[发明专利]一种用于二氧化碳流变性的测试装置和方法

说明书

本发明提出了一种用于二氧化碳流变性的测试装置和方法，该测试装置包括气源；能与气源连通的相态改变系统，相态改变系统用于接收气源供给的二氧化碳并改变二氧化碳的体系温度和压力；能与相态改变系统连通的旋转流变仪，旋转流变仪能测试二氧化碳的流变性能并能实时观察体系相态；用于记录旋转流变仪采集到的试验数据的数据处理系统，该测试装置可以评价二氧化碳的流变性能，同时，该装置结构简单，操作便利，测量数据精准度高，为进一步研究流变规律以及二氧化碳压裂设计和施工提供理论依据。

技术领域

本发明涉及非常规油气增产改造技术领域，具体涉及一种用于二氧化碳流变性的测试装置和方法。

背景技术

页岩油是一种新型非常规资源，储量规模及接替潜力巨大。页岩油储层普遍较为致密，渗流能力差，难以通过注采井网方式实现能量补充，多数页岩油通过衰竭方式开采，但衰竭开采方式能量下降快，采收率低，因此必须通过能量补充和增加驱替效率才能增加采收率。CO2蓄能压裂能在压裂和生产两方面起到提高采收率作用。CO2压裂液粘度低，压裂时容易进入微裂缝，有助于形成复杂缝；CO2无水相、无残渣、超低界面张力对地层无伤害，其蓄能作用有助于压后返排、生产，CO2无与原油作用，可起到混相效果，降低界面张力、渗流阻力，提高采收率，对水敏、致密储层适应性较好。

液态二氧化碳压裂液的流变性直接影响其携砂性和滤失性，因此对其流变性的测量工作尤为重要。当前室内试验条件下测量普通液体流变性的设备和方法已经相对比较完备，但由于气相二氧化碳液化需要降低体系温度或提高体系压力，而常规测试设备无法长时间维持低温高压条件，因此无法进行液态二氧化碳流变性测试的工作。

由此，需要发明一种用于二氧化碳流变性的测试装置和方法以更好的适用于二氧化碳的流变性的测量。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本发明提出了一种用于二氧化碳流变性的测试装置和方法。该测试装置可以评价二氧化碳的流变性能。同时，该装置结构简单，操作便利，测量数据精准度高，为进一步研究流变规律以及二氧化碳压裂设计和施工提供理论依据。

根据本发明的第一方面，提出了一种用于二氧化碳流变性的测试装置，包括：

气源，

能与气源连通的相态改变系统，相态改变系统用于接收气源供给的二氧化碳并改变二氧化碳的体系温度和压力，

能与相态改变系统连通的旋转流变仪，旋转流变仪能测试二氧化碳的流变性能并能实时观察体系相态，

用于记录旋转流变仪采集到的试验数据的数据处理系统。

在一个实施例中，旋转流变仪包括测量杯，测量杯的壁上设置有可视窗。

在一个实施例中，测量杯的内腔中设置转子，转子由磁力驱动。

在一个实施例中，相态改变系统包括中间容器，中间容器的内腔中设置活塞以将中间容器的内腔分为上空间和下空间，上空间与增压泵连通，下空间与气源和旋转流变仪均连通。

在一个实施例中，在中间容器的外壁上缠绕式设置循环导管，循环导管与制冷机连通，并在循环导管的外侧设置有保温层。

在一个实施例中，制冷机还能与测量杯连接以为测量杯进行降温，并且，数据处理系统还包括工控机以控制制冷机以及增加泵。

根据本发明的另一方面，提供了一种利用上述测试装置进行二氧化碳流变性的测试方法，包括：

步骤一，根据需要选择性地在测量杯中放入增粘剂，

步骤二，需要对中间容器、测量杯以及连接中间容器和测量杯的管线进行抽真空操作，其中，真空泵数值到-0.09MPa时认定为到达真空状态。

步骤三，对中间容器和测量杯进行预冷，