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    重庆时时彩龙虎路珠图: 储层中凝胶调堵剂性能测量方法与装置.pdf

    关 键 词:
    储层中 凝胶 调堵剂 性能 测量方法 装置
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    摘要
    申请专利号:

    CN201510103256.X

    申请日:

    2015.03.10

    公开号:

    CN104677743A

    公开日:

    2015.06.03

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01N 3/12申请日:20150310|||公开
    IPC分类号: G01N3/12 主分类号: G01N3/12
    申请人: 中国石油大学(北京)
    发明人: 岳湘安; 董利飞; 苏群; 秦巍; 宋伟新
    地址: 102249北京市昌平区府学路18号
    优先权:
    专利代理机构: 北京三友知识产权代理有限公司11127 代理人: 赵燕力
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201510103256.X

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2017.03.15|||2015.07.01|||2015.06.03

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明为一种储层中凝胶调堵剂性能测量方法与装置,测量装置包括孔喉模拟器,该孔喉模拟器至少包括一段第一管腔和一段第二管腔,两管腔连接处形成缩径部。测量方法利用该测量装置获得凝胶样品的压力与其体积变形量之间的关系曲线。利用该曲线的线性段评价凝胶的弹性,压力峰值表征凝胶对孔喉的封堵强度。在该装置的第二管腔中测取压力梯度和流量的关系曲线,确定弱凝胶的粘度。该发明操作简便、测试时间短、准确性高、可重复性好,能在同一标准下定量测量一系列不同性能的凝胶体系,类比性强。从根本上解决了以往凝胶测试中定性观测、不同性能凝胶的测试装置和评价标准不一的问题。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种储层中凝胶调堵剂性能测量装置,其特征在于:所述测量装置包括 一孔喉模拟器,该孔喉模拟器至少包括一段第一管腔和一段第二管腔,所述第二 管腔同轴设置在第一管腔的后端且内径小于第一管腔;所述第一管腔与第二管腔 的连接处形成第一缩径部,该第一缩径部具有锥形过度段;在所述第一管腔前端 的内部套设有一取样器,该取样器为圆筒形,取样器的外壁贴合在第一管腔的内 壁;所述第一管腔的前端设有一端头密封装置,该端头密封装置通过管线与一泵 连接,所述第一管腔与该泵密封连通。

    2.  如权利要求1所述的储层中凝胶调堵剂性能测量装置,其特征在于:所 述孔喉模拟器还包括设置在所述第二管腔后面的多段管腔,所述后面的多段管腔 从前至后依次同轴串联相通,并形成多个缩径部和扩径部,在所述缩径部和扩径 部均具有一锥形过度段。

    3.  如权利要求2所述的储层中凝胶调堵剂性能测量装置,其特征在于:在 所述第二管腔后面依次设有第三管腔和第四管腔;所述第三管腔的内径大于第二 管腔的内径,第四管腔的内径小于第三管腔的内径,在第三管腔与第四管腔的连 接处形成第二缩径部。

    4.  如权利要求1至3中任一项所述的储层中凝胶调堵剂性能测量装置,其 特征在于:所述孔喉模拟器为一圆柱体,圆柱体的内部同轴设有所述管腔;所述 端头密封装置包括一密封套筒和一密封端盖,所述密封套筒螺纹密封连接在孔喉 模拟器前端的外部,密封端盖螺纹密封连接在密封套筒的前端;密封端盖的中央 设有通孔,该通孔与第一管腔连通,所述管线与该通孔密封连接。

    5.  如权利要求4所述的储层中凝胶调堵剂性能测量装置,其特征在于:所 述取样器的前端设有径向向外伸出的环形凸缘,后端为环形切刃;该环形凸缘抵 靠在孔喉模拟器的前端;所述密封端盖上设有凸起,该凸起与密封套筒螺纹连接, 凸起抵压在取样器的环形凸缘上,且在凸起与环形凸缘之间设有密封圈。

