用于測定驅油用聚合物溶液性能參數的二級剪切實驗方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種用于測定驅油用聚合物溶液性能參數的實驗方法，特別涉及一種 用于測定驅油用聚合物溶液性能參數的二級剪切實驗方法。
【背景技術】
[0002] 目前，世界各國對油氣資源的需求隨著經濟的不斷發展而與日俱增，在沒有更多 已探明的油氣儲量的情況下，提高油氣采收率是滿足日益增長的油氣資源需求的唯一且最 有效的途徑。聚合物驅是提高油氣采收率應用最為廣泛的方法，通過向地層中注入聚合物 溶液來改善流度比并提高波及體積，進而提高油氣采收率。聚合物溶液注入地層的過程中 面臨的最大問題是剪切降解，而聚合物溶液的剪切降解直接導致聚合物溶液的性能下降， 進而影響聚合物的驅油氣效果，最終給油氣開采帶來不利影響。因此，有諸多科研工作者致 力于抗剪切聚合物溶液的研宄和開發。
[0003] 聚合物溶液的性能參數，尤其是聚合物溶液在實際油藏條件下的性能參數是聚合 物驅方案設計的關鍵所在。實際油藏條件下的聚合物溶液的性能參數包括聚合物溶液的粘 度、微觀結構、凝聚體尺寸、流變性、阻力系數、殘余阻力系數和驅油效果，其獲取途徑主要 分為現場獲取和室內模擬。其中，現場獲取是指在注聚井中取樣、返排取樣或鉆取樣井取 樣。室內模擬是指對聚合物溶液通過剪切實驗模擬得到其在實際地層中的性能參數。室內 模擬所選剪切方法的合理性與精確性直接影響到聚合物溶液在實際地層中性能參數的準 確性，進一步影響聚合物驅油藏方案、動態跟蹤、驅油效果預測的合理性和準確性。目前，室 內模擬涉及的剪切方法主要有WARING(吳茵）攪拌器剪切、巖心剪切和近井地帶剪切。其 中，WARING攪拌器剪切對聚合物溶液的剪切是純粹的機械剪切，與聚合物溶液在地層中受 到的剪切方式不同，對聚合物溶液的剪切不符合油藏的實際情況。巖心剪切在一定程度上 可以模擬聚合物溶液受到的剪切，但模擬的剪切速率不是連續變化的，因此，只適合模擬地 層中某個點的剪切。近井地帶剪切只能模擬聚合物溶液在近井地帶地層中所受的剪切，并 不能完整地反映聚合物溶液受到的全部剪切。
[0004] 綜上所述，目前室內模擬涉及的剪切方法都是在單一剪切方式下進行，均不能準 確且完全地反映聚合物溶液在注入過程中所經歷的剪切，雖具有可參考性，但與實際值均 還有一定差距。
【發明內容】
[0005] 針對上述技術問題，本發明提供一種用于測定驅油用聚合物溶液性能參數的二級 剪切實驗方法，以真實、準確地測定出聚合物溶液在實際地層中的性能參數。
[0006] 為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：一種用于測定驅油用聚合物 溶液性能參數的二級剪切實驗方法，其包括以下步驟：配制實驗用聚合物溶液I，聚合物溶 液I為油田水和聚合物干粉的任意比例混合的溶液；采用吳茵攪拌器對聚合物溶液I進行 一級剪切，獲取經一級剪切后的聚合物溶液II，測定聚合物溶液II的粘度、凝聚體尺寸、微 觀結構、流變性能、阻力系數、殘余阻力系數和驅油效果；采用巖心剪切聚合物溶液II進行 二級剪切，獲取經二級剪切后的聚合物溶液III，測定聚合物溶液III的粘度、凝聚體尺寸、微 觀結構、流變性能、阻力系數、殘余阻力系數和驅油效果。
[0007] 所述步驟1)中的聚合物溶液I的配制方法為：量取油田水，稱取聚合物干粉，通 過攪拌機攪拌油田水使其形成漩渦，距離漩渦中心2/3~3/4處且在30s內將稱取的聚合 物干粉全部投放至油田水中，持續攪拌，待聚合物干粉全部溶解后停止攪拌，得到聚合物溶 液I的母液，用油田水稀釋母液得到聚合物溶液I。
