用于測量壓裂液破膠黏度的裝置和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及采油技術領域，特別涉及一種用于測量壓裂液破膠黏度的裝置，還涉及一種用于測量壓裂液破膠黏度的方法。
【背景技術】
[0002]壓裂液是儲層改造中最主要的入井流體，為了減輕壓裂液對儲層基質及裂縫導流能力的傷害程度，要求壓裂液能夠在施工結束時徹底破膠并快速返排。而且，壓裂液的破膠性能和破膠液返排情況，在一定程度上影響著整個壓裂施工的效果。故壓裂施工前的壓裂液破膠實驗評價工作極為重要。
[0003]在深層、超深層的儲層油氣藏的改造開發中，由于儲層埋藏深、溫度高(普遍大于1(TC)，該類儲層在壓裂改造前，需要對采用的壓裂液體系在高溫條件下(>100°C)進行大量的破膠實驗研究工作。另外，隨著水平井分段壓裂技術已成為開發非常規、低滲透儲層的主導技術之一，水平井分段壓裂段數越來越多。水平井分段壓裂施工通常要求所有壓裂段施工結束后，要求每段壓裂液的破膠時間可控，滿足最后一段施工結束后，所有液體能夠同時破膠、統一返排。這就要求在壓裂改造前開展精細的壓裂液分段破膠實驗，形成不同壓裂段的壓裂液破膠劑的加入剖面。
[0004]目前針對儲層溫度低于100°c時的測量壓裂液的破膠黏度方法為:將壓裂液裝入密閉破膠罐內，放入恒溫水浴或恒溫容器中加熱恒溫，恒溫溫度為儲層溫度，使壓裂液在恒溫溫度下破膠。按施工工藝設計要求時間，從恒溫水浴或恒溫容器中取出破膠罐，冷卻至常溫，放空后打開破膠罐，取破膠液上面的清液，然后在常溫下用毛細管黏度計進行黏度測定。針對儲層溫度高于100°c時的測量壓裂液的破膠黏度，需要采用特制的耐高溫密閉破膠罐，加熱方式要采用高溫油浴或高溫空氣浴中(>100°c )，其他步驟與上面儲層溫度低于100 V時的測量壓裂液的破膠黏度方法類似。
[0005]由于壓裂液的黏度測量值是隨著測量溫度不同而變化的，因此在常溫下測定的破膠液黏度與在儲層溫度下測定的破膠液黏度存在一定誤差。但是，上述過程只能在常溫下進行測定，從而使得壓裂液的破膠黏度及破膠情況與真實的儲層條件(例如高溫、高壓條件)下的壓裂液破膠黏度及破膠情況相差較大。
[0006]因此，如何解決現有技術中不便于在例如高溫或高壓的環境下測量壓裂液破膠黏度的問題，是本領域技術人員需要解決的技術問題。

【發明內容】

[0007]針對上述問題，本發明提出了一種用于測量壓裂液破膠黏度的裝置，能夠在例如高溫或高壓環境下測試壓裂液的破膠粘度，并且可以提高檢測時的安全性。
[0008]本發明的用于測量壓裂液破膠黏度的裝置，包括:破膠評價室，其內部通過分隔壁分為第一密封腔室和第二密封腔室，所述破膠評價室能夠在第一密封腔室處于上方而第二密封腔室處于下方的正置狀態和第一密封腔室處于下方而第二密封腔室處于上方的倒置狀態之間運動；毛細管和導管，兩者均固定在所述分隔壁上，并用于連通第一密封腔室和第二密封腔室，其中，當所述破膠評價室處于正置狀態時，第一密封腔室內的壓裂液能通過毛細管流入第二密封腔室，而第二密封腔室內被壓裂液排開的氣體能通過導管流入第一密封腔室；以及處理單元，其用于記錄規定體積的處于所述第一密封腔室內的壓裂液流過毛細管所需的時間，并基于此得到壓裂液的破膠黏度。
[0009]在一個實施例中，所述破膠評價室處于倒置狀態時，置于所述第二密封腔室內的壓裂液能夠通過毛細管和/或導管流入所述第一密封腔室內。
[0010]在一個實施例中，還包括固定在所述分隔壁上的氣體單向導通管，所述氣體單向導通管構造成僅當所述破膠評價室處于倒置狀態時允許氣體從第一密封腔室流入第二密封腔室。
[0011]在一個實施例中，所述毛細管位于貫穿所述分隔壁的頂面和底面的通孔中。
