[发明专利]一种用于测量化学剂在岩心中扩散系数的实验装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于测量化学剂在岩心中扩散系数的实验装置及方法，包括恒速恒压泵、岩心夹持器、密度仪、回压泵和液剂容器；所述液剂容器连接在恒速恒压泵与岩心夹持器之间，通过恒速恒压泵将液剂容器中的液剂泵入岩心夹持器中；所述回压泵与岩心夹持器相连；所述液剂容器为并排连接的两个容器，分别装有水和化学剂；所述岩心夹持器上设有取样口，用于采集扩散液剂并利用密度仪检测液剂密度。本发明提出的装置可直接获得多孔介质中化学剂的浓度，并通过配套的方法可以直接计算出化学剂在多孔介质中的扩散系数，比传统方法更加简单，同时本实验发明也可满足高温高压条件下的实验条件，更加符合矿场实际，从而更加有效的指导油气增产。

技术领域

本发明涉及石油化工领域，尤其涉及一种用于测量化学剂在岩心中扩散系数的实验装置及方法。

背景技术

二元化学剂在多孔介质中的扩散系数是进行化学驱提高采收率研究的重要参数之一，化学剂的扩散会影响化学剂在地层中的浓度分布，从而影响二元化学剂驱油的驱替效果。目前测量溶液的扩散系数一般都是在自由介质内扩散，而多孔介质由于孔隙度及孔隙结构的复杂性与流体在自由介质内的扩散不同，因此准确测量二元化学剂在多孔介质内的有效扩散系数具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种用于测量化学剂在岩心中扩散系数的实验装置及方法。

一种用于测量化学剂在岩心中扩散系数的实验装置，包括恒速恒压泵、岩心夹持器、密度仪、回压泵和液剂容器；所述液剂容器连接在恒速恒压泵与岩心夹持器之间，通过恒速恒压泵将液剂容器中的液剂泵入岩心夹持器中；所述回压泵与岩心夹持器相连，用于给岩心施加压力，真实模拟地下岩心压力情况；所述液剂容器为并排连接的两个容器，分别装有水和化学剂；所述岩心夹持器上设有取样口，用于采集扩散液剂并利用密度仪检测液剂密度。

进一步的，一种用于测量化学剂在岩心中扩散系数的实验装置，所述的岩心夹持器还连接有围压泵，用于模拟矿场高压环境。

进一步的，一种用于测量化学剂在岩心中扩散系数的实验装置，所述的岩心夹持器放置于恒温箱中，用于模拟矿场高温环境。

进一步的，一种用于测量化学剂在岩心中扩散系数的实验装置，所述的液剂容器与恒速恒压泵之间、液剂容器与岩心夹持器之间设置有多个阀门，用于分别控制水与化学剂的注入。

一种用于测量化学剂在岩心中扩散系数的实验方法，包括如下步骤：

S1：获取待测化学剂样品的浓度密度曲线；

S2：将岩心饱和地层水注入岩心夹持器中，并设置恒温箱温度及围压；

S3：打开装有水的容器的阀门，以恒定注入速度注入水，待出口处有水流出，关闭阀门；

S4：开启装有化学剂的容器的阀门，开始计时，每隔固定时间在取样口取样一次；

S5：测试取出样品密度，借助浓度密度曲线求出样品浓度；

S6：将样品浓度带入化学溶剂扩散模型：

求出误差函数值，其中，C₀为化学剂原始浓度；

S7：通过误差函数对照表查出a_i的值，由推导公式：

求得化学剂的扩散系数D，

其中，l₀为取样口距离岩心入口端的距离，V为化学剂注入速度，t_i为取样时间。

本发明的有益效果：

(1)操作简单，大量节省实验人员的工作；