CN110410049A - 一种评价聚合物溶液在多孔介质中吸附性的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种评价聚合物溶液在多孔介质中吸附性的方法及其装置，其中方法包括以下步骤：在可预设驱替压力的过滤因子装置中装入已知性能参数的聚合物溶液，通过过滤因子装置向若干个依次串联的多孔介质模型内依次驱替聚合物溶液，然后用检测仪器检测流经各个多孔介质模型的聚合物溶液的性能参数，并同时检测聚合物溶液的性能参数在驱替过程前后的变化。本发明，适于筛选较多数量样品，能够简捷快速，有效评价多孔介质流动对溶液性能影响，有利于对比更多样品性能优劣，可以实现多种方法检测，结构简单，操作方便。
Description
技术领域
本发明涉及石油工业中的室内物理模拟驱油实验技术领域，具体涉及一种评价聚合物溶液在多孔介质中吸附性的方法及其装置。
背景技术
化学驱油工艺在国内各大油田步入开发后期情况下得到广泛应用，并取得了良好的降水增油效果。分析测定不同驱剂对开采原油的效果，进行开发方案筛选，是对矿场开展化学驱剂采油必要的技术支持，而评价多孔介质剪切吸附作用对驱剂性能的影响是筛选驱油剂过程需要考虑的重要因素。
目前实验室评价驱剂剪切或吸附后溶液性能参数的变化，主要依靠室内驱油实验模拟或仪器自转检测。其中仪器自转评价方式通过在较高转速下剪切装置旋转剪切，以及离心机驱动流过多孔介质分别评价剪切和吸附对溶液性能的影响。然而现有的室内驱油实验周期较长，一般在3-5天并且成本较高，而仪器自转难以真实反应实际驱剂性能的变化，这些因素都不利于评价较多数量的实验样品。
综上所述，目前需要一种可同时评价多组聚合物溶液经过多孔介质吸附前后溶液性能参数的变化情况的实验方法和设备。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有评价聚合物溶液在多孔介质中吸附性能的方法以及设备不能筛选较多数量样品，不适合做多组实验数据对比的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种评价聚合物溶液在多孔介质中吸附性的方法，包括以下步骤：在可预设驱替压力的过滤因子装置中装入已知性能参数的聚合物溶液，设定过滤因子装置的驱替压力，然后通过所述过滤因子装置向若干个依次串联的多孔介质模型内依次驱替所述聚合物溶液，并使所述聚合物溶液流经各个所述多孔介质模型，然后用检测仪器检测流经各个所述多孔介质模型的所述聚合物溶液的性能参数，并同时检测所述聚合物溶液的性能参数在驱替过程前后的变化。
本发明还提供了一种上述的评价聚合物溶液在多孔介质中吸附性的方法使用的装置，包括依次连接的过滤因子装置和多孔介质模型，所述多孔介质模型为若干个并相互依次串联，所述的多孔介质模型内具有大小不一的孔隙结构，所述过滤因子装置内预装已知性能参数的聚合物溶液，所述过滤因子装置提供向所述多孔介质模型内驱替所述聚合物溶液的驱替压力，还包括检测仪器，所述检测仪器分别检测流经各个所述多孔介质模型的所述聚合物溶液的性能参数，并同时检测所述聚合物溶液的性能参数在驱替过程前后的变化。
在上述方案中，所述过滤因子装置和多个多孔介质模型之间、以及相邻两个所述多孔介质模型之间的连接管路上分别设有若干个多通分配阀，每个所述多孔介质模型上分别设有一个出口端，每个所述出口端也设有一个所述多通分配阀。
在上述方案中，所述过滤因子装置包括中间容器和与所述中间容器连接的压力***，已知性能参数的所述聚合物溶液预装于所述中间容器内，所述压力***提供向所述多孔介质模型内驱替所述聚合物溶液的驱替压力。
在上述方案中，各个所述多孔介质模型上分别设置有压力测试口。
在上述方案中，各个所述多通分配阀上分别连接有监测驱替过程中压力变化的压力表。
在上述方案中，所述多孔介质模型为填砂管模型管或岩心夹置器，所述岩心夹置器内添加不同类型岩心。
在上述方案中，所述多孔介质模型为填砂管模型时，所述填砂管模型互相平行且垂直于地面放置。
在上述方案中，所述过滤因子装置的驱替压力值为0.3MPa，所述聚合物溶液的体积为150ml。
在上述方案中，所述过滤因子装置和各个所述多孔介质模型之间通过驱油管线连接。
本发明，适于筛选较多数量样品，能够简捷快速，成本较低的有效评价多孔介质流动对溶液性能影响，有利于对比更多样品性能优劣；利用驱油管线、多通分配阀连接过滤因子装置和填砂管模型、岩心夹持器等部件，可以实现多种方法检测，结构简单，操作方便，并可以在原有过滤因子装置上改进。
附图说明
图1为本发明的外形示意图；
图2为本发明的优选实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明做出详细的说明。
