用于測量壓裂液破膠黏度的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及采油技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于測量壓裂液破膠黏度的裝置，還涉及一種用于測量壓裂液破膠黏度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]壓裂液是儲(chǔ)層改造中最主要的入井流體，為了減輕壓裂液對(duì)儲(chǔ)層基質(zhì)及裂縫導(dǎo)流能力的傷害程度，要求壓裂液能夠在施工結(jié)束時(shí)徹底破膠并快速返排。而且，壓裂液的破膠性能和破膠液返排情況，在一定程度上影響著整個(gè)壓裂施工的效果。故壓裂施工前的壓裂液破膠實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)工作極為重要。
[0003]在深層、超深層的儲(chǔ)層油氣藏的改造開發(fā)中，由于儲(chǔ)層埋藏深、溫度高(普遍大于1(TC)，該類儲(chǔ)層在壓裂改造前，需要對(duì)采用的壓裂液體系在高溫條件下(>100°C)進(jìn)行大量的破膠實(shí)驗(yàn)研究工作。另外，隨著水平井分段壓裂技術(shù)已成為開發(fā)非常規(guī)、低滲透儲(chǔ)層的主導(dǎo)技術(shù)之一，水平井分段壓裂段數(shù)越來越多。水平井分段壓裂施工通常要求所有壓裂段施工結(jié)束后，要求每段壓裂液的破膠時(shí)間可控，滿足最后一段施工結(jié)束后，所有液體能夠同時(shí)破膠、統(tǒng)一返排。這就要求在壓裂改造前開展精細(xì)的壓裂液分段破膠實(shí)驗(yàn)，形成不同壓裂段的壓裂液破膠劑的加入剖面。
[0004]目前針對(duì)儲(chǔ)層溫度低于100°c時(shí)的測量壓裂液的破膠黏度方法為:將壓裂液裝入密閉破膠罐內(nèi)，放入恒溫水浴或恒溫容器中加熱恒溫，恒溫溫度為儲(chǔ)層溫度，使壓裂液在恒溫溫度下破膠。按施工工藝設(shè)計(jì)要求時(shí)間，從恒溫水浴或恒溫容器中取出破膠罐，冷卻至常溫，放空后打開破膠罐，取破膠液上面的清液，然后在常溫下用毛細(xì)管黏度計(jì)進(jìn)行黏度測定。針對(duì)儲(chǔ)層溫度高于100°c時(shí)的測量壓裂液的破膠黏度，需要采用特制的耐高溫密閉破膠罐，加熱方式要采用高溫油浴或高溫空氣浴中(>100°c )，其他步驟與上面儲(chǔ)層溫度低于100 V時(shí)的測量壓裂液的破膠黏度方法類似。
[0005]由于壓裂液的黏度測量值是隨著測量溫度不同而變化的，因此在常溫下測定的破膠液黏度與在儲(chǔ)層溫度下測定的破膠液黏度存在一定誤差。但是，上述過程只能在常溫下進(jìn)行測定，從而使得壓裂液的破膠黏度及破膠情況與真實(shí)的儲(chǔ)層條件(例如高溫、高壓條件)下的壓裂液破膠黏度及破膠情況相差較大。
[0006]因此，如何解決現(xiàn)有技術(shù)中不便于在例如高溫或高壓的環(huán)境下測量壓裂液破膠黏度的問題，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)上述問題，本發(fā)明提出了一種用于測量壓裂液破膠黏度的裝置，能夠在例如高溫或高壓環(huán)境下測試壓裂液的破膠粘度，并且可以提高檢測時(shí)的安全性。
[0008]本發(fā)明的用于測量壓裂液破膠黏度的裝置，包括:破膠評(píng)價(jià)室，其內(nèi)部通過分隔壁分為第一密封腔室和第二密封腔室，所述破膠評(píng)價(jià)室能夠在第一密封腔室處于上方而第二密封腔室處于下方的正置狀態(tài)和第一密封腔室處于下方而第二密封腔室處于上方的倒置狀態(tài)之間運(yùn)動(dòng)；毛細(xì)管和導(dǎo)管，兩者均固定在所述分隔壁上，并用于連通第一密封腔室和第二密封腔室，其中，當(dāng)所述破膠評(píng)價(jià)室處于正置狀態(tài)時(shí)，第一密封腔室內(nèi)的壓裂液能通過毛細(xì)管流入第二密封腔室，而第二密封腔室內(nèi)被壓裂液排開的氣體能通過導(dǎo)管流入第一密封腔室；以及處理單元，其用于記錄規(guī)定體積的處于所述第一密封腔室內(nèi)的壓裂液流過毛細(xì)管所需的時(shí)間，并基于此得到壓裂液的破膠黏度。
[0009]在一個(gè)實(shí)施例中，所述破膠評(píng)價(jià)室處于倒置狀態(tài)時(shí)，置于所述第二密封腔室內(nèi)的壓裂液能夠通過毛細(xì)管和/或?qū)Ч芰魅胨龅谝幻芊馇皇覂?nèi)。
[0010]在一個(gè)實(shí)施例中，還包括固定在所述分隔壁上的氣體單向?qū)ü?，所述氣體單向?qū)ü軜?gòu)造成僅當(dāng)所述破膠評(píng)價(jià)室處于倒置狀態(tài)時(shí)允許氣體從第一密封腔室流入第二密封腔室。
[0011]在一個(gè)實(shí)施例中，所述毛細(xì)管位于貫穿所述分隔壁的頂面和底面的通孔中。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中，還包括位于所述第一密封腔室外側(cè)的光電開關(guān)，其中，當(dāng)壓裂液流過最高測試液面時(shí)，所述光電開關(guān)觸發(fā)所述處理單元計(jì)時(shí)，而壓裂液流過最低測試液面時(shí)，所述光電開關(guān)觸發(fā)所述處理單元停止計(jì)時(shí)。