    6.  一种使用权利要求1至5中任一项所述的测量装置的测量方法,其特征 在于,该测量方法包括如下步骤:
    S1、用取样器截取一定体积的凝胶样品,将带有凝胶样品的取样器放入孔喉 模拟器的第一管腔;
    S2、用端头密封装置密封孔喉模拟器的前端,将泵通过管线连接在密封端盖 上,并在孔喉模拟器上需要检测的部位连接好压力测量系统;
    S3、开启泵以一定的速度注入水,推动取样器中的凝胶挤入孔喉模拟器的各 个管腔,直至凝胶突破孔喉模拟器;
    S4、测量凝胶在孔喉模拟器不同管腔段上形成的压力动态,获得凝胶样品的 压力与其体积变形量之间的关系曲线,根据该关系曲线,分析其粘度或弹性,评 价凝胶在储层孔喉中的封堵强度、稳定性以及通过孔喉的方式。

    7.  如权利要求6所述的测量方法,其特征在于:所使用的孔喉模拟器具有 一段第一管腔和一段第二管腔;在步骤S3中,推动凝胶挤入孔喉模拟器的第一 缩径部,并使凝胶突破第二管腔。

    8.  如权利要求6所述的测量方法,其特征在于:所使用的孔喉模拟器具有 依次同轴连通的第一管腔、第二管腔、第三管腔和第四管腔;在步骤S3中,推 动凝胶挤入孔喉模拟器的第一缩径部,使凝胶突破第二管腔后进入第三管腔,并 挤入第二缩径部,然后突破第四管腔;在步骤S4中,还进行对比凝胶突破第一 缩径部和第二缩径部的压力参数变化,来判断凝胶封堵的稳定性以及通过孔喉的 方式。

    9.  如权利要求6至8中任一项所述的测量方法,其特征在于:在步骤S4中, 以凝胶在经过孔喉模拟器缩径部时形成的最大压力来定量表征其封堵强度;根据 弱凝胶在孔喉模拟器第二管腔中形成的压力梯度和流量的关系来确定其粘度;; 根据强凝胶在孔喉模拟器缩径部的压力与其体积变形量的关系曲线,评价其弹 性。

