聚合物變粘注入裝置及使用該裝置進行變粘實驗的方法

聚合物變粘注入裝置及使用該裝置進行變粘實驗的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種室內物理實驗模擬現場聚合物驅提高采收率技術領域中聚合物 變粘注入裝置，及使用該裝置進行實驗的方法。
【背景技術】
[0002] 在油田三次采油方法中，化學驅中的聚合物驅是一類非常有效的提高采收率方 法。聚合物驅是上世紀中期發展起來的一項三次采油技術，由于該方法具有技術簡單、成本 較低等特點，比較適合我國大多數油田的實際情況，逐漸得到了廣泛的應用。聚合物的主要 作用機理就是通過粘度變化降低流度比，聚合物溶液的粘度是影響聚驅效果的重要指標， 實際上聚合物溶液粘度與聚合物分子量、濃度，抗剪切性均有直接關系，對于現場實際非均 質儲層在注聚時聚合物溶液后會首先進入較大孔道，其次進入較小孔喉，聚合物分子線團 尺寸大于巖心喉道直徑時，在正常注入壓力下聚合物分子不能進入巖心孔道，這將會導致 聚合物溶液注入困難，發生堵塞。在化學劑注入過程中，當巖心孔喉尺寸與聚合物分子線團 尺寸配伍性較好時，隨注入體積增大，注入壓力升高后會出現水平段。反之，注入壓力與注 入體積關系曲線就會持續升高。甚至逐漸超過儲破裂壓力，單一濃度注聚方式往往會發生 剖面反轉，而且在后期會出現注入困難的情況。實際儲層也可能存在大孔道，注聚過程中會 出現驅替液在高滲透層突進形成無效循環，此時需要變粘注入來起到調節作用，所以變粘 注入是現場常用的一種行之有效的注入方式，目前存在梯度降粘、梯度增粘、變粘注入幾種 方式，效果均好于單一濃度注入。
[0003] 目前關于變粘注入的驅替方式，室內實驗采用的模擬方式為通過驅替過程中變換 盛裝不同濃度與粘度的活塞容器的方式實現，可變換的粘度數量有限，實驗容器占地空間 范圍大，裝置連接線路繁瑣，實驗程序復雜，停栗變換容器導致壓力下降，在連接新的容器 時管線需要重新排空，造成一定的時間浪費，產生大量系統誤差，實驗結果精確性大幅下 降，總之，進行室內模擬驅替實驗，缺少一種可以在實驗過程中并且在不停栗的前提下變粘 注入的裝置。

