一種驅油用聚合物在多孔介質中有效粘度的測定方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于油田H次采油中驅油用聚合物粘度測定技術領域，具體的說，涉及一 種驅油用聚合物在多孔介質中有效粘度的測定計算方法。
【背景技術】
[0002] 目前聚合物驅已經成為東部老油田增產穩產的一種重要手段，聚合物驅所使用的 驅替劑絕大多數為丙帰醜胺共聚物，例如部分水解型聚丙帰醜胺、陽離子型聚丙帰醜胺、疏 水締合型聚丙帰醜胺等。一般認為，聚合物驅油的主要機理是降低水相流度，改善水油流度 比，進而提高波及系數，達到提高采收率的目的。水相流度的降低通常有兩個途徑；增加水 相粘度和降低水相滲透率（張鵬，王業飛，張健等，疏水締合聚丙帰醜胺驅油能力的幾種影 響因素，油田化學，2010年72卷4期462~468頁）。因此聚合物溶液的粘度是衡量驅替 劑性能的一個重要的指標之一。需要得注意的是，該里所講的水相粘度并非表觀粘度，而是 聚合物溶液在孔隙介質中滲流時的有效粘度，該個粘度不但包含了聚合物溶液在多孔介質 中的粘性因素，還包括了彈性作用。因此，聚合物的有效粘度更加真實的反映了聚合物在孔 隙介質中流動時的粘度，對于礦場方案的設計和實施更有參考價值（程杰成，BP16溶液在 多孔介質中的流動特性，大慶石油地質與開發，1989年8卷2期47~52頁）。
[0003]目前，有效粘度的計算公式主要有兩種，式（7)是其中一種，y為有效粘度；AP 為聚合物溶液驅替壓差；L為填砂管長度；V。為聚合物溶液的滲流速度；Kf為聚合物溶液通 過后水沖洗滲透率。
[0004] (7)
[0005] 使用式（7)計算有效粘度考慮到了聚合物在多孔介質中的滯留所對粘度起的作 用，但是該式中并沒有體現出聚合物溶液的非牛頓流體性質。
[0006] 另一個計算有效粘度的計算公式為Blake-kozeny方程，見式巧），在該個公式中， H為稠度系數，n流態指數，k和分別為巖石的滲透率和孔隙度。該種計算方法雖然考慮 到了聚合物的非牛頓流體性質，但是沒有考慮到聚合物在孔隙中的滯留對滲透率及孔隙度 的影響。
[0007]
(8)
[0008] 在有效粘度的計算中，既要考慮到聚合物溶液的非牛頓流體力學性質，還要體現 出聚合物流經孔隙介質后對滲透率及孔隙度的影響，該樣計算出來的有效粘度才能更加貼 近實際情況。

【發明內容】

[0009]為解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種驅油用聚合物在多孔介質中有 效粘度的測定計算方法，綜合考慮聚合物非牛頓流體力學性質及聚合物在孔隙介質中滯留 的影響的建立有效粘度測定計算方法。
[0010] 本發明目的是該樣實現的一種驅油用聚合物在多孔介質中有效粘度的測定計算 方法，其特征在于由W下步驟組成：
[0011] a、驅油用聚合物溶液的制備；根據油田現場注入水的總礦化度，使用蒸觸水和氯 化鹽配制模擬注入水，再使用模擬注入水溶解驅油用聚合物得驅油用聚合物溶液；
[0012] b、測定稠度系數和流態指數；使用流變儀測定聚合物溶液的流變曲線，得到剪切 應力與剪切速率的關系曲線，回歸出聚合物溶液的稠度系數H和流態指數n;
[0013] C、裝填填砂管模型；使用石英砂裝填填砂管，填砂管直徑為2. 5cm，測定填砂管模 型的滲透率k及孔隙度9，并得出滲透率k與孔隙度9的關系式式（1)，其中r為孔隙半徑， T為迂曲度：