    10.  如权利要求9所述的测量方法,其特征在于:通过设定孔喉模拟器中各 个管腔的内径和长度,来模拟地层中从毫米量级到微米量级的孔隙与喉道尺寸以 及孔喉比。

    说明书

    说明书储层中凝胶调堵剂性能测量方法与装置
    技术领域
    本发明是关于一种凝胶在多孔介质中封堵特性的定量测量和表征的装置及 方法,尤其涉及一种储层中凝胶调堵剂性能测量方法与装置。
    背景技术
    目前,国内绝大多数油田都进入了高含水阶段,应对含水上升快、水窜水淹 严重的最主要措施是实施调剖堵水。凝胶作为一种最常用的调堵剂在各大油田广 泛应用。由于各个油田的油藏条件不一样,要求的凝胶调堵剂的性能也不一样。 因此,评价凝胶在储层中的基本参数和性能指标是十分必要的,也是筛选和研发 相应油藏条件下凝胶调堵剂的依据。
    现有的凝胶调堵剂在储层中性能测试方法主要有以下几类:
    第一类为等级划分法:该方法通过凝胶的详细描述对凝胶强度特性进行了分 级,但是这种描述方法只是定性分析,并不能够准确区分不同配方的凝胶强度, 难以实现定量对比。
    第二类为针入法:该方法是利用尖形针在一定高度下落过程中的自身重力, 通过针入凝胶时产生的穿透阻力来表征凝胶在储层水流通道中的封堵特性;或者 利用一根上端带有托盘的玻璃棒,将一定质量的砝码放入托盘,根据深入凝胶程 度来反映凝胶的封堵特性。该方法测量凝胶封堵特性虽然简单,但是存在以下不 足:①针入过程难以准确控制,误差大,可重复性差;②该方法是通过针入的阻 力间接表征和测量凝胶封堵特性,凝胶受力状态与其在储层水流通道或岩心中的 不同,无法定量表征凝胶在储层多孔介质中对孔喉的封堵能力,只能半定量测量; ③该方法是通过针入凝胶中表征封堵特性,所以只能测量强凝胶,对于弱凝胶, 无法保证其针入一定深度后稳定在凝胶中,适用范围有限。
    第三类为落球法:该方法是将一定质量的钢球放在装有凝胶的试管内,通过 观察钢球沉没深度定性分析凝胶的封堵特性。落球法测量凝胶封堵特性操作简 单,但是,①受到钢球质量的限制,不同质量钢球测量的结果相差较大,误差大; ②该装置测量沉没深度来判断凝胶封堵特性和现场评价标准迥异,可靠性差,只 能半定性表征凝胶封堵特性;③无法模拟凝胶在孔隙中成胶之后的受力状态,属 于间接测量凝胶封堵特性;④由于该方法是以钢球能够没入凝胶为前提,所以只 能测量弱凝胶强度,无法从弱凝胶到强凝胶连续测量,测量范围有限。
    第四类为真空度测定法:该方法是将未成胶的凝胶溶液置于连接真空装置的 玻璃器中,待其成胶后,在一定的真空度下将凝胶吸入连接的毛细管中,通过测 量吸入单位毛管体积凝胶所需的真空度来评价凝胶的封堵特性,其中真空度通过 针型阀控制。该方法虽然操作简单、类比性好,但是,①由于真空装置产生的压 差有限,只能测量弱凝胶封堵特性;②在毛细管中测得的是滑移阻力,由管壁与 凝胶滑移造成的,并不是凝胶的封堵强度,不能表征凝胶在油藏储层中对水流通 道的封堵特性。
    第五类为粘度测量法:利用粘度计或者流变仪在不同时间段测量凝胶溶液的 视粘度,以最终稳定视粘度值作为凝胶具有的封堵特性。该方法①测试时间较长; ②测试成本较高;③受力状态与凝胶在储层多孔介质中的受力状态差别较大,测 得的凝胶视粘度只能间接表征其封堵特性;④对于强凝胶,通过粘度来表征封堵 特性缺乏科学性,测量范围有限。
    第六类为突破压力梯度法:将一定孔隙体积的未成胶凝胶溶液注入到饱和水 的填砂管中,待其成胶之后,继续水驱,记录产出第一滴流出液时的压力,换算 成压力梯度来表征凝胶封堵特性。该方法虽然能有效模拟凝胶在油藏孔隙中的情 况,达到定量对比分析,但是需要在良好的室内条件进行,操作复杂,很难在现 场应用推广。
    尽管目前对于凝胶调堵剂在储层中的性能测试方法有很多,但是都存在着定性观 测、无法从弱凝胶到强凝胶连续同一标准测量、获取的基本性能等参数少以及测试繁 琐、成本高、可重复性差等不足。因此对于储层中凝胶调堵剂性能测试方法与装置的 研发是目前迫切需要的。鉴于以上的不足,目前有必要提供一种在封堵储层水窜 通道过程中以同一套装置和评价标准量化地测量从弱凝胶到强凝胶性能的方法 和装置。
