专利名称：模拟聚合物溶液剪切的一体式设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及聚合物驱提高采收率技术领域中快速模拟剪切聚合物溶液的新设备。
背景技术：
聚合物驱已成为油田开发过程中重要的提高采收率技术。在注聚方案的设计阶段，聚合物溶液性能对注聚方案设计起着至关重要的作用，方案设计中涉及的关于聚合物溶液性能的参数均为实际油藏条件下的溶液性能，对于这些实际油藏条件下的粘度、流变性等参数，室内只能通过对聚合物溶液的模拟剪切得到，可以说模拟剪切方法的准确性直接影响到数值模拟过程中各参数的选择，最终影响注聚开发效果。目前，通过对聚合物溶液的剪切来模拟实际油藏条件下聚合物溶液粘度及结构的方法主要有两种一种方法是岩心剪切，这种方法是利用注入泵使中间容器中的聚合物溶液通过装有模拟岩心的岩心夹持器，从而实现对聚合物溶液的剪切。该方法需要的设备主要包括注入泵，中间容器，岩心夹持器等部件，在一定程度上可以模拟聚合物溶液受剪切以后的溶液性能，但是该方法操作起来比较繁琐，对于大批量的室内实验来说既不经济时间上也不允许。为解决岩心剪切这种方法的不足，目前室内普遍利用WARING搅拌器对聚合物进行剪切之后再测定其粘度、流变性，阻力系数和残余阻力系数的数据，但是，利用WARING搅拌器剪切聚合物溶液实际上是纯粹的机械剪切，并不能真实反映聚合物溶液进入地层时被剪切的实际情况。
实用新型内容本实用新型目的在于提供一种聚合物溶液剪切的设备。本实用新型提供的聚合物溶液剪切的设备包括一个含上盖和下盖的壳体，所述设备还包括设置在壳体内部并且支撑在所述下盖上的模拟岩心；所述模拟岩心的外壁与所述壳体的内壁紧密接触；所述上盖上开设一气体接口 ；所述下盖上开设一滤液出口 ；其中，所述模拟岩心上方的所述壳体内设置一活塞；所述活塞和所述模拟岩心之间的所述壳体侧壁上开设一溶液注入口。进一步，上述模拟岩心的渗透率可为1500毫达西(mD)，孔隙度可为30%。进一步，上述设备还包括设置在所述壳体内壁上的并且下端与所述模拟岩心的上端紧密接触的一圈密封件。上述密封件与所述壳体内壁一体成型。优选地，上述密封件的厚度在远离所述壳体内壁的方向上是逐渐变薄的。上述上盖与所述壳体的上端可用螺纹连接；所述下盖与所述壳体的下端可用螺纹连接。上述壳体可以是圆柱形；所述模拟岩心相应也是圆柱形。实验发现实施例2中的聚合物SNF3640D经本实用新型提供的设备剪切后，粘度由^mPa. s变为22mPa. s ；实施例3的聚合物AP-P4溶液经本实用新型提供的设备剪切后，粘度由 175mPa. s 变为 45mPa. s。运用本实用新型提供的室内快速模拟聚合物溶液剪切的设备与背景技术中的两种方法相比，即实现了岩心剪切方法的相似性，又兼顾了 WARING搅拌器快速剪切的特点， 非常适合室内模拟聚合物溶液剪切使用。
图1为实施例1中的聚合物溶液剪切的设备的剖面示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明，但本实用新型并不限于以下实施例。下述实施例中，如无特殊说明，均为常规方法。实施例1、聚合物溶液剪切的设备如图1所示，本实用新型提供的聚合物溶液剪切的设备包括一个含上盖2和下盖 (又称岩心底座)6的壳体10。壳体是圆柱形。其中上盖2与壳体10的上端是螺纹连接， 可以保证密封效果。在上盖2上开设了一个气体接口 1，在具体使用本实用新型的设备时， 需要将该气体接口与外部的可控压力源如高压氮气瓶相连接，然后往壳体内通入氮气。下盖6与壳体10的下端也是螺纹连接，同样可以保证密封效果。在下盖6上开设了滤液出口 5，方便收集剪切过的聚合物溶液8。本实用新型的特别之处还在于在模拟岩心4上部的壳体10内装有一活塞9，当氮气从气体接口 1进入壳体10后，驱动活塞9下压聚合物溶液 8通过模拟岩心4。另外活塞9和模拟岩心4之间的壳体10的侧壁上开有溶液注入口 7。本实用新型提供的设备还包括一圆柱形的模拟岩心4，该模拟岩心是设置在壳体 10的内部并且由下盖6支撑。模拟岩心4的外壁与所述壳体10的内壁紧密接触。根据油田的油藏条件及地质特征压制适当的模拟岩心，本实施例提供的模拟岩心参数是直径 2. 5cm，高7cm，渗透率1500mD，孔隙度30%，模拟岩心采用80-100目石英砂压制，胶结物胶结。虽然，本实用新型的设备中模拟岩心4与的外壁与所述壳体10的内壁紧密接触， 但是模拟岩心4和壳体10内壁之间还是可能存在缝隙。因此，为了更好地模拟聚合物溶液的剪切效果，本实用新型的设备还包括设置在壳体10内壁上的一圈密封件(又称岩心固定器)3，密封件3的下端与模拟岩心4的上端紧密接触，这样可以阻止模拟岩心4上方的聚合物溶液8从模拟岩心4和壳体10内壁之间的缝隙中通过。另外，由于本实用新型设备中的壳体10内部压强大，为了将密封件3较好地固定在壳体内壁上，密封件3与壳体10内壁一体成型。