[实用新型]一种评价化学驱油剂与储层渗透率匹配关系的物理模拟实验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于化学驱提高采收率技术领域，涉及一种评价化学驱油剂与储层渗透率匹配关系的物理模拟串联微孔滤膜流动实验装置。

技术背景

化学驱驱油技术是提高石油采收率的一种重要方法，包括聚合物驱和复合化学驱。注入能力是化学驱油剂的主要性能指标之一，良好的注入性能可以使化学驱油剂在同一层系内储层条件差异较大的各层段均匀推进，提高波及效率，从而提高原油采收率。储层的岩石孔隙空间主要由孔隙和喉道构成，喉道的大小控制着储层岩石的渗透能力，只有与储层喉道匹配的化学驱油剂才能在实际应用中表现出较好的注入性。由于不同油藏的储层条件差异性很大，因此开发出适合特定储层条件的驱油剂配方具有重大意义。

化学驱油剂中所使用的增稠剂主要是水溶性高分子。高分子在溶液中的分子形态和分子间相互作用决定了驱油剂的流体力学尺寸，也决定了驱油剂在特定渗透率储层中的注入性能。在研究化学驱油剂注入性能的影响因素时，一方面考察聚合物分子量、聚合物溶液浓度、注入速度以及注入方式等因素对聚合物的注入能力的影响，另一方面考察聚合物分子之间、聚合物分子与表面活性剂分子之间通过分子间相互作用所形成的聚集体对注入性能的影响，其中聚合物分子/聚集体尺寸与孔喉尺寸匹配关系是影响化学驱油剂注入性的最重要的控制因素。聚合物分子/聚集体尺寸过大，化学驱油剂可能会堵塞储层，造成伤害；聚合物分子/聚集体尺寸太小，则增粘性较差，会大幅度增加聚合物的用量，影响化学驱的技术经济效果，因此研究聚合物/聚集体尺寸与储层孔喉的匹配关系对于化学驱技术的发展具有重要意义。

为了实现聚合物/聚集体尺寸与储层孔喉的匹配关系，必须选择合适的实验仪器：既要在一定储层渗透率下判断驱油剂聚集体能否有效注入，同时也要反映驱油剂注入过程中聚集体尺寸的变化。近几年来，有人采用微孔滤膜法对聚合物水化分子尺寸进行研究。微孔滤膜法是将微孔滤膜模拟为某个直径孔喉，不同分子量的 聚合物用不同孔径的微孔滤膜进行过滤，找到聚合物分子与岩石孔喉大小的匹配关系。微孔滤膜的孔径和孔分布比较均匀，其数据具有重复性和可靠性。中国石油大学的林梅钦等人用核孔膜过滤实验研究了聚合物与核孔膜孔隙间的匹配关系，在一定压力下记录一定质量的聚合物溶液通过不同孔径核孔膜的时间，根据过滤体积与过滤时间的曲线判断聚合物分子大小与核孔膜孔径的匹配关系，测定聚合物溶液在不同孔径核孔膜流出前后的粘度，浓度来判断聚合物溶液在核孔膜的滞留情况，用核孔滤膜法测得的聚合物分子尺寸与动态光散射法测得的聚合物分子线团大小基本相一致(林梅钦，左清泉等人，部分水解聚丙烯酰胺与核孔膜孔隙的匹配关系，石油化工高等学校学报，2012，25(2))。这种实验方法可以初步快速判断一种聚合物的流体力学尺寸，但是存在如下缺点：1、由于聚合物水化分子具有粘弹性，在压力作用下会产生形变，因此采用流量作为主要技术指标判别聚合物能否通过特定孔喉不准确、不全面；2、采用氮气瓶来提供压力，用减压阀来调节所需压力，使用秒表记录流出液流出时间，实验精确度不高，数据量较小，难以分析驱油剂的动态流动实验特征；3、该实验装置只能实现单级过滤，不能实现多级过滤，因此可以初步判断聚合物溶液与微孔滤膜的匹配性，不能通过动态分析来判断注入流体的传导性，无法确定驱油剂能否在地层中均匀向前推进；4、该实验方法没有考虑分子间相互作用，因此只适用于研究没有分子间相互作用的聚丙烯酰胺，不适合研究具有超分子结构的新型驱油剂。

发明内容