[发明专利]一种高压条件下利用毛细管测量液态CO2/N2两相体系粘度的装置及其测量方法

说明书

一种高压条件下利用毛细管测量液态CO₂/N₂两相体系粘度的装置及其测量方法，属于油气田开发中无水压裂的技术领域。所述装置包括液态CO₂/N₂两相体系生成系统、粘度测试系统、低温恒温水浴箱；所述液态CO₂/N₂两相体系生成系统生成、混合液态CO₂/N₂两相体系压裂液，压裂液稳定流经所述粘度测试系统的水平毛细管路，所述粘度测试系统测量并记录实验数据，所述低温恒温水浴控制所述装置的温度，保证CO2处于液态或超临界状态。本发明装置结构简单，易于操作，在线测试实时性好，测试精度高；柱塞泵、活塞容器和回压阀可控制液态CO₂/N₂两相体系在水平毛细管内匀速缓慢的层流流动，不仅克服了常规粘度计无法测量高压可压缩流体的缺陷，还避免了因紊流造成的实验误差。

技术领域

本发明涉及一种高压条件下利用毛细管测量液态CO₂/N₂两相体系粘度的装置及其测量方法，属于油气田开发中无水压裂的技术领域。

背景技术

粘度是表征流体特性的一个物理量，是流体的重要物理特性和技术指标之一。粘度在冶金、食品、生物医药、石油化工、环境科学等工业部门和科学研究领域都有重要的应用，因此，流体粘度的准确测试具有非常重要的意义。在油气田开采过程中，采用液态CO₂/N₂两相体系干法压裂是以液态CO₂和N₂形成的无水两相体系作为压裂液对油气储层进行压裂改造的增产工艺，其中液态CO₂为外相，N₂为内相。压裂过程中，液态CO₂/N₂两相体系作为压裂液压开地层并携砂支撑裂缝，是一种真正意义上的无伤害压裂工艺，压裂液的粘度影响其携砂性能及滤失性能，所以需要测量压裂液的粘度以选用最为合适的液态CO₂/N₂两相体系。

但是液态CO₂/N₂两相体系粘度测试存在以下困难：1、粘度测试仪器通常是测量其他物理量(时间、压差等)，再利用公式计算出粘度。若粘度太低，测试仪器对于测量的物理量的精度要求不够，无法计算得出准确的粘度值；2、测试条件为高压(＞8MPa)，对设备安全性以及压力、温度可变性要求很高，限制了传统粘度计的应用。

发明内容

针对现有技术的不足本发明提供了一种高压条件下利用毛细管测量液态CO₂/N₂两相体系粘度的装置；

本发明还提供上述高压条件下利用毛细管测量液态CO₂/N₂两相体系粘度装置的测量方法。

本发明实现了高压和变温环境下对液态CO₂/N₂两相体系粘度的高精度、多次重复测量。

本发明的技术方案为：

一种高压条件下利用毛细管测量液态CO₂/N₂两相体系粘度的装置，所述装置包括液态CO₂/N₂两相体系生成系统、粘度测试系统、低温恒温水浴箱；所述粘度测试系统包括水平毛细管路；