[发明专利]一种溶有增粘剂的超临界二氧化碳粘度测量装置及方法

说明书

本发明涉及一种溶有增粘剂的超临界二氧化碳粘度测量装置及方法，包括可视化活塞容器、搅拌装置、蒸馏水注入单元、增粘剂注入单元、液态二氧化碳注入单元、恒流泵、真空系统、毛细盘管；其测量方法为：通过搅拌装置搅拌使增粘剂充分溶入可视化活塞容器内的超临界二氧化碳中，设定毛细盘管前后端回压阀实验压力及恒温控制箱实验温度，打开恒流泵推动可移动活塞使溶有增粘剂的超临界二氧化碳流体以低流速状态流经毛细盘管并测量压差，计算粘度；本方法可以通过高压视窗观察增粘剂的溶解情况，操作方法简单，测量精度高，便于清洗。

技术领域

本发明属于超临界二氧化碳提高低渗透油藏原油采收率技术领域，具体地，涉及一种溶有增粘剂的超临界二氧化碳粘度测量装置及方法，用于研究可溶于超临界二氧化碳各类增粘剂的增粘能力。

背景技术

二氧化碳驱提高原油采收率技术不仅为油气田开发过程带来巨大经济效益，同时还可以减少二氧化碳向大气中的排放，具有经济和环保双重效益，受到了越来越多的关注，已成为三次采油中最具有潜力的提高采收率方法之一。大部分油藏条件下，二氧化碳处于超临界状态，超临界二氧化碳密度接近于液态，粘度接近于气态，在低渗透油藏或开发中，水的可注性较差，不利于水驱的实施，由于超临界二氧化碳的粘度较小，其在低渗透油藏中具有较好的可注性，利用超临界二氧化碳提高原油采收率技术被认为是开发低渗透油藏最具有商业潜力的技术。

低渗透油藏地质情况错综复杂，地层非均质性强，超临界二氧化碳流度比地层流体高，驱替过程中极易出现气窜和粘性指进现象，降低原油采收率。控制超临界二氧化碳的流度，减弱气窜，提高超临界二氧化碳波及效率，是超临界二氧化碳提高原油采收率技术研究和应用的关键。流体在油藏中的流动能力一般用流度来表示，流度是绝对渗透率与流体相对渗透率之积比上流体粘度，因此，可以通过增加超临界二氧化碳粘度来降低其流度，进而强化超临界二氧化碳提高原油采收率的能力。

超临界二氧化碳有一定溶解性，通过向超临界二氧化碳中直接溶入增粘剂，或者通过添加共溶剂混溶增粘剂，提高超临界二氧化碳流体粘度是改善其流度的重要方法。进行增粘剂增粘效果测定，首先要确保增粘剂溶入超临界二氧化碳中，进而获得改善后超临界二氧化碳流体的粘度指标。溶有增粘剂的超临界二氧化碳体系的温压条件限制了常规旋转粘度计和毛细管粘度计的应用，高压毛细管流变仪和基于达西定律的溶有增粘剂的超临界二氧化碳粘度测试方法，不易于观察并确保增粘剂完全溶于超临界二氧化碳，针对超临界二氧化碳流体粘度测定的毛细管粘度计操作方法过于繁琐。与此同时，由于多孔介质存在，基于达西定律的粘度测试方法容易产生增粘剂吸附，带来测量误差。通过在高压管路建立溶有增粘剂的超临界二氧化碳流体循环测定其粘度的方法，同样不易确保增粘剂完全溶于超临界二氧化碳，增粘剂吸附于管壁也会增大循环压差，造成粘度测定误差。

中国专利文献CN106840966A公开了一种评价聚合物在超临界二氧化碳中增粘效果的装置，评价聚合物在超临界二氧化碳中增粘效果的装置包括釜体，釜体为长方体外壳，长方体外壳围合成腔体，釜体两侧中部对称设有一对观察窗，釜体上设有温度和压力传感器，活塞位于腔体内，釜体中部设有试剂添加口，用于向釜体内部注入增粘剂；釜体顶部设有磁力搅拌装置、投球装置，投球装置与磁力搅拌装置同轴且相互独立并与釜体通过管道相通，小球通过投球装置投放；投球装置上设有投球装置出口开关。该专利中磁力搅拌装置安装在釜体顶部，增粘剂密度通常比超临界二氧化碳高，不利于二者搅拌混匀，与此同时，清洗液体注入后，位于顶部的磁力搅拌装置难以保证清洗效果。该专利中采用恒温油浴系统为粘度测试提供相应的实验温度，受制于加热介质的影响，不利于保证高温条件下长时间运行。该专利中粘度测试结束后二氧化碳直接放空，不利于环境保护，尤其是溶有含氟增粘剂的二氧化碳，有一定环境危害。

发明内容

本发明的目的在于克服以上现有技术不足，提出一种溶有增粘剂的超临界二氧化碳粘度测量装置及方法，用于准确快速测量溶入增粘剂后超临界二氧化碳流体的粘度，进行可直接溶入或通过共溶剂混溶到超临界二氧化碳增粘剂的增粘能力分析，为超临界二氧化碳提高低渗透油藏原油采收率提供技术支撑。

本发明的技术方案为：