[0012]在一個實施例中，還包括位于所述第一密封腔室外側的光電開關，其中，當壓裂液流過最高測試液面時，所述光電開關觸發所述處理單元計時，而壓裂液流過最低測試液面時，所述光電開關觸發所述處理單元停止計時。
[0013]在一個實施例中,還包括用于對第一密封腔室和/或第二密封腔室進行加熱的加熱單元，以及用于對所述第一密封腔室和/或第二密封腔室進行加壓的加壓單元。
[0014]在一個實施例中，所述加熱單元為加熱浴槽，其中所述破膠評價室處于正置狀態時，所述第二密封腔室位于所述加熱浴槽內。
[0015]在一個實施例中，所述加熱單元和所述破膠評價室均設置在保溫室內。
[0016]在一個實施例中，還包括與所述破膠評價室固定連接并控制其處于正置狀態或處于倒置狀態的旋轉控制單元，所述旋轉控制單元包括貫穿所述保溫室的連桿，以及固定在所述連桿上的把手，其中，所述破膠評價室與所述連桿固定連接，而所述把手位于所述保溫室的外側。
[0017]在一個實施例中，所述分隔壁與所述破膠評價室的上側壁和下側壁均可拆卸連接。
[0018]在一個實施例中，所述破膠評價室由透明可視的耐壓材料制成。
[0019]本發明的使用根據上述中任一項所述的裝置測量壓裂液破膠黏度的方法，包括下述步驟:步驟1，正置破膠評價室，并向第二密封腔室中充入壓裂液；步驟2，倒置破膠評價室，使壓裂液通過毛細管和導管流入第一密封腔室；步驟3，當第二密封腔室中的壓裂液全部流入第二密封腔室時，正置破膠評價室，進行實驗測試，使壓裂液通過毛細管從第一密封腔室流入第二密封腔室，并記錄流過規定體積時所需的時間；步驟4，根據壓裂液流過規定體積時所需的時間以及毛細管的孔徑大小和長度而計算出壓裂液的黏度。
[0020]在一個實施例中，在步驟4之后重復進行步驟2-4若干次。
[0021]相對于現有技術，本發明的用于測量壓裂液的破膠黏度的裝置包括破膠評價室、處理單元、毛細管及導管。其中，破膠評價室的內部通過分隔壁分為第一密封腔室和第二密封腔室。毛細管和導管均固定在分隔壁上，并用于連通第一密封腔室和第二密封腔室。需要測量壓裂液的破膠黏度時，將破膠評價室先倒置，再正置進行實驗測量。此時，壓裂液會因重力作用通過毛細管從第一密封腔室中流入第二密封腔室。而第二密封腔室內被壓裂液排開的氣體則通過導管從第二密封腔室流入第一密封腔室。并在此過程中通過處理單元記錄壓裂液流過規定的體積時所需的時間。最后根據壓裂液流過規定體積所需的時間以及毛細管的孔徑大小及長度計算出壓裂液的破膠黏度。
[0022]由于在檢測壓裂液的破膠黏度時，能夠使破膠評價室處于例如高溫、高壓環境中，而且毛細管一直設置在加溫、加壓后的破膠評價室內，因此可真實模擬儲層條件開展壓裂液破膠實驗。另外，整個實驗過程中可以不需實驗工作人員直接接觸，因此可以減少人為因素對實驗測量結果的影響，同時可有效地提高實驗過程的安全性。
【附圖說明】
[0023]在下文中將基于實施例并參考附圖來對本發明進行更詳細的描述。在圖中:
[0024]圖1是本發明的用于測量壓裂液破膠黏度的裝置的結構示意圖。
[0025]圖2是本發明中正置破膠評價室時的狀態示意圖。
[0026]圖3是本發明中倒置破膠評價室時的狀態示意圖。
[0027]圖4是圖2的A部的局部示意圖。
[0028]圖5是圖3的B部的局部示意圖。
[0029]在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標記。附圖并未按照實際的比例描繪。
【具體實施方式】
[0030]下面將結合附圖對本發明作進一步說明。
[0031]本發明主要參照了毛細管法測液體黏度的原理。即，在一定溫度下，規定體積的液體在完全濕潤的管