    由此,本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践,提出一种储层中凝胶 调堵剂性能测量方法与装置,以克服现有技术的缺陷。
    发明内容
    本发明的目的在于提供一种储层中凝胶调堵剂性能测量方法与装置,实现在 封堵储层水窜通道过程中,从弱凝胶的粘性到强凝胶的弹塑性等基本材料性能以 及封堵性能的量化测量和表征,从根本上解决以往凝胶测试中的定性观测且不能 在同一装置和评价标准下对比分析的不足;且测试成本低、测试时间短、操作简 便、准确性高且可重复性好。
    本发明的另一目的在于提供一种储层中凝胶调堵剂性能测量方法与装置,能 测定凝胶在储层运移过程中的性能的变化,也即稳定性,同时反映凝胶通过孔喉 的不同方式。
    本发明的再一目的在于提供一种储层中凝胶调堵剂性能测量方法与装置,保 证取样时比较容易切取凝胶样品,减少由于迟钝而造成对凝胶样的剪切破坏,减 小了测量的失真。
    本发明的目的是这样实现的,一种储层中凝胶调堵剂性能测量装置,所述测 量装置包括一孔喉模拟器,该孔喉模拟器至少包括一段第一管腔和一段第二管 腔,所述第二管腔同轴设置在第一管腔的后端且内径小于第一管腔;所述第一管 腔与第二管腔的连接处形成第一缩径部,该第一缩径部具有锥形过度段;在所述 第一管腔前端的内部套设有一取样器,该取样器为圆筒形,取样器的外壁贴合在 第一管腔的内壁;所述第一管腔的前端设有一端头密封装置,该端头密封装置通 过管线与一泵连接,所述第一管腔与该泵密封连通。
    在本发明的一较佳实施方式中,孔喉模拟器还包括设置在所述第二管腔后面 的多段管腔,所述后面的多段管腔从前至后依次同轴串联相通,并形成多个缩径 部和扩径部,在所述缩径部和扩径部均具有一锥形过度段。
    在本发明的一较佳实施方式中,在所述第二管腔后面依次设有第三管腔和第 四管腔;所述第三管腔的内径大于第二管腔的内径,第四管腔的内径小于第三管 腔的内径,在第三管腔与第四管腔的连接处形成第二缩径部。
    在本发明的一较佳实施方式中,孔喉模拟器为一圆柱体,圆柱体的内部同轴 设有所述管腔;所述端头密封装置包括一密封套筒和一密封端盖,所述密封套筒 螺纹密封连接在孔喉模拟器前端的外部,密封端盖螺纹密封连接在密封套筒的前 端;密封端盖的中央设有通孔,该通孔与第一管腔连通,所述管线与该通孔密封 连接。
    在本发明的一较佳实施方式中,取样器的前端设有径向向外伸出的环形凸 缘,后端为环形切刃;该环形凸缘抵靠在孔喉模拟器的前端;所述密封端盖上设 有凸起,该凸起与密封套筒螺纹连接,凸起抵压在取样器的环形凸缘上,且在凸 起与环形凸缘之间设有密封圈。
    本发明的目的还可以是这样实现的,一种使用上述测量装置的测量方法,该 测量方法包括如下步骤:
    S1、用取样器截取一定体积的凝胶样品,将带有凝胶样品的取样器放入孔喉 模拟器的第一管腔;
    S2、用端头密封装置密封孔喉模拟器的前端,将泵通过管线连接在密封端盖 上,并在孔喉模拟器上需要检测的部位连接好压力测量系统;
    S3、开启泵以一定的速度注入水,推动取样器中的凝胶挤入孔喉模拟器的各 个管腔,直至凝胶突破孔喉模拟器;
    S4、测量凝胶在孔喉模拟器不同管腔段上形成的压力动态,获得凝胶样品的 压力与其体积变形量之间的关系曲线,根据该关系曲线,分析其粘度或弹性,评 价凝胶在储层孔喉中的封堵强度、稳定性以及通过孔喉的方式。
    在本发明的一较佳实施方式中,所使用的孔喉模拟器具有一段第一管腔和一 段第二管腔;在步骤S3中,推动凝胶挤入孔喉模拟器的第一缩径部,并使凝胶 突破第二管腔。
