以通過獲得的性能參數(shù)進(jìn)行聚合物的篩選與性能評(píng)價(jià)、聚合物 驅(qū)方案設(shè)計(jì)、聚合物驅(qū)數(shù)值模擬及跟蹤評(píng)價(jià)；第一級(jí)剪切模擬實(shí)驗(yàn)裝置采用近井地帶剪切 模擬實(shí)驗(yàn)裝置模擬聚合物溶液經(jīng)過近井地帶地層時(shí)受到的剪切；經(jīng)過一級(jí)剪切模擬實(shí)驗(yàn)裝 置剪切后的聚合物溶液再經(jīng)過第二級(jí)剪切模擬實(shí)驗(yàn)裝置的剪切，第二級(jí)剪切模擬實(shí)驗(yàn)裝置 采用巖心剪切模擬裝置，模擬聚合物溶液進(jìn)入地層深部受到的剪切，本發(fā)明提供的測(cè)定驅(qū) 油用聚合物的實(shí)驗(yàn)方法，通過不同層的剪切作用，更接近實(shí)際油田對(duì)聚合物的剪切情況，使 得測(cè)定的聚合物溶液的性能參數(shù)更加精確，解決了單一模擬剪切測(cè)定不精確，偏離實(shí)際情 況的問題，更解決了費(fèi)時(shí)費(fèi)力的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定的問題。因此，通過本發(fā)明獲取的聚合物溶液的 性能參數(shù)更加精確、適用范圍更廣，能夠?yàn)榫酆衔锶芤旱暮Y選與性能評(píng)價(jià)、聚合物驅(qū)方案設(shè) 計(jì)、聚合物驅(qū)數(shù)值模擬及跟蹤評(píng)價(jià)等提供更為接近實(shí)際的參數(shù)值和決策依據(jù)。
【附圖說明】
[0030] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明：
[0031] 圖1是本發(fā)明的流程圖；
[0032] 圖2是本發(fā)明第一級(jí)剪切所用實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖3是本發(fā)明第二級(jí)剪切所用實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034] 圖4是本發(fā)明中驅(qū)替實(shí)驗(yàn)?zāi)M裝置1結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035] 圖5是本發(fā)明中驅(qū)替實(shí)驗(yàn)?zāi)M裝置2結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 本發(fā)明提供的一種用于測(cè)定驅(qū)油用聚合物溶液性能參數(shù)的二級(jí)剪切方法，包括以 下步驟：
[0037] 1)配制待測(cè)聚合物溶液a0 :
[0038] ①量取油田水；
[0039] ②稱取聚合物干粉；
[0040] ③攪拌油田水使形成漩渦，將聚合物干粉距離漩渦中心2/3~3/4處于30s以內(nèi) 加入油田水中，持續(xù)攪拌，使聚合物全部溶解停止攪拌，得到待測(cè)聚合物溶液aO。
[0041] 2)獲取經(jīng)第一級(jí)剪切后的聚合物溶液al :采用近井地帶剪切模擬裝置對(duì)聚合物 溶液a0進(jìn)行第一級(jí)剪切。
[0042] 如圖2所示，近井地帶剪切模擬裝置剪切涉及的實(shí)驗(yàn)裝置包括并聯(lián)的油田水容器 1和聚合物溶液容器2,油田水容器1和聚合物溶液容器2共同入口端通過泵3連接一容器 4,油田水容器1和聚合物溶液容器2共同出口端連接有近井地帶剪切模擬裝置5，油田水容 器1和聚合物溶液容器2共同出口端與近井地帶剪切模擬裝置5之間設(shè)有壓力傳感器32， 壓力傳感器32連接有壓力采集系統(tǒng)31，近井地帶剪切模擬裝置5輸出端設(shè)