【發明內容】

[0004] 為了解決【背景技術】中所提到的技術問題，本發明提供了一種聚合物變粘注入裝 置，該裝置的核心機構相當于模擬剪切器，具體是通過改變孔眼尺寸的大小來剪切聚合物 溶液粘度的方式實現聚合物變粘注入的；采用上述裝置進行常規室內物理模擬聚合物驅油 實驗，不需要轉換中間容器，減少了實驗室工作人員的工作量，操作方法簡單，降低了因為 轉變中間容器所帶來的誤差，提高了實驗結果的準確率，為室內聚合物變粘實驗不同粘度 注入提供新方式。
[0005] 本發明同時提供使用該裝置進行室內物理模擬聚合物變粘實驗的方法。
[0006] 為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案是：一種聚合物變粘注入裝置，包括 一個長方形容器及微分頭，長方形容器的左、右兩側壁上分別設置進液孔及出液孔，長方形 容器內依其左側壁及底板設置一個正方形容器，該正方形容器的高度小于長方形容器的高 度，正方形容器的右側開口上焊接固定調節片，該固定調節片上均布若干長方形、正方形或 圓形通孔；所述裝置還包括非固定調節片，非固定調節片的高度小于長方形容器的高度、大 于正方形容器的高度，其寬度與長方形容器內腔的寬度相等，非固定調節片的上端面中間 設置固定插槽，微分頭的測桿前端設置固定插頭，非固定調節片兩側分別設置沿其本體的 縱向貫通孔，長方形容器內固定兩根縱向導軌，兩導軌分別穿過兩貫通孔，微分頭前端插頭 插在插槽內，旋轉微分頭的微分筒及微調鈕，非固定調節片沿導軌上下移動；所述非固定 調節片的左側面與固定調節片的右側面貼合，在非固定調節片的與固定調節片相貼合的部 分上均布若干調節通孔，這些調節通孔與固定調節片上通孔的形狀及大小相同，當非固定 調節片處于長方形容器的最底端時，非固定調節片上的調節通孔與固定調節片上的通孔疊 合，隨著非固定調節片逐步上移，固定調節片上通孔與非固定調節片上調節通孔由部分重 疊逐步過渡到完全錯開，二者完全錯開時，固定調節片上通孔被關閉。
[0007] 利用上述聚合物變粘注入裝置進行變粘實驗的方法是：配制聚合物母液，將聚合 物母液裝在不同的活塞容器中，通過平流栗為活塞容器提供液體滲流動力，通過管線將活 塞容器與聚合物變粘注入裝置相連，并使聚合物母液流入到正方體容器中，手動調節微分 頭帶動非固定調節片上移，使固定調節片與非固定調節片上的孔眼發生錯位，通過孔眼大 小的改變來剪切聚合物的分子線團尺寸進而改變注入聚合物溶液粘度的大小。
[0008] 本發明的有益效果：該裝置實現了對礦場實驗的聚合物變粘度注入方式的有效模 擬，解決了傳統室內實驗中需通過不斷轉換裝有不同黏度聚合物溶液中間容器實現粘度變 化，導致實驗過程繁瑣復雜的問題，采用本裝置進行變粘實驗不僅可以減小室內實驗的工 作量，還可以提高對現場實驗的模擬程度，根據對實驗方案效果的評價，可以為礦場試驗提 供有力的實驗保證。
【附圖說明】
[0009] 圖1是本發明的聚合物變粘注入裝置的結構示意圖。
[0010] 圖2是固定調節片的結構示意圖。
[0011] 圖3是非固定調節片的結構示意圖。
[0012] 圖4是微分頭的結構示意圖。
[0013] 圖5是利用聚合物變粘注入裝置進行變粘實驗的裝置圖。
[0014] 圖6是高粘度剪切器微調鈕檔位與剪切粘度值的關系圖。
[0015] 圖7是中粘度剪切器微調鈕檔位與剪切粘度值的關系圖。
[0016] 圖8是低粘度剪切器微調鈕檔位與剪切粘度值的關系圖。
【具體實施方式】
[0017] 下面結合附圖對本發明中的聚合物變粘注入裝置做進一步的說明： 由圖1所示：一種聚合物變粘注入裝置，包括一個長方形容器1及微分頭7,所述長方 形容器1的左、右兩側壁上分別設置進液孔2及出液孔8,長方形容器1內依其左側壁及底 板設置一個正方形容器3,該正方形容器3的高度小于長方形容器1的高度，正方形容器3 的右側開口上焊接固定調節片4,由圖2所示：該固定調節片4上均布若干長方形、正方形 或圓形通孔41 ;所述裝置還包括非固定調節片5,非固定調節片5的高度小于長方形容器I 的高度、大于正方形容器3的高度，其寬度與長方形容器內腔的寬度相等，由圖3結合圖4 所示：非固定調節片5的上端面中間設置固定插槽51，微分頭7的測桿71前端設置固定插 頭72,非固定調節片5兩側分別設置沿其本體的縱向貫通孔52,長方體容器內固定兩根縱 向導軌6,兩導軌6分別穿過兩貫通孔52,微分頭前端插頭72插在插槽51內，旋轉微分頭7 的微分筒及微調鈕，非固定調節片5沿導軌6上下移動；所述非固定調節片5的左側面與固 定調節片4的右側面貼合，在非固定調節片的與固定調節片相貼合的部分上均布若干調節 通孔53,這些調節通孔53與固定調節片上通孔41的形狀及大小相同，當非固定調節片5處 于長方體容器1的最底端時，非固定調節片上的調節通孔53與固定調節片上的通孔41疊 合，隨著非固定調節片5逐步上移，固定調節片上通孔41與非固定調節片上調節通孔53相 互錯位，僅部分疊合，直至固定調節片上通孔41與非固定調節片上調節通孔53完全錯開， 通孔41被非固定調節片5的非通孔部分完全蓋實。
[0018] 實施例1 :利用上述聚合物變粘注入裝置進行梯度增粘實驗 實驗條件：選用油為大慶采油一廠原油與煤油配制成粘度為9. 8mPa*s的模擬油；飽和 用水為礦化度為6778mg/L的地層水；聚合物為大慶煉化公司生產普通聚丙烯酰胺干粉，分 子量為1200萬，增粘注入時粘度依次采用20 mPa · s、40 mPa · s、60 mPa · s，80 mPa · s ; 注入速度0. 3ml/min ; 實驗方案：水驅至含水率 98%+0· 3PV20mPa · s+0. 2PV40mPa · s+ 0· 18PV60 mPa · s+0. 15PV80 mPa · s+后續水驅至含水率98% ; 具體實驗步驟如下： 1、根據實驗要求制備聚合物變粘注入裝置，其中包括長方形玻璃鋼容器、調節片、帶安 裝螺母的微分頭。長方形玻璃鋼容器有效尺寸為40mmX 35mmX 30mm，壁厚為3mm，長方形容 器的左、右兩側壁上分別設置進液孔及出液孔，長方形玻璃鋼容器內部還設置一個正方形 容器，正方體容器有效尺寸為25mmX 25mmX 25mm，正方體容器的右側開口上焊接固定調節 片，該固定調節片上均布若干正方形通孔，通孔的邊長分別為〇. 8、I. 4、2. 05微米；在非固 定調節片上與固定調節片相貼合的部分均布若干調節通孔，這些調節通孔與固定調節片上 通孔的形狀及大小相同。在非固定調節片的上端面中間設置固定插槽，微分頭的測桿前端 設置固定插頭，非固定調節片兩側分別設置沿其本體的縱向貫通孔，長方形容器內固定兩 根縱向導軌，兩導軌分別穿過兩貫通孔，將微分頭前端插頭插在插槽內，旋轉微分頭旋鈕， 非固定調節片沿導軌上下移動；當非固定調節片處于長方體容器的最底端時，非固定調節 片上的調