本发明公开了一种评价聚合物溶液在多孔介质中吸附性的方法及其装置，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。需要特别指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明，并且相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围的基础上对本文所述内容进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
在发明中，除非另有说明，否则本文中使用的科学和技术名词具有本领域技术人员所通常理解的含义。
如图1所示，本发明提供的一种评价聚合物溶液在多孔介质中吸附性的方法，包括以下步骤：在可预设驱替压力的过滤因子装置中装入已知性能参数的聚合物溶液6(即驱油剂)，本发明中聚合物溶液6可装入过滤因子装置的中间容器1中，设定过滤因子装置的压力***13的驱替压力，然后通过过滤因子装置向若干个依次串联的多孔介质模型内依次驱替聚合物溶液6，本发明以三个多孔介质模型为例，分别是第一多孔介质模型3、第二多孔介质模型4和第三多孔介质模型5，并使聚合物溶液6流经各个多孔介质模型，然后用检测仪器14检测流经各个多孔介质模型的聚合物溶液6的性能参数，并同时检测聚合物溶液的性能参数在驱替过程前后的变化对比进行评价。
根据实验要求，驱替过程中可以通过关闭相邻两个多孔介质模型之间的连接管路上的各个多通分配阀，并开启各个多孔介质模型的底部出口端的各个多通分配阀来取出聚合物溶液进行对比，例如如关闭第三多通分配阀9开启第二多通分配阀8取出驱油剂溶液，可选取烧杯作为承接溶液的容器。
如图1所示，本发明还提供了一种上述方法使用的装置，包括依次连接的过滤因子装置和多孔介质模型，过滤因子装置包括中间容器1和与中间容器1连接的压力***13，已知性能参数的聚合物溶液6预装于中间容器1内，压力***13提供向多孔介质模型内驱替聚合物溶液6的驱替压力，多孔介质模型为若干个并相互依次串联，多孔介质模型内具有大小不一的孔隙结构，过滤因子装置和各个多孔介质模型之间通过驱油管线2顺次连接。
此外本发明还包括检测仪器14，检测仪器14分别检测流经各个多孔介质模型的聚合物溶液的性能参数，并同时检测聚合物溶液的性能参数在驱替过程前后的变化，检测仪器优选地可采用美国CNG公司生产的驱油体系滤过性能评价新型装置，型号为PET-1/2，以配合本发明的使用。
其中中间容器1和多个多孔介质模型之间、以及相邻两个多孔介质模型之间的驱油管线2上分别设有若干个多通分配阀，如图1中顺序所示，以三个多孔介质模型串联为例，依次为第一多通分配阀7，第二多通分配阀8，第三多通分配阀9，第四多通分配阀10，第五多通分配阀11，第六多通分配阀12，每个多孔介质模型上分别设有一个出口端15，每个出口端15上也设有一个多通分配阀，图1中依次是第二多通分配阀8，第四多通分配阀10，第六多通分配阀12。
优选的，各个多孔介质模型上分别设置有压力测试口，各个多通分配阀上分别连接有监测驱替过程中压力变化的压力表，压力***13的驱替压力值为0.3MPa，聚合物溶液6的体积为150ml。
如图2所示，作为一种具体实施例，多孔介质模型可以使用为填砂管模型管或岩心夹置器，岩心夹置器4内添加不同类型岩心，当多孔介质模型为填砂管模型时，填砂管模型互相平行且垂直于地面放置。本实施例以一个单独的填砂管为例，填砂管中装有石英砂或油砂等砂子，在一定压力下使聚合物溶液流经填砂管，来评价聚合物溶液吸附、流动性能，填砂管模型填充砂砾类型、砂砾目数、填砂质量可根据具体要求进行选择。
以下通过实验数据对比，列举本发明的实际应用对比试验效果：
实验数据1
表1用水测渗透率为1000mD的5cm长的人造岩心，在0.3MPa下，分别使普通中分聚合物与缔合聚合物流经装置，测定通过岩心前后的粘度的变化
表1
从结果来看，通过岩心前后溶液粘度变化不大，粘度的降低可能是由于剪切作用造成的。
实验数据2石英砂填砂吸附研究
表2、表3分别采用不同目数石英砂，每次填砂压实质量为70g，在0.3MPa下，分别将1200万，2500万聚合物溶液150ml通过填砂装置，测定聚合物吸附前后的粘度。
表2 1200万聚合物经过填砂模型前后粘度(45℃，1000mg/L)
表3 2500万聚合物经过填砂模型前后粘度(45℃，1000mg/L)
从实验结果得到：砂子目数越高，保留率越低，这是由于砂子粒径越小，比表面积越大，聚合物吸附面积越大引起的；但从整体来看聚合物溶液在石英砂中的吸附粘度保留率较高，溶液吸附较小。
实验数据3采出砂填砂吸附研究