[0014]
(1)；
[0015] t聚合物溶液驅替填砂管；設定恒流粟的排量為0. 23ml/min，注入聚合物溶液直 至壓力平穩；
[0016] e、后續水驅；設定恒流粟的排量為0. 23ml/min，注入模擬注入水，測定聚驅后的 水測滲透率kf及殘余阻力系數F。。，假定聚驅后孔隙半徑r與迂曲度X不發生改變，那么可 W得出聚驅后的孔隙度扣-與聚驅后水測滲透率kf的關系為式（2);殘余阻力系數Fkk與滲 透率k及聚驅后水測滲透率kf的關系為式（3);
[0017]
[0019] f、計算有效粘度：
[0020] 修正方程式；由于聚合物在孔隙介質中存在滯留性質導致滲透率及孔隙度降低， 因此使用聚驅后水測滲透率和取代孔隙介質的滲透率9，使用聚驅后的孔隙度kf代替原始 孔隙度k，那么，修正后的Blake-kozeny方程為式（3):
[0021]
(4)，
[002引將式（2)、式做代入式（4)，最終得到有效粘度的計算公式為式妨或式化）；[0023] (5)
[0024] ( 6 )。
[00巧]代入計算：然后將稠度系數H、流態指數n、滲透率k、聚驅后水測滲透率kf、孔隙度 巧或殘余阻力系數Fee代入式（5)或式（6)計算結果即為有效粘度。
[0026] 上述步驟a驅油用聚合物溶液的制備中；所述氯化鹽由氯化軸、氯化巧、氯化鎮組 成。
[0027] 上述步驟C裝填填砂管模型中；所述石英砂的粒度為80-100目，填砂管長度為 30-50cm〇
[002引有益效果：
[0029] 本發明一種驅油用聚合物在多孔介質中有效粘度的測定計算方法，綜合考慮聚合 物非牛頓流體力學性質及聚合物在孔隙介質中滯留所導致的滲透率及孔隙度的降低對有 效粘度的影響，解決了現有技術無法準確獲得驅油用聚合物在孔隙介質中有效粘度及計算 方法的問題。
【附圖說明】
[0030] 圖1為本發明方法的流程圖；
[0031] 圖2為本發明中質量分數為0. 1 %的聚合物溶液的剪切應力-速率曲線圖；
[0032] 圖3為本發明中質量分數為0.2%的聚合物溶液的剪切應力-速率曲線圖。
【具體實施方式】
[0033] 下面結合實施例和附圖對本發明作進一步說明。
[0034] 實施例
[0035] -種驅油用聚合物在多孔介質中有效粘度的測定計算方法，如圖1所示：
[0036] 1、使用蒸觸水配制總礦化度為8625mg/L(巧鎮離子602mg/L)的模擬注入水。在 lOOmL蒸觸水中依次溶解1097. 71g氯化軸、68. 13g氯化巧、297. 28g六水合氯化鎮晶體。使 用模擬注入水溶解驅油用丙帰醜胺共聚物，配制質量分數分別為0. 1 %和0. 2%的聚合物 溶液。
[0037] 2、使用HAAKEMRSIII型流變儀（轉子；PZ38)測定聚合物的流變曲線。設置測 定溫度為8(TC，剪切速率為0-800s^，測定剪切應力與剪切速率變化關系，0. 1 %和0. 2%的 聚合物溶液的剪切應力-速率曲線分別見圖2、圖3。由曲線回歸出聚合物溶液的稠度系數 H和流態指數n分別見表1。
[0038] 表1不同質量分數下聚合物溶液的稠度系數H和流態指數n
[0039]
[0040] 3、使用80-100目的石英砂裝填6根填砂管，填砂管直徑為2. 5cm，長度為30cm。使 用中華人民共和國石油天然氣行業標準（SY/T6576-2003)用于提高石油采收率的聚合物 評價的推薦做法中的方法測定填砂管模型的滲透率及孔隙度。六根填砂管模型的滲透率及 孔隙度見表2。
