用于测定驱油用聚合物溶液性能参数的二级剪切方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于测定驱油用聚合物溶液性能参数的实验方法，特别涉及一种用于 测定驱油用聚合物溶液性能参数的二级剪切方法。
【背景技术】
[0002] 随着世界各国经济的不断发展，对油气资源的需求也与日俱增，在没有更多已探 明油气储量增加的情况下，提高油气采收率是唯一有效途径。而聚合物驱正是提高采收率 中应用最广泛的方法。通过向地层中注入聚合物溶液来改善流度比并提高波及体积，进而 提高原油采收率。而在聚合物溶液注入地层的过程中面临的最大的问题是剪切降解。聚合 物溶液的剪切降解直接导致聚合物溶液的性能下降，影响聚合物驱的效果，给石油开采带 来不利影响。因此，有诸多科研工作者致力于抗剪切聚合物的开发。
[0003] 聚合物溶液的性能参数，尤其是聚合物溶液在实际油藏条件下的性能参数是聚合 物驱方案设计的关键所在。而实际油藏条件下的聚合物溶液的粘度、流变性、阻力与残余阻 力系数等参数的获取途径主要分为现场获取和室内模拟。其中，现场获取是指在注聚井中 取样、返排取样或钻取样井取样。室内只能通过对聚合物溶液进行模拟剪切才能得到其在 实际地层中的性能参数。室内模拟剪切方法的合理性与精确性直接影响到聚合物溶液在实 际地层中性能参数的准确性，进一步影响聚合物驱油藏方案、动态跟踪、驱油效果预测的合 理性和准确性。目前，室内模拟剪切方法主要有WARING搅拌器剪切、岩心剪切、近井地带模 拟实验装置剪切。其中，WARING搅拌器剪切对聚合物溶液的剪切是纯粹的机械剪切，与聚 合物溶液在地层中受到的剪切方式不同，对聚合物溶液的剪切不符合油藏的实际情况；而 利用近井地带模拟实验装置剪切对聚合物溶液的剪切符合近井地带地层的实际，但只能模 拟聚合物溶液在近井地带地层中所受的剪切，并不能完整地反映聚合物溶液受到的全部剪 切；岩心剪切在一定程度上可以模拟聚合物溶液受到的剪切，但这种剪切方式能模拟的剪 切速率不是连续变化的，只适合模拟地层中某个点的剪切。
[0004] 综上所述，目前室内模拟涉及的剪切方法都是在单一的剪切方式下进行的，并不 能完全反映聚合物溶液在注入过程中所经历的剪切，虽具有可参考性，但离实际值均还有 一定差距。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种能够精确测定驱油用聚合物性能参数的二 级剪切实验方法，通过本方法能够为聚合物的筛选与性能评价、聚合物驱方案设计、聚合物 驱数值模拟及跟踪评价等提供更为接近实际、准确的参数值和决策依据。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
[0007] -种用于测定驱油用聚合物溶液性能参数的二级剪切方法，包括如下步骤：
[0008] 1)配制待测聚合物溶液a0,待测聚合物溶液a0为油田水和聚合物干粉按任意比 例混合的溶液；
[0009] 2)采用近井地带剪切模拟装置对聚合物溶液aO进行第一级剪切，获得经第一级 剪切后的聚合物溶液al，测定聚合物溶液al的粘度、凝聚体尺寸、微观结构、流变性能、阻 力系数、残余阻力系数、驱油效果；
[0010] 3)采用岩心剪切模拟装置对聚合物溶液al进行第二级剪切，获得经第二级剪切 后的聚合物溶液a2,测定聚合物溶液a2的粘度、凝聚体尺寸、微观结构、流变性能、阻力系 数、残余阻力系数、驱油效果。
[0011] 优选的，在上述技术方案中，步骤1)中配制待测聚合物水溶液包括如下步骤：
[0012] ①量取油田水；
[0013] ②称取聚合物干粉；
[0014] ③搅拌油田水使形成漩涡，将聚合物干粉距离漩涡中心2/3~3/4处于30s以内 加入油田水中，持续搅拌，使聚合物全部溶解停止搅拌，得到待测聚合物溶液aO。
[0015] 优选的，在上述技术方案中，所述步骤2)中的聚合物溶液al通过近井地带剪切模 拟装置的实验装置剪切后获取，实验装置包括并联的混注水容器和聚合物溶液容器，混注 水容器和聚合物溶液容器共同入口端通过泵连接一容器，混注水容器和聚合物溶液容器共 同出口端连接有剪切模拟装置，剪切模拟装置为近井地带剪切模拟装置或是岩心剪切模拟 装置，油田水容器和聚合物溶液容器共同出口端与剪切模拟装置之间设有压力传感器，压 力传感器连接有压力采集系统，剪切模拟装置输出端设有一取样筒，混注水容器和聚合物 溶液容器两端各设有一阀门。
[0016] 优选的，在上述技术方案中，步骤2)中填制近井地带剪切模拟装置包括如下步 骤：
[0017] ①填制射孔孔眼，采用40目~60目石英砂填制，敲击并推压至孔隙度等于油田现 场近井地带相应地层的孔隙度，将射孔孔眼旋拧牢固；
[0018] ②填制砾石充填层，采用40目~60目石英砂填制，使孔隙度等于油田现场近井地 带相应地层的孔隙度；