    在本发明的一较佳实施方式中,所使用的孔喉模拟器具有依次同轴连通的第 一管腔、第二管腔、第三管腔和第四管腔;在步骤S3中,推动凝胶挤入孔喉模 拟器的第一缩径部,使凝胶突破第二管腔后进入第三管腔,并挤入第二缩径部, 然后突破第四管腔;在步骤S4中,还进行对比凝胶突破第一缩径部和第二缩径 部的压力参数变化,来判断凝胶封堵的稳定性以及通过孔喉的方式。
    在本发明的一较佳实施方式中,在步骤S4中,以凝胶在经过孔喉模拟器缩 径部时形成的最大压力来定量表征其封堵强度;根据弱凝胶在孔喉模拟器第二管 腔中形成的压力梯度和流量的关系来确定其粘度;;根据强凝胶在孔喉模拟器缩 径部的压力与其体积变形量的关系曲线,评价其弹性。
    在本发明的一较佳实施方式中,通过设定孔喉模拟器中各个管腔的内径和长 度,来模拟地层中从毫米量级到微米量级的孔隙与喉道尺寸以及孔喉比。
    由上所述,本发明的测量装置及方法能够量化测量和表征从弱凝胶的粘性到强 凝胶的弹性等基本材料性能以及封堵强度、稳定性和通过孔喉方式等封堵性能,操作 简便、实施成本低、测试时间短、准确性高、可重复性好,能在同一标准下定量 测量一系列不同性能的凝胶体系,测试结果类比性强。采用的取样器可以比较容 易切取凝胶样品,减少由于迟钝而造成对凝胶样的剪切破坏,减小了测量的失真。
    附图说明
    以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释,并不限定本发明的范围。 其中:
    图1:为本发明测量装置中孔喉模拟器的一种实施方式。
    图2:为本发明测量装置中孔喉模拟器的另一种实施方式。
    图3:为本发明测量装置中孔喉模拟器与端头密封装置的结构示意图。
    图4:为本发明测量装置中取样器的示意图。
    图5A-5D:为采用本发明测量方法实施的四次重复测量结果示意图。
    具体实施方式
    为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图说明 本发明的具体实施方式。
    参见图1至图3,本发明提供一种储层中凝胶调堵剂性能测量装置10,该测 量装置10包括一孔喉模拟器1,孔喉模拟器1是本测量装置10的一个重要部件, 如图1所示,孔喉模拟器1至少包括一段第一管腔11和一段第二管腔12,第二 管腔12同轴设置在第一管腔11的后端且第二管腔12内径小于第一管腔11内径, 从而在第一管腔11与第二管腔12的连接处形成第一缩径部15,该第一缩径部 15具有锥形过度段。为模拟储层中的孔隙与吼道,孔喉模拟器1还可以包括设置 在第二管腔12后面的多段管腔,后面的多段管腔从前至后依次同轴串联相通, 并形成多个缩径部和扩径部,在缩径部和扩径部均具有一锥形过度段。例如,如 图2所示,在本发明测量装置10的孔喉模拟器1另一个实施方式中,在第二管 腔12的后面依次设有第三管腔13和第四管腔14,第三管腔13的内径大于第二 管腔12的内径,第四管腔14的内径小于第三管腔13的内径,从而在第三管腔 13与第四管腔14的连接处形成第二缩径部16。如图3所示,在第一管腔11前 端的内部套设有一取样器2,该取样器2为圆筒形(见图4),取样器2的外壁 贴合在第一管腔11的内壁。第一管腔11的前端设有一端头密封装置,该端头密 封装置通过管线与一泵连接,第一管腔11与该泵密封连通,管线和泵在图中未 示出。
    进一步,在具体实施时,孔喉模拟器1可以设计为一圆柱体,在圆柱体的内 部同轴设有以上所说的各个管腔;各个管腔可以形成在一个整体的圆柱体中,也 可以将圆柱体分段设计,即每一段圆柱体中形成有至少两段不同内径的管腔,根 据实验的需要,将多段圆柱体依次串接在一起。如图3所示,端头密封装置包括 一密封套筒3和一密封端盖4,密封套筒3螺纹密封连接在孔喉模拟器1前端的 外部,密封端盖4螺纹密封连接在密封套筒3的前端。密封端盖4的中央设有通 孔41,该通孔41与第一管腔11连通,管线与该通孔41密封连接。如图4所示, 取样器2的前端设有径向向外伸出的环形凸缘21,后端为环形切刃22。在取样 时,环形切刃22可以较容易切取凝胶样品,减少由于迟钝而造成对凝胶样的剪 切破坏,避免测量的失真,解决了取样时凝胶黏弹性对取样量影响较大的难题, 保证了每次测试取样量相同。取样后,将带有凝胶样品的取样器2放入到孔喉模 拟器1的第一管腔11前端,该环形凸缘21抵靠在孔喉模拟器1的前端;密封端 盖4上设有凸起42,该凸起42与密封套筒3螺纹连接,凸起42抵压在取样器2 的环形凸缘21上,且在凸起42与环形凸缘21之间设有密封圈5。