[0008] 所述步驟2)中的聚合物溶液II的獲取方法為：將聚合物溶液I倒入吳茵攪拌器 內以3500r/min或者7000r/min的轉速攪拌，直至聚合物溶液I的剪切強度達到現場要求 后倒出，等待其自然消泡后得到經一級剪切后的聚合物溶液Π 。
[0009] 所述步驟3)中的聚合物溶液III通過巖心剪切實驗裝置獲取，所述實驗裝置包括 一混注水容器，一聚合物溶液II容器，所述混注水容器1和所述聚合物溶液II容器的入口 通過一泵分別連通一混注水水箱和一聚合物溶液II水箱，所述混注水容器和聚合物溶液II 容器的出口合并成第一管路后連接一巖心夾持器的一端，所述巖心夾持器夾持一待測巖 心，所述巖心夾持器的另一端通過第二管路連通一取樣筒；所述混注水容器和聚合物溶液 II容器的入口和出口均設置一閥門。
[0010] 所述步驟3)中的聚合物溶液III的獲取方法，包括以下步驟：①選取與待測油氣田 儲層滲透率相近的待測巖心，將其夾持在巖心夾持器上；②打開混注水容器入口和出口處 的閥門，關閉聚合物溶液II容器入口和出口處的閥門，開啟泵，以lmL/min的速度向巖心夾 持器中的待測巖心注入混注水直至取樣筒內有水流出；③關閉混注水容器入口和出口處的 閥門，開啟聚合物溶液II容器入口和出口處的閥門，開啟泵，將聚合物溶液II注入巖心夾持 器中的待測巖心中，聚合物溶液II注入的速度根據油氣田現場的吸水強度而定，然后換算 為泵的注入速度，IOPV后接收通過待測巖心的溶液即經二級剪切后的聚合物溶液III。
[0011] 所述聚合物溶液II和所述聚合物溶液III的粘度、凝聚體尺寸、微觀結構、流變性能 均分別通過Brookfield粘度計、光散射儀、掃描電鏡或原子力顯微鏡、流變儀測定儀測定； 阻力系數、殘余阻力系數和驅油效果采用驅替實驗測定。
[0012] 本發明由于采用以上技術方案，其達到的技術效果為：由于本發明采用連續的二 級剪切方法，其中第一級剪切采用吳茵攪拌器，第二級剪切采用巖心剪切，從而有效地彌補 了單一剪切方式固有的不準確性，因此，通過本發明獲取的聚合物溶液的性能參數更加精 確、適用范圍更廣，能夠為聚合物溶液的篩選與性能評價、聚合物驅方案設計、聚合物驅數 值模擬及跟蹤評價等提供更為接近實際的參數值和決策依據。
【附圖說明】
[0013] 下面結合附圖對本發明作進一步說明：
[0014] 圖1是本發明的流程示意圖；
[0015] 圖2是本發明的巖心剪切的整體結構示意圖；
[0016] 圖3是本發明的其中一驅替實驗模擬裝置的結構示意圖；
[0017] 圖4是本發明的另一驅替實驗模擬裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018] 本發明提供一種用于測定驅油用聚合物溶液性能參數的二級剪切實驗方法，其包 括以下步驟（如圖1所示）：
[0019] 1)配制實驗用聚合物溶液I :量取油田水，稱取聚合物干粉，通過攪拌機攪拌油 田水使其形成漩渦，距離漩渦中心2/3~3/4處且在30s內將稱取的聚合物干粉全部投放 至油田水中，持續攪拌，待聚合物干粉全部溶解后停止攪拌，得到聚合物溶液I的母液，用 油田水稀釋聚合物溶液I的母液得到濃度不超過5000mg/L的聚合物溶液I。油田水根據 油田現場的地層水礦化度而定，通過對現場地層水進行水質分析，確定地層水中的無機鹽 離子組成，再根據地層水的水質分析結果，在室內，使用工業化生產的無機鹽與蒸餾水配制 而成，成為與現場地層水離子組成相同的水溶液。
[0020] 2)獲取一級剪切后的聚合物溶液II :將聚合物溶液I倒入吳茵攪拌器內以 3500r/min或者7000r/min的轉速攪拌，直至聚合物溶液I的剪切強度達到現場要求后倒 出，等待其自然消泡后得到經一級剪切后的聚合物溶液Π。
[0021]