表4分别用不同目数的采出砂，填砂压实质量为80g，在0.3MPa下使聚合物溶液通过填砂装置，测定聚合物溶液吸附前后的粘度变化。
表4 1200万聚合物经过填砂模型前后粘度(45℃，1000mg/L)
从吸附结果看：溶液粘度保留率随着采出砂粒径的减小而减小，结合流出时间，确定采出砂目数40-60目。
实验数据4压力的确定
表5采用40-60目采出砂，分别在0.1Mpa、0.2MPa和0.3MPa下，使聚合物溶液通过填砂装置，测定聚合物溶液吸附前后的粘度变化。
表5 2500万聚合物不同压力经过填砂模型前后粘度(45℃，1000mg/L)
从结果来看：0.2MPa和0.3MPa下，聚合物溶液粘度保留率相近，结合流出时间，确定压力为0.3MPa。
实验数据5流量的确定
表6采用40-60目采出砂，分别取100ml、150ml和200ml聚合物溶液，在0.3MPa下，流经填砂吸附装置，测定溶液吸附前后的粘度变化。
表6 2500万聚合物经过填砂模型前后粘度(45℃，1000mg/L)
从结果来看：溶液粘度保留率随溶液流量的增加而增加，结合流出时间和填砂管体积，确定流出体积为150ml。
经过上述一系列的实验对比研究，最终确立了填砂吸附模型的实验条件以及基础参数
| 砂子 | 目数(目) | 压力(MPa) | 填砂质量(g) | 流量(ml) |
| 采出砂 | 40-60 | 0.3 | 80 | 150 |
本发明，适于筛选较多数量样品，能够简捷快速，成本较低的有效评价多孔介质流动对溶液性能影响，有利于对比更多样品性能优劣；利用驱油管线、多通分配阀连接过滤因子装置和填砂管模型、岩心夹持器等部件，可以实现多种方法检测，结构简单，操作方便，并可以在原有过滤因子装置上改进。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种评价聚合物溶液在多孔介质中吸附性的方法，其特征在于，包括以下步骤：在可预设驱替压力的过滤因子装置中装入已知性能参数的聚合物溶液，设定过滤因子装置的驱替压力，然后通过所述过滤因子装置向若干个依次串联的多孔介质模型内依次驱替所述聚合物溶液，并使所述聚合物溶液流经各个所述多孔介质模型，然后用检测仪器检测流经各个所述多孔介质模型的所述聚合物溶液的性能参数，并同时检测所述聚合物溶液的性能参数在驱替过程前后的变化。
2.如权利要求1所述的评价聚合物溶液在多孔介质中吸附性的方法所使用的装置，其特征在于，包括依次连接的过滤因子装置和多孔介质模型，所述多孔介质模型为若干个并相互依次串联，所述多孔介质模型内具有大小不一的孔隙结构，所述过滤因子装置内预装已知性能参数的聚合物溶液，所述过滤因子装置提供向所述多孔介质模型内驱替所述聚合物溶液的驱替压力，还包括检测仪器，所述检测仪器分别检测流经各个所述多孔介质模型的所述聚合物溶液的性能参数，并同时检测所述聚合物溶液的性能参数在驱替过程前后的变化。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述过滤因子装置和多个多孔介质模型之间、以及相邻两个所述多孔介质模型之间的连接管路上分别设有若干个多通分配阀，每个所述多孔介质模型上分别设有一个出口端，每个所述出口端也设有一个所述多通分配阀。
4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述过滤因子装置包括中间容器和与所述中间容器连接的压力***，已知性能参数的所述聚合物溶液预装于所述中间容器内，所述压力***提供向所述多孔介质模型内驱替所述聚合物溶液的驱替压力。
5.如权利要求2所述的装置，其特征在于，各个所述多孔介质模型上分别设置有压力测试口。
6.如权利要求3所述的装置，其特征在于，各个所述多通分配阀上分别连接有监测驱替过程中压力变化的压力表。
7.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述多孔介质模型为填砂管模型管或岩心夹置器，所述岩心夹置器内添加不同类型岩心。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述多孔介质模型为填砂管模型时，所述填砂管模型互相平行且垂直于地面放置。
9.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述过滤因子装置的驱替压力值为0.3MPa，所述聚合物溶液的体积为150ml。
10.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述过滤因子装置和各个所述多孔介质模型之间通过驱油管线连接。
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