[发明专利]一种细管式流变仪实验系统及实验方法

说明书

一种细管式流变仪实验系统及实验方法，该系统包括气瓶、冷却器、阀一和质量流量计依次连接在活塞容器一的顶部，恒速恒压泵通过阀二与活塞容器一的底部相连接；活塞容器一的顶部另有支路设置有毛细管；毛细管一端连接由阀五、活塞容器二、阀四和恒速恒压泵二依次组成的支路，另一端分两路，一路由阀十二、活塞容器三、阀十三和恒速恒压泵三依次组成，另一路放空支路由阀十四控制；毛细管两端并联有两个测量线路；本发明还公开了该系统的实验方法；本发明适用于测试一定条件下COsubgt;2/subgt;无水压裂液和其它液体压裂液的粘度、流变性及摩阻。

技术领域

本发明涉及石油与天然气开发工程领域，特别涉及一种细管式流变仪实验系统及实验方法。

背景技术

近年来，一种新的压裂技术—二氧化碳压裂技术逐渐热起来，越来越多的人们开始对他进行研究；其中，二氧化碳压裂液主要由二氧化碳和一定的化学试剂混合组成。现在行业内的CO₂无水压裂液的粘度比较低，一般在0.5‐10mPa.s，当前人们测试压裂液粘度、流变性、摩阻的设备主要针对行业内使用的常用压裂液，例如冻胶压裂液，或者清水压裂液等液体压裂液。针对当前使用的CO₂无水压裂液这类气体压裂液，行业内暂无成熟设备产品对其粘度、流变性、摩阻提供很好的实验测试方法。

发明内容

为了克服现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供了一种细管式流变仪实验系统及实验方法，用于测试CO₂无水压裂液的粘度以及流变性，也可以用于测试一定条件下的液体压裂液的粘度、流变性和摩阻。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种细管式流变仪实验系统，包括活塞容器一5，气瓶1、冷却器2、阀一3和质量流量计4依次连接在活塞容器一5的顶部，恒速恒压泵6通过阀二7与活塞容器一5的底部相连接；活塞容器一5的顶部另有支路，通过阀三8连接毛细管13，毛细管13一端连接由阀五12、活塞容器二11、阀四10和恒速恒压泵二9依次组成的支路，另一端分两路，一路由阀十二22、活塞容器三23、阀十三24和恒速恒压泵三25依次组成，另一路放空支路由阀十四27控制；毛细管13两端并联有两个测量线路，其中一个测量线路为依次连接在毛细管13两端的阀六14、压差传感器一15和阀八17，阀七16连接在压差传感器一15的两端，另一个测量线路为依次连接在毛细管13两端的阀九18、压差传感器二19和阀十一21，阀十20连接在压差传感器二19的两端，根据需要选择测量线路，便于测试不同量程的粘度和流变性，确保测量精度；恒速恒压泵二9和恒速恒压泵三25这两个泵将活塞容器二11和活塞容器三23中的样品加压到实验目标压力；而且其中一个恒速恒压泵处于吸取状态，另外一个处于驱替状态，以保证毛细管13恒速恒压流动，确保其两端的压差稳定。

所述活塞容器一5的顶部能够打开，方便注入液体试剂样品；方便测试常规水力压裂液与二氧化碳压裂液(由CO₂和某些化学试剂混合物组成)在不同温度、压力和浓度条件下粘度、流变性和摩阻性。

所述毛细管13由一组内径均匀光滑的盘管盘绕而成，内径为d，盘绕半径D，长度为L，均可以根据测试粘度，摩阻量程，依据细管式流变仪原理灵活选取。

所述阀四10、活塞容器二11、阀五12、毛细管13、阀十二22、活塞容器三23和阀十三24及其连接管路置于控温箱26内部，方便控制实验时样品的测量温度。

所述活塞容器一5的容积比活塞容器二11、活塞容器三23大5‐20倍，为了方便配液依次，开展多次测试操作。

所述细管式流变仪实验系统的实验方法，

(1)当测试CO2压裂液时：