    本发明的测量装置通过设定孔喉模拟器中各个管腔的内径和长度,来模拟地 层中从毫米量级到微米量级的孔隙与喉道尺寸以及孔喉比??缀砟D馄髦灰哂?一个大直径过度到小直径的缩径部就可以,主要目的是使凝胶通过该缩径部,能 够得到不同凝胶形变与其在该孔喉中形成的压差(封堵强度)之间的关系??缀?模拟器如果具有多个缩径部,可以模拟凝胶在地层中通过多个孔喉的过程,从而 测定凝胶在储层运移过程中的性能的变化,也即稳定性,并分析凝胶通过孔喉的 方式。凝胶通过孔喉模拟器中多个缩径部时,在不同缩径部中形成的压力动态曲 线若相同,则凝胶的性能稳定,凝胶以弹性变形的方式通过孔喉,反之则不稳定, 凝胶以破碎的方式通过孔喉。使用端部尖锐锋利的取样器,保证取样时较容易切 取凝胶样品,减少由于迟钝而造成对凝胶样的剪切破坏,避免测量的失真,解决 了取样时凝胶黏弹性对取样量影响较大的难题,保证了每次测试取样量相同。
    本发明还提供了一种储层中凝胶调堵剂性能测量方法,该测量方法包括如下 步骤:
    S1、用取样器2截取一定体积的凝胶样品,将带有凝胶样品的取样器2放入 孔喉模拟器1的第一管腔11;
    S2、用端头密封装置密封孔喉模拟器1的前端,将泵通过管线连接在密封端 盖4上,并在孔喉模拟器1上需要检测的部位连接好压力测试系统;压力测试系 统采用的是压力传感器,在孔喉模拟器上需要检测的部位设置好压力传感器,压 力传感器的布置主要是以下位置:一个位置是与泵连接的孔喉模拟器的入口端 (注入压力),用于监测在凝胶运移至不同管腔段的压力;另一些位置分别位于 孔喉模拟器大直径管腔上靠近变径处,用来进行压力对比,反应凝胶在通过不同 管腔段时压力变化或稳定性情况等。压力传感器测量的数据传输到电脑上自动实 时监测;
    S3、开启泵以一定的速度注入水,推动取样器2中的凝胶挤入孔喉模拟器1 的各个管腔,图1和图2中的箭头所示为压力方向,直至凝胶突破孔喉模拟器;
    S4、测量凝胶在孔喉模拟器1不同管腔段上形成的压力动态,获得凝胶样品 的压力与其体积变形量之间的关系曲线,根据该关系曲线,分析其粘度或弹性, 评价凝胶在储层孔喉中的封堵强度、稳定性以及通过孔喉的方式。
    进一步,所使用的孔喉模拟器1可以只具有第一管腔11和第二管腔12;在 步骤S3中,推动凝胶挤入孔喉模拟器1的第一缩径部15,并使凝胶突破第二管 腔12。如图1所示的a段(即凝胶移动到第一缩径部),当凝胶移至孔喉模拟器 的缩径部时,压差上升,通过压力动态监测,最大压力值即为凝胶的突破压力, 可用于表征凝胶对孔喉的封堵强度。而从压力和凝胶体积变形量曲线的线性段可 以反映强凝胶的弹性等材料性能,若线性段斜率较大,则说明该凝胶材料弹性较 差,在封堵喉道后变形较少,压力急剧上升;若线性段斜率较小,说明该材料弹 性能力较好,随着挤压其发生形变,压力上升较缓慢。凝胶通过缩径部的封堵特 性包括:①凝胶与壁面的粘接;②凝胶的弹性变形。在b段(即凝胶移动到第二 管腔),此段相当于毛细管粘度计,测得的压力梯度可用于确定凝胶的折算粘度, 反映其在喉道中的运移阻力。b段的直径和长度可根据凝胶的性能进行调整。对 于强凝胶(冻胶),测得的压力为滑移阻力;对于弱凝胶,可以减小b段的直径, 增大b段的长度,测得的压力为弱凝胶粘滞阻力。
