用于測定驅油用聚合物溶液性能參數的二級剪切方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及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方法。
【背景技術】
[0002] 隨著世界各國經濟的不斷發展，對油氣資源的需求也與日俱增，在沒有更多已探 明油氣儲量增加的情況下，提高油氣采收率是唯一有效途徑。而聚合物驅正是提高采收率 中應用最廣泛的方法。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 提高原油采收率。而在聚合物溶液注入地層的過程中面臨的最大的問題是剪切降解。聚合 物溶液的剪切降解直接導致聚合物溶液的性能下降，影響聚合物驅的效果，給石油開采帶 來不利影響。因此，有諸多科研工作者致力于抗剪切聚合物的開發。
[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。而實際油藏條件下的聚合物溶液的粘度、流變性、阻力與殘余阻 力系數等參數的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。室內只能通過對聚合物溶液進行模擬剪切才能得到其在 實際地層中的性能參數。室內模擬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，室內模擬剪切方法主要有WARING攪拌器剪切、巖心剪切、近井地帶模 擬實驗裝置剪切。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；而 利用近井地帶模擬實驗裝置剪切對聚合物溶液的剪切符合近井地帶地層的實際，但只能模 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；巖心剪切在一定程度上可以模擬聚合物溶液受到的剪切，但這種剪切方式能模擬的剪 切速率不是連續變化的，只適合模擬地層中某個點的剪切。
[0004] 綜上所述，目前室內模擬涉及的剪切方法都是在單一的剪切方式下進行的，并不 能完全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，但離實際值均還有 一定差距。

【發明內容】

[0005] 本發明要解決的技術問題是提供一種能夠精確測定驅油用聚合物性能參數的二 級剪切實驗方法，通過本方法能夠為聚合物的篩選與性能評價、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、準確的參數值和決策依據。
[0006] 為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：
[0007] -種用于測定驅油用聚合物溶液性能參數的二級剪切方法，包括如下步驟：
[0008] 1)配制待測聚合物溶液a0,待測聚合物溶液a0為油田水和聚合物干粉按任意比 例混合的溶液；
[0009] 2)采用近井地帶剪切模擬裝置對聚合物溶液aO進行第一級剪切，獲得經第一級 剪切后的聚合物溶液al，測定聚合物溶液al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、驅油效果；
[0010] 3)采用巖心剪切模擬裝置對聚合物溶液al進行第二級剪切，獲得經第二級剪切 后的聚合物溶液a2,測定聚合物溶液a2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、驅油效果。
[0011] 優選的，在上述技術方案中，步驟1)中配制待測聚合物水溶液包括如下步驟：
[0012] ①量取油田水；
[0013] ②稱取聚合物干粉；
[0014] ③攪拌油田水使形成漩渦，將聚合物干粉距離漩渦中心2/3~3/4處于30s以內 加入油田水中，持續攪拌，使聚合物全部溶解停止攪拌，得到待測聚合物溶液aO。
[0015] 優選的，在上述技術方案中，所述步驟2)中的聚合物溶液al通過近井地帶剪切模 擬裝置的實驗裝置剪切后獲取，實驗裝置包括并聯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過泵連接一容器，混注水容器和聚合物溶液容器共 同出口端連接有剪切模擬裝置，剪切模擬裝置為近井地帶剪切模擬裝置或是巖心剪切模擬 裝置，油田水容器和聚合物溶液容器共同出口端與剪切模擬裝置之間設有壓力傳感器，壓 力傳感器連接有壓力采集系統，剪切模擬裝置輸出端設有一取樣筒，混注水容器和聚合物 溶液容器兩端各設有一閥門。
[0016] 優選的，在上述技術方案中，步驟2)中填制近井地帶剪切模擬裝置包括如下步 驟：
[0017] ①填制射孔孔眼，采用40目~60目石英砂填制，敲擊并推壓至孔隙度等于油田現 場近井地帶相應地層的孔隙度，將射孔孔眼旋擰牢固；
