[发明专利]聚合物溶液在多孔介质中拉伸特性测试系统与测试方法

说明书

技术领域

本发明属于油气田开发技术领域，具体涉及到聚合物溶液在多孔介质中拉伸特性测试系统与测试方法，具体为驱油用聚合物溶液在多孔介质中拉伸粘度和拉伸流变性测试系统与测试方法。

背景技术

在油气田开发领域，聚合物驱具有良好的提高石油采收率的效果，油田对聚合物性能评价主要测试聚合物溶液的剪切粘度，但聚合物在地层中由孔隙向吼道运移过程中，由于孔径变化，具有粘弹性的聚合物分子链被拉伸，产生拉伸粘度，因此目前对聚合物剪切粘度的测试不能够反应聚合物在地层运移过程中的实际粘度，需要测试聚合物在地层运移过程中的拉伸粘度和拉伸流变，目前对驱油用聚合物拉伸粘度和拉伸流变的测试，实验室普遍采用热电公司制造生产的CaBER拉伸流变仪，它是采用毛细管断裂技术，测量由于流体表面张力拉伸导致的流体细丝直径的变化，从而表征流体的拉伸粘度和拉伸流变性。该拉伸流变性的表征有以下的缺点。

(1)CaBER拉伸流变仪测试的是聚合物宏观体相拉伸流变性，不能反映聚合物通过孔吼尺寸为微米级的多孔介质的拉伸粘度和拉伸流变性。

(2)CaBER拉伸流变仪测得的数据较大，所得数据和聚合物溶液的剪切粘度和剪切流变性无法比较，无法确定聚合物在地层多孔介质运移过程中拉伸粘度和剪切粘度所占比例，从而不能对聚合物结构设计提出指导。

由于聚合物在地层多孔介质由孔隙向吼道运移过程中产生的拉伸粘度对于提高石油采收率具有重要的意义，而现有聚合物拉伸流变仪测试装置无法真实准确评价聚合物在地层多孔介质运移过程中产生的拉伸粘度。因此设计能够评价聚合物在多孔介质运移过程中拉伸粘度和拉伸流变性的测试系统对于真实准确评价聚合物溶液在地层中所产生的拉伸粘度具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的之一是为了解决现有技术存在的不足，提供了一种聚合物溶液在多孔介质中拉伸特性测试系统，可以真实准确地评价聚合物在多孔介质中产生的拉伸粘度和拉伸流变性，目的之二是提供使用该聚合物溶液在多孔介质中拉伸特性测试系统的测试方法。

本发明的目的之一可以通过以下技术方案来实现：

聚合物溶液在多孔介质中拉伸特性测试系统，包括注入系统，多孔介质渗流系统，采出液流量监控系统；如附图1所示，

(1)所述注入系统包括：接受电脑(H)压力信号的空压机(A)和用于盛放聚合物溶液的储液杯(B)；空压机(A)和储液杯(B)通过密封胶皮管线相连接；

(2)所述的多孔介质渗流系统包括：多孔介质(E)和多孔介质的夹持器(D)；夹持器分上下两部分，下部(D1)设有放置多孔介质的不锈钢圆柱形槽，上部(D3)设有O型槽，在多孔介质上面垫上O型密封圈(D2)，O型密封圈(D2)装入夹持器上部的O型槽中；夹持器上下两部分用不锈钢锁(F)连接并拧紧；并且夹持器与储液杯通过设有控制阀(C)的管道连接；

(3)所述的采出液流量监控系统为自动记录采出液流量的电子天平(G)，并且向电脑(H)输出流量信号。

本发明的目的之一还可以通过以下技术方案来实现：

该测试系统中所述的多孔介质由不同目数的高硼硅玻璃或石英砂烧结而成，多孔介质外围由环形高棚硅玻璃包裹，厚度为0.5-0.7cm。

该测试系统中所述的多孔介质为圆柱形直径为3.8-4cm，厚度为0.8-1cm。

该测试系统中所述的不锈钢圆柱形槽直径为4-5cm，深度为0.9-1.1cm。

本发明的目的之二可以通过以下技术方案来实现：

一种采用权利要求上述聚合物溶液在多孔介质中拉伸特性测试系统的测试方法，包括以下步骤：

S1、多孔介质渗透率测试：空压机接受电脑压力信号，一定压力条件下，使甘油从储液杯通过多孔介质渗流系统，然后利用采出液流量监控系统记录甘油流量，计算多孔介质渗透率测试；

S2、聚合物溶液在多孔介质运移过程中渗透率和实际粘度测试：在一定压力下，使粘度为μ_g的甘油通过多孔介质，接着分别使聚合物溶液、与步骤S1同样粘度的甘油通过多孔介质渗流系统，利用采出液流量监控系统记录液体流量，利用达西公式计算得到一定流速条件下聚合物在多孔介质渗流过程中的渗透率和实际粘度；

S3、聚合物溶液拉伸粘度的计算：聚合物在多孔介质运移过程中的拉伸粘度的值为实际粘度减去剪切粘度；其中，所述的剪切粘度由流变仪测试并计算得到；