    进一步,所使用的孔喉模拟器1还可以具有依次同轴连通的第一管腔11、第 二管腔12、第三管腔13和第四管腔14;如图2所示,在步骤S3中,推动凝胶 挤入孔喉模拟器1的第一缩径部15,使凝胶突破第二管腔12后进入第三管腔13, 并挤入第二缩径部16,然后突破第四管腔14;在步骤S4中,对比凝胶突破第一 缩径部15和第二缩径部16的压力参数变化,来判断凝胶封堵特性的稳定性以及 通过孔喉的方式,若两者压力一致,则凝胶稳定性好,以变形的方式通过孔喉; 若两者压力相差较大,且后者明显小于前者,则凝胶稳定性差,以破碎的方式通 过孔喉。具体的,在图2中所示的a段和b段,其作用与图1中的a段和b段相 同。在c段中(即凝胶移动到第三管腔),其作用与b段的作用相同,相当于毛 细管粘度计,即以凝胶在孔喉模拟器各个管腔中移动形成的稳定压力表征其在孔 隙或喉道中的运移阻力。不同的是b段反应的是凝胶在喉道中的摩擦阻力,而c 段反映凝胶在孔隙中的运移阻力(若是强凝胶,则为滑移阻力;若是弱凝胶,则 是粘滞阻力)。在d段(即凝胶移动到第二缩径部),凝胶通过d段的机理与a 段是相同的,设置d段的目的是为了与a段对比,评价凝胶性能在储层孔隙中的 稳定性以及通过孔喉的方式。若是凝胶在a段和d段两者的压力曲线较为吻合, 说明凝胶通过第二管腔进入到第三管腔时,能够弹性变形恢复到原先的程度,没 有性能损失,稳定性好,凝胶以弹性变形的方式通过孔喉;反之,若a段和d段 的压力曲线相差较大,封堵强度降低,则表明凝胶在通过第一缩径部和第二管腔 进入到第三管腔时发生了破碎,凝胶的性能稳定性较差,凝胶以破碎的方式通过 孔喉。
    以下对采用本发明进行的两个不同目的的具体测试过程进行说明。
    实施例一,同种凝胶封堵强度的重复性测试
    在干净的烧杯中配制地下聚合交联凝胶若干,用取样器2取样并放置在只具 有第一管腔11和第二管腔12的孔喉模拟器1中,其中孔喉模拟器1第一管腔11 (相当于孔隙)和第二管腔12(相当于喉道)的直径分别为4mm和2mm。连接好 测试装置后,打开泵以1ml/min的速度注入水,推动凝胶在孔喉模拟器1中运移, 监测压力动态。最高压力值即为凝胶的突破压力,表征凝胶对孔喉的封堵强度, 曲线的斜率反映凝胶材料的弹性性能。在相同条件下重复四次实验,第一次至第 四次测得的压力动态分别如图5A-5D所示,测量结果显示,该凝胶对孔喉比(即 孔隙直径与喉道直径的比值)为2的孔隙的封堵强度约为235kPa。进行四次重复 测量的凝胶封堵强度与凝胶材料弹性性能均一致,表明该测试方法的测试结果稳 定性好、可重复性强。
    实施例二,不同凝胶的类比性测试
    配置三种不同性能的凝胶,将三种不同性能的凝胶分别放置在只具有第一管 腔11和第二管腔12的孔喉模拟器1中,在相同条件下进行三次实验。其中孔喉 模拟器1第一管腔11和第二管腔12的直径分别为4mm和2mm。连接好测试装置 后,打开泵以1ml/min的速度注入水,测试其突破压力。三次实验的结果显示不 同凝胶测得的封堵强度大小与其本身性质十分吻合,说明该测试方法类比性强, 可以测量从弱凝胶到强凝胶一系列不同性质凝胶体系的封堵特性,同时具有定量 表征的优点。三种不同凝胶体系、性质及其封堵特性测试结果如表1所示:
    表1:三种凝胶体系、性质及其封堵特性测试结果


    由上所述,本发明相比传统的凝胶封堵特性测量装置和方法,具有测试成本 低廉、测试时间短、操作简便、准确性高、可重复性好,并能够在同一标准下定 量测量一系列不同性能的凝胶体系,测试结果类比性强。
    以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式,并非用以限定本发明的范围。 任何本领域的技术人员,在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变 化与修改,均应属于本发明?;さ姆段?。

    关于本文
    本文标题:储层中凝胶调堵剂性能测量方法与装置.pdf
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