[0013]在一個(gè)實(shí)施例中,還包括用于對(duì)第一密封腔室和/或第二密封腔室進(jìn)行加熱的加熱單元，以及用于對(duì)所述第一密封腔室和/或第二密封腔室進(jìn)行加壓的加壓單元。
[0014]在一個(gè)實(shí)施例中，所述加熱單元為加熱浴槽，其中所述破膠評(píng)價(jià)室處于正置狀態(tài)時(shí)，所述第二密封腔室位于所述加熱浴槽內(nèi)。
[0015]在一個(gè)實(shí)施例中，所述加熱單元和所述破膠評(píng)價(jià)室均設(shè)置在保溫室內(nèi)。
[0016]在一個(gè)實(shí)施例中，還包括與所述破膠評(píng)價(jià)室固定連接并控制其處于正置狀態(tài)或處于倒置狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)控制單元，所述旋轉(zhuǎn)控制單元包括貫穿所述保溫室的連桿，以及固定在所述連桿上的把手，其中，所述破膠評(píng)價(jià)室與所述連桿固定連接，而所述把手位于所述保溫室的外側(cè)。
[0017]在一個(gè)實(shí)施例中，所述分隔壁與所述破膠評(píng)價(jià)室的上側(cè)壁和下側(cè)壁均可拆卸連接。
[0018]在一個(gè)實(shí)施例中，所述破膠評(píng)價(jià)室由透明可視的耐壓材料制成。
[0019]本發(fā)明的使用根據(jù)上述中任一項(xiàng)所述的裝置測量壓裂液破膠黏度的方法，包括下述步驟:步驟1，正置破膠評(píng)價(jià)室，并向第二密封腔室中充入壓裂液；步驟2，倒置破膠評(píng)價(jià)室，使壓裂液通過毛細(xì)管和導(dǎo)管流入第一密封腔室；步驟3，當(dāng)?shù)诙芊馇皇抑械膲毫岩喝苛魅氲诙芊馇皇視r(shí)，正置破膠評(píng)價(jià)室，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試，使壓裂液通過毛細(xì)管從第一密封腔室流入第二密封腔室，并記錄流過規(guī)定體積時(shí)所需的時(shí)間；步驟4，根據(jù)壓裂液流過規(guī)定體積時(shí)所需的時(shí)間以及毛細(xì)管的孔徑大小和長度而計(jì)算出壓裂液的黏度。
[0020]在一個(gè)實(shí)施例中，在步驟4之后重復(fù)進(jìn)行步驟2-4若干次。
[0021]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的用于測量壓裂液的破膠黏度的裝置包括破膠評(píng)價(jià)室、處理單元、毛細(xì)管及導(dǎo)管。其中，破膠評(píng)價(jià)室的內(nèi)部通過分隔壁分為第一密封腔室和第二密封腔室。毛細(xì)管和導(dǎo)管均固定在分隔壁上，并用于連通第一密封腔室和第二密封腔室。需要測量壓裂液的破膠黏度時(shí)，將破膠評(píng)價(jià)室先倒置，再正置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量。此時(shí)，壓裂液會(huì)因重力作用通過毛細(xì)管從第一密封腔室中流入第二密封腔室。而第二密封腔室內(nèi)被壓裂液排開的氣體則通過導(dǎo)管從第二密封腔室流入第一密封腔室。并在此過程中通過處理單元記錄壓裂液流過規(guī)定的體積時(shí)所需的時(shí)間。最后根據(jù)壓裂液流過規(guī)定體積所需的時(shí)間以及毛細(xì)管的孔徑大小及長度計(jì)算出壓裂液的破膠黏度。
[0022]由于在檢測壓裂液的破膠黏度時(shí)，能夠使破膠評(píng)價(jià)室處于例如高溫、高壓環(huán)境中，而且毛細(xì)管一直設(shè)置在加溫、加壓后的破膠評(píng)價(jià)室內(nèi)，因此可真實(shí)模擬儲(chǔ)層條件開展壓裂液破膠實(shí)驗(yàn)。另外，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中可以不需實(shí)驗(yàn)工作人員直接接觸，因此可以減少人為因素對(duì)實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果的影響，同時(shí)可有效地提高實(shí)驗(yàn)過程的安全性。
【附圖說明】
[0023]在下文中將基于實(shí)施例并參考附圖來對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。在圖中:
[0024]圖1是本發(fā)明的用于測量壓裂液破膠黏度的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2是本發(fā)明中正置破膠評(píng)價(jià)室時(shí)的狀態(tài)示意圖。
[0026]圖3是本發(fā)明中倒置破膠評(píng)價(jià)室時(shí)的狀態(tài)示意圖。
[0027]圖4是圖2的A部的局部示意圖。
[0028]圖5是圖3的B部的局部示意圖。
[0029]在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記。附圖并未按照實(shí)際的比例描繪。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0031]本發(fā)明主要參照了毛細(xì)管法測液體黏度的原理。即，在一定溫度下，規(guī)定體積的液體在完全濕潤的管