[0018] ②填制礫石充填層，采用40目~60目石英砂填制，使孔隙度等于油田現場近井地 帶相應地層的孔隙度；
[0019] ③安裝繞絲篩管，將填制完成的裝置倒置，依次填制壓實帶和近井地帶地層；填制 壓實帶采用石英砂目數為100目~120目，使孔隙度等于油田現場近井地帶相應地層的孔 隙度；填制近井地帶地層采用40目~80目、80目~120目石英砂按照油田現場近井地層相 應層的兩種石英砂的比例混合填制，使孔隙度等于油田現場近井地帶相應地層的孔隙度。
[0020] 優選的，在上述技術方案中，步驟2)中聚合物溶液al的獲取方法如下：
[0021] ①安裝填制完成的近井地帶剪切模擬裝置于所述實驗裝置中；
[0022] ②關閉聚合物溶液容器兩端閥門，打開混注水容器兩端閥門，打開泵，以不大于 lOmL/min的流速注入近井地帶剪切模擬裝置至有水流出；
[0023] ③關閉混注水容器兩端閥門，打開聚合物溶液容器兩端的閥門，將聚合物溶液aO 注入近井地帶剪切模擬裝置中，聚合物溶液aO的注入流速根據油田現場的吸水強度而定， 再換算為泵的注入流速，至少IOPV后接收通過近井地帶剪切模擬裝置的溶液即經第二級 剪切后的聚合物溶液al。
[0024] 優選的，在上述技術方案中，步驟3)中聚合物溶液a2的獲取方法如下：
[0025] ①選取與實際待采油田儲層滲透率相近的巖心，將其夾持在巖心夾持器上，安裝 于實驗裝置中；
[0026] ②打開混注水容器兩端的閥門，關閉聚合物溶液容器兩端的閥門，開啟泵，以不大 于lmL/min的速度向巖心夾持器中的巖心注入混注水至有水流出；
[0027] ③關閉混注水容器兩端的閥門，開啟聚合物溶液容器兩端的閥門，將聚合物溶液 al注入巖心夾持器中的巖心中，聚合物溶液al的注入流速根據油田現場的吸水強度換算 為泵的注入流速，注入至少IOPV后接收通過巖心的溶液即經第二級剪切后的聚合物溶液 3-2 〇
[0028] 優選的，在上述技術方案中，聚合物溶液al、聚合物溶液a2的粘度通過粘度計測 定，聚合物溶液al、聚合物溶液a2的凝聚體尺寸通過光散射儀測定，聚合物溶液al、聚合物 溶液a2的微觀結構通過掃描電鏡、原子力顯微鏡觀察，聚合物溶液al、聚合物溶液a2的流 變性能通過流變儀測試，聚合物溶液al、聚合物溶液a2的阻力系數、殘余阻力系數和驅油 效果通過驅替實驗測定。
[0029] 與現有技術相比，本發明的有益效果在于：本發明的測定方法是將待測聚合物溶 液依次流經第一級剪切模擬實驗裝置、第二級剪切模擬實驗裝置并測定每一級剪切后聚合 物溶液的各個性能參數，可以通過獲得的性能參數進行聚合物的篩選與性能評價、聚合物 驅方案設計、聚合物驅數值模擬及跟蹤評價；第一級剪切模擬實驗裝置采用近井地帶剪切 模擬實驗裝置模擬聚合物溶液經過近井地帶地層時受到的剪切；經過一級剪切模擬實驗裝 置剪切后的聚合物溶液再經過第二級剪切模擬實驗裝置的剪切，第二級剪切模擬實驗裝置 采用巖心剪切模擬裝置，模擬聚合物溶液進入地層深部受到的剪切，本發明提供的測定驅 油用聚合物的實驗方法，通過不同層的剪切作用，更接近實際油田對聚合物的剪切情況，使 得測定的聚合物溶液的性能參數更加精確，解決了單一模擬剪切測定不精確，偏離實際情 況的問題，更解決了費時費力的現場測定的問題。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】
[0030] 下面結合附圖對本發明作進一步說明：
[0031] 圖1是本發明的流程圖；
[0032] 圖2是本發明第一級剪切所用實驗裝置結構示意圖；
[0033] 圖3是本發明第二級剪切所用實驗裝置結構示意圖；
[0034] 圖4是本發明中驅替實驗模擬裝置1結構示意圖；
[0035] 圖5是本發明中驅替實驗模擬裝置2結構示意圖。
【具體實施方式】
[0036] 本發明提供的一種用于測定驅油用聚合物溶液性能參數的二級剪切方法，包括以 下步驟：
[0037] 1)配制待測聚合物溶液a0 :
[0038] ①量取油田水；
[0039] ②稱取聚合物干粉；
[0040] ③攪拌油田水使形成漩渦，將聚合物干粉距離漩渦中心2/3~3/4處于30s以內 加入油田水中，持續攪拌，使聚合物全部溶解停止攪拌，得到待測聚合物溶液aO。
[0041] 2)獲取經第一級剪切后的聚合物溶液al :采用近井地帶剪切模擬裝置對聚合物 溶液a0進行第一級剪切。
[0042] 如圖2所示，近井地帶剪切模擬裝置剪切涉及的實驗裝置包括并聯的油田水容器 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共同入口端通過泵3連接一容器 4,油田水容器1和聚合物溶液容器2共同出口端連接有近井地帶剪切模擬裝置5，油田水容 器1和聚合物溶液容器2共同出口端與近井地帶剪切模擬裝置5之間設有壓力傳感器32， 壓力傳感器32連接有壓力采集系統31，近井地帶剪切模擬裝置5輸出端設