本实用新型的壳体的容积设置为IOOmL即可较好地模拟剪切，而在IOOmL的壳体 10内的密封件3的宽度为0. 2-0. 3cm，密封件3的靠近壳体内壁的一端的厚度为2_3mm，远离壳体内壁向壳体中心靠近的另一端的厚度可为1mm，密封件3具体的材质为塑料制品或橡胶制品，本实施例采用的是塑料制品。本实用新型提供的设备中的合规部件均是耐压材料，可耐压lOMPa。实施例2、聚合物SNF3640D溶液剪切[0023](1)首先将模拟岩心4置于岩心底座6之上，模拟岩心(直径2. 5cm,长度7cm， 渗透率1500md，孔隙度30% )为圆柱体，紧贴高压样品池内壁，模拟岩心上部靠近密封件 3后将岩心底座旋紧固定；(2)通过溶液注入口 7向在岩心上部的高压样品池内注入聚合物SNF3640D溶液8约300ml，聚合物SNF3640D溶液的基本性能如下聚合物SNF3640D属于分子量为 2200万-2400万的普通水解聚丙烯酰胺；配聚水采用模拟水，模拟水矿化度3000mg/L， Ca2++Mg2+含量50mg/L ；配制浓度为1000mg/L，未剪切前经测量粘度为^mPa. S。待上述加完后，关闭注入口 ；(3)将可控压力源(高压氮气瓶)与高压氮气接口 1相连，通氮气加压，控制压力在3MPa左右，驱动活塞9使通过模拟岩心；(4)在滤液出口处5回收经岩心剪切后的。待滤液收集完毕后，首先用离心机离心，离心速度10000转/分钟，之后利用布氏粘度计测量粘度，测量结果显示剪切后的粘度值为 22mPa. s。实施例3、聚合物AP-P4溶液剪切(1)首先将模拟岩心4置于岩心底座6之上，模拟岩心(直径:2. 5cm,长度7cm， 渗透率3000md，孔隙度30% )为圆柱体，紧贴高压样品池内壁，模拟岩心上部靠近岩心固定器3后将岩心底座旋紧固定；(2)通过溶液注入口 7向在岩心上部的高压样品池内注入聚合物AP-P4溶液7， 聚合物AP-P4溶液的基本性能如下聚合物AP-P4属于疏水缔合聚合物，分子量为1100 万左右；配聚水采用模拟水，模拟水矿化度9000mg/L，Ca2++Mg2+含量700mg/L;配制浓度为 1750mg/L，未剪切前经测量粘度为175mPa. S。待上述加完后，关闭注入口 ；(3)将可控压力源(高压氮气瓶)与高压氮气接口 1相连，通氮气加压，控制压力在3MPa左右，驱动活塞9使通过模拟岩心；(4)在滤液出口处5回收经岩心剪切后的。待滤液收集完毕后，首先用离心机离心，离心速度10000转/分钟，之后利用布氏粘度计测量粘度，测量结果显示剪切后的粘度值为 45mPa. s。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.模拟聚合物溶液剪切的一体式设备，包括一个含上盖和下盖的壳体，所述设备还包括位于所述壳体内部并且支撑在所述下盖上的模拟岩心；所述模拟岩心的外壁与所述壳体的内壁紧密接触；所述上盖上开设一气体接口 ；所述下盖上开设一滤液出口，其特征在于所述模拟岩心上方的所述壳体内设置一活塞；所述活塞和所述模拟岩心之间的所述壳体侧壁上开设一溶液注入口。
2.如权利要求1所述的模拟聚合物溶液剪切的一体式设备，其特征在于所述设备还包括设置在所述壳体内壁上的并且下端与所述模拟岩心的上端紧密接触的一圈密封件。
3.如权利要求2所述的模拟聚合物溶液剪切的一体式设备，其特征在于所述密封件与所述壳体内壁一体成型。
4.如权利要求2或3所述的模拟聚合物溶液剪切的一体式设备，其特征在于所述密封件的厚度在远离所述壳体内壁的方向上是逐渐变薄的。
5.如权利要求4中所述的模拟聚合物溶液剪切的一体式设备，其特征在于所述上盖与所述壳体的上端螺纹连接；所述下盖与所述壳体的下端螺纹连接。
6.如权利要求4中所述的模拟聚合物溶液剪切的一体式设备，其特征在于所述壳体是圆柱形；所述模拟岩心是圆柱形。
专利摘要本实用新型公开了一种模拟聚合物溶液剪切的一体式设备。本实用新型提供的设备包括一个含上盖和下盖的壳体所述设备还包括位于所述壳体内部并且设置在所述下盖上的模拟岩心；所述模拟岩心的外壁与所述壳体的内壁紧密接触；所述上盖上开设一气体接口；所述下盖上开设一滤液出口；所述模拟岩心上方的所述壳体内设置一活塞；所述活塞和所述模拟岩心之间的所述壳体侧壁上开设一溶液注入口。利用上述设备进行的室内快速模拟聚合物溶液剪切方法与背景技术中的两种方法相比，即实现了岩心剪切方法的相似性，又兼顾了WARING搅拌器快速剪切的特点，非常适合室内模拟聚合物溶液剪切使用。
文档编号E21B43/22GK202064919SQ201120052710
公开日2011年12月7日 申请日期2011年3月2日 优先权日2011年3月2日
发明者向问陶, 崔盈贤, 张健, 杨光, 薛新生, 赵文森 申请人:中国海洋石油总公司, 中海石油研究中心