[0041] 表2填砂管模型的滲透率k及孔隙度巧
[0042]
[0043] 4、分別使用質量分數為0. 1 %和0. 2%的聚合物溶液驅替6組填砂管模型。實驗 溫度為8(TC，設定恒流粟的排量為0. 23ml/min。當入口壓力平穩后，再用相同的排量使用 模擬注入水驅替填砂管模型，待入口壓力不再降低時記錄入口壓力，通過達西公式計算聚 驅后水測滲透率kf，通過式（3)計算殘余阻力系數Fw。
[0044] 6、分別將稠度系數H、流態指數n、滲透率k、聚驅后水測滲透率kf、孔隙度9或殘余 阻力系數Fck代入式（5)或式（6)計算有效粘度，得到的結果見表3。
[0045]
[0047] 表3試驗中測定的各種數據
[0048]
【主權項】
1. 一種驅油用聚合物在多孔介質中有效粘度的測定計算方法，其特征在于由以下步驟 組成： a、 驅油用聚合物溶液的制備：根據油田現場注入水的總礦化度，使用蒸餾水和氯化鹽 配制模擬注入水，再使用模擬注入水溶解驅油用聚合物得驅油用聚合物溶液； b、 測定稠度系數和流態指數：使用流變儀測定聚合物溶液的流變曲線，得到剪切應力 與剪切速率的關系曲線，回歸出聚合物溶液的稠度系數H和流態指數n; c、 裝填填砂管模型：使用石英砂裝填填砂管，填砂管直徑為2. 5cm，測定填砂管模型的 滲透率k及孔隙度9; d、 聚合物溶液驅替填砂管：設定恒流泵的排量為0. 23ml/min，注入聚合物溶液直至壓 力平穩； e、 后續水驅：設定恒流泵的排量為0. 23ml/min，注入模擬注入水，測定聚驅后的水測 滲透率1^及殘余阻力系數FKK，通過式（2)得出聚驅后的孔隙度中'；通過式（3)得出殘余阻 力系數FKK，式⑵和式（3)如下：(2)， (3 )； f、 計算有效粘度：將稠度系數H、流態指數n、滲透率k、聚驅后水測滲透率kf、孔隙度9 或殘余阻力系數FKK代入式（5)或式（6)計算結果即為有效粘度，式（5)或式（6)如下：(5) (6) 。2. 根據權利要求1所述的一種驅油用聚合物在多孔介質中有效粘度的測定計算方法， 其特征在于步驟a驅油用聚合物溶液的制備中：所述氯化鹽由氯化鈉、氯化鈣、氯化鎂組 成。3. 根據權利要求1所述的一種驅油用聚合物在多孔介質中有效粘度的測定計算方 法，其特征在于步驟c裝填填砂管模型中：所述石英砂的粒度為80-100目，填砂管長度為 30-50cm〇
【專利摘要】本發明公開了一種驅油用聚合物在多孔介質中有效粘度的測定方法，其特征在于由以下步驟組成：a制備驅油用聚合物溶液；b通過剪切應力與剪切速率的關系曲線，回歸得出聚合物溶液的稠度系數H和流態指數n；c裝填填砂管模型，測定填砂管模型的滲透率k及孔隙度d聚合物溶液驅替填砂管；e后續水驅：測定聚驅后的水測滲透率kf及殘余阻力系數FRR；f修正Blake-kozeny方程，最終得到有效粘度的計算公式為式(5)或式(6)：或g將稠度系數H、流態指數n、滲透率k、聚驅后水測滲透率kf、孔隙度或殘余阻力系數FRR代入上式計算有效粘度。
【IPC分類】G01N11/00, G01N11/14
【公開號】CN104949899
【申請號】CN201510255465
【發明人】黃文章, 張鵬, 周成裕, 陳世蘭
【申請人】重慶科技學院
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年5月19日