[0019] ③安装绕丝筛管，将填制完成的装置倒置，依次填制压实带和近井地带地层；填制 压实带采用石英砂目数为100目~120目，使孔隙度等于油田现场近井地带相应地层的孔 隙度；填制近井地带地层采用40目~80目、80目~120目石英砂按照油田现场近井地层相 应层的两种石英砂的比例混合填制，使孔隙度等于油田现场近井地带相应地层的孔隙度。
[0020] 优选的，在上述技术方案中，步骤2)中聚合物溶液al的获取方法如下：
[0021] ①安装填制完成的近井地带剪切模拟装置于所述实验装置中；
[0022] ②关闭聚合物溶液容器两端阀门，打开混注水容器两端阀门，打开泵，以不大于 lOmL/min的流速注入近井地带剪切模拟装置至有水流出；
[0023] ③关闭混注水容器两端阀门，打开聚合物溶液容器两端的阀门，将聚合物溶液aO 注入近井地带剪切模拟装置中，聚合物溶液aO的注入流速根据油田现场的吸水强度而定， 再换算为泵的注入流速，至少IOPV后接收通过近井地带剪切模拟装置的溶液即经第二级 剪切后的聚合物溶液al。
[0024] 优选的，在上述技术方案中，步骤3)中聚合物溶液a2的获取方法如下：
[0025] ①选取与实际待采油田储层渗透率相近的岩心，将其夹持在岩心夹持器上，安装 于实验装置中；
[0026] ②打开混注水容器两端的阀门，关闭聚合物溶液容器两端的阀门，开启泵，以不大 于lmL/min的速度向岩心夹持器中的岩心注入混注水至有水流出；
[0027] ③关闭混注水容器两端的阀门，开启聚合物溶液容器两端的阀门，将聚合物溶液 al注入岩心夹持器中的岩心中，聚合物溶液al的注入流速根据油田现场的吸水强度换算 为泵的注入流速，注入至少IOPV后接收通过岩心的溶液即经第二级剪切后的聚合物溶液 3-2 〇
[0028] 优选的，在上述技术方案中，聚合物溶液al、聚合物溶液a2的粘度通过粘度计测 定，聚合物溶液al、聚合物溶液a2的凝聚体尺寸通过光散射仪测定，聚合物溶液al、聚合物 溶液a2的微观结构通过扫描电镜、原子力显微镜观察，聚合物溶液al、聚合物溶液a2的流 变性能通过流变仪测试，聚合物溶液al、聚合物溶液a2的阻力系数、残余阻力系数和驱油 效果通过驱替实验测定。
[0029] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的测定方法是将待测聚合物溶 液依次流经第一级剪切模拟实验装置、第二级剪切模拟实验装置并测定每一级剪切后聚合 物溶液的各个性能参数，可以通过获得的性能参数进行聚合物的筛选与性能评价、聚合物 驱方案设计、聚合物驱数值模拟及跟踪评价；第一级剪切模拟实验装置采用近井地带剪切 模拟实验装置模拟聚合物溶液经过近井地带地层时受到的剪切；经过一级剪切模拟实验装 置剪切后的聚合物溶液再经过第二级剪切模拟实验装置的剪切，第二级剪切模拟实验装置 采用岩心剪切模拟装置，模拟聚合物溶液进入地层深部受到的剪切，本发明提供的测定驱 油用聚合物的实验方法，通过不同层的剪切作用，更接近实际油田对聚合物的剪切情况，使 得测定的聚合物溶液的性能参数更加精确，解决了单一模拟剪切测定不精确，偏离实际情 况的问题，更解决了费时费力的现场测定的问题。因此，通过本发明获取的聚合物溶液的 性能参数更加精确、适用范围更广，能够为聚合物溶液的筛选与性能评价、聚合物驱方案设 计、聚合物驱数值模拟及跟踪评价等提供更为接近实际的参数值和决策依据。
【附图说明】
[0030] 下面结合附图对本发明作进一步说明：
[0031] 图1是本发明的流程图；
[0032] 图2是本发明第一级剪切所用实验装置结构示意图；
[0033] 图3是本发明第二级剪切所用实验装置结构示意图；
[0034] 图4是本发明中驱替实验模拟装置1结构示意图；
[0035] 图5是本发明中驱替实验模拟装置2结构示意图。
【具体实施方式】
[0036] 本发明提供的一种用于测定驱油用聚合物溶液性能参数的二级剪切方法，包括以 下步骤：
[0037] 1)配制待测聚合物溶液a0 :
[0038] ①量取油田水；
[0039] ②称取聚合物干粉；
[0040] ③搅拌油田水使形成漩涡，将聚合物干粉距离漩涡中心2/3~3/4处于30s以内 加入油田水中，持续搅拌，使聚合物全部溶解停止搅拌，得到待测聚合物溶液aO。
[0041] 2)获取经第一级剪切后的聚合物溶液al :采用近井地带剪切模拟装置对聚合物 溶液a0进行第一级剪切。
[0042] 如图2所示，近井地带剪切模拟装置剪切涉及的实验装置包括并联的油田水容器 1和聚合物溶液容器2,油田水容器1和聚合物溶液容器2共同入口端通过泵3连接一容器 4,油田水容器1和聚合物溶液容器2共同出口端连接有近井地带剪切模拟装置5，油田水容 器1和聚合物溶液容器2共同出口端与近井地带剪切模拟装置5之间设有压力传感器32， 压力传感器32连接有压力采集系统31，近井地带剪切模拟装置5输出端设