一种驱油用聚合物在多孔介质中有效粘度的测定方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于油田H次采油中驱油用聚合物粘度测定技术领域，具体的说，涉及一 种驱油用聚合物在多孔介质中有效粘度的测定计算方法。
【背景技术】
[0002] 目前聚合物驱已经成为东部老油田增产稳产的一种重要手段，聚合物驱所使用的 驱替剂绝大多数为丙帰醜胺共聚物，例如部分水解型聚丙帰醜胺、阳离子型聚丙帰醜胺、疏 水缔合型聚丙帰醜胺等。一般认为，聚合物驱油的主要机理是降低水相流度，改善水油流度 比，进而提高波及系数，达到提高采收率的目的。水相流度的降低通常有两个途径；增加水 相粘度和降低水相渗透率（张鹏，王业飞，张健等，疏水缔合聚丙帰醜胺驱油能力的几种影 响因素，油田化学，2010年72卷4期462~468页）。因此聚合物溶液的粘度是衡量驱替 剂性能的一个重要的指标之一。需要得注意的是，该里所讲的水相粘度并非表观粘度，而是 聚合物溶液在孔隙介质中渗流时的有效粘度，该个粘度不但包含了聚合物溶液在多孔介质 中的粘性因素，还包括了弹性作用。因此，聚合物的有效粘度更加真实的反映了聚合物在孔 隙介质中流动时的粘度，对于矿场方案的设计和实施更有参考价值（程杰成，BP16溶液在 多孔介质中的流动特性，大庆石油地质与开发，1989年8卷2期47~52页）。
[0003]目前，有效粘度的计算公式主要有两种，式（7)是其中一种，y为有效粘度；AP 为聚合物溶液驱替压差；L为填砂管长度；V。为聚合物溶液的渗流速度；Kf为聚合物溶液通 过后水冲洗渗透率。
[0004] (7)
[0005] 使用式（7)计算有效粘度考虑到了聚合物在多孔介质中的滞留所对粘度起的作 用，但是该式中并没有体现出聚合物溶液的非牛顿流体性质。
[0006] 另一个计算有效粘度的计算公式为Blake-kozeny方程，见式巧），在该个公式中， H为稠度系数，n流态指数，k和分别为岩石的渗透率和孔隙度。该种计算方法虽然考虑 到了聚合物的非牛顿流体性质，但是没有考虑到聚合物在孔隙中的滞留对渗透率及孔隙度 的影响。
[0007]
(8)
[0008] 在有效粘度的计算中，既要考虑到聚合物溶液的非牛顿流体力学性质，还要体现 出聚合物流经孔隙介质后对渗透率及孔隙度的影响，该样计算出来的有效粘度才能更加贴 近实际情况。
【发明内容】
[0009]为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种驱油用聚合物在多孔介质中有 效粘度的测定计算方法，综合考虑聚合物非牛顿流体力学性质及聚合物在孔隙介质中滞留 的影响的建立有效粘度测定计算方法。
[0010] 本发明目的是该样实现的一种驱油用聚合物在多孔介质中有效粘度的测定计算 方法，其特征在于由W下步骤组成：
[0011] a、驱油用聚合物溶液的制备；根据油田现场注入水的总矿化度，使用蒸觸水和氯 化盐配制模拟注入水，再使用模拟注入水溶解驱油用聚合物得驱油用聚合物溶液；
[0012] b、测定稠度系数和流态指数；使用流变仪测定聚合物溶液的流变曲线，得到剪切 应力与剪切速率的关系曲线，回归出聚合物溶液的稠度系数H和流态指数n;
[0013] C、装填填砂管模型；使用石英砂装填填砂管，填砂管直径为2. 5cm，测定填砂管模 型的渗透率k及孔隙度9，并得出渗透率k与孔隙度9的关系式式（1)，其中r为孔隙半径， T为迂曲度：
[0014]
(1)；
[0015] t聚合物溶液驱替填砂管；设定恒流粟的排量为0. 23ml/min，注入聚合物溶液直 至压力平稳；
[0016] e、后续水驱；设定恒流粟的排量为0. 23ml/min，注入模拟注入水，测定聚驱后的 水测渗透率kf及残余阻力系数F。。，假定聚驱后孔隙半径r与迂曲度X不发生改变，那么可 W得出聚驱后的孔隙度扣-与聚驱后水测渗透率kf的关系为式（2);残余阻力系数Fkk与渗 透率k及聚驱后水测渗透率kf的关系为式（3);
[0017]
[0019] f、计算有效粘度：
[0020] 修正方程式；由于聚合物在孔隙介质中存在滞留性质导致渗透率及孔隙度降低， 因此使用聚驱后水测渗透率和取代孔隙介质的渗透率9，使用聚驱后的孔隙度kf代替原始 孔隙度k，那么，修正后的Blake-kozeny方程为式（3):
[0021]
(4)，
[002引将式（2)、式做代入式（4)，最终得到有效粘度的计算公式为式妨或式化）；[0023] (5)
[0024] ( 6 )。
[00巧]代入计算：然后将稠度系数H、流态指数n、渗透率k、聚驱后水测渗透率kf、孔隙度 巧或残余阻力系数Fee代入式（5)或式（6)计算结果即为有效粘度。
[0026] 上述步骤a驱油用聚合物溶液的制备中；所述氯化盐由氯化轴、氯化巧、氯化镇组 成。
[0027] 上述步骤C装填填砂管模型中；所述石英砂的粒度为80-100目，填砂管长度为 30-50cm〇
[002引有益效果：
[0029] 本发明一种驱油用聚合物在多孔介质中有效粘度的测定计算方法，综合考虑聚合 物非牛顿流体力学性质及聚合物在孔隙介质中滞留所导致的渗透率及孔隙度的降低对有 效粘度的影响，解决了现有技术无法准确获得驱油用聚合物在孔隙介质中有效粘度及计算 方法的问题。
【附图说明】
[0030] 图1为本发明方法的流程图；
[0031] 图2为本发明中质量分数为0. 1 %的聚合物溶液的剪切应力-速率曲线图；
[0032] 图3为本发明中质量分数为0.2%的聚合物溶液的剪切应力-速率曲线图。
【具体实施方式】
[0033] 下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
[0034] 实施例
[0035] -种驱油用聚合物在多孔介质中有效粘度的测定计算方法，如图1所示：
[0036] 1、使用蒸觸水配制总矿化度为8625mg/L(巧镇离子602mg/L)的模拟注入水。在 lOOmL蒸觸水中依次溶解1097. 71g氯化轴、68. 13g氯化巧、297. 28g六水合氯化镇晶体。使 用模拟注入水溶解驱油用丙帰醜胺共聚物，配制质量分数分别为0. 1 %和0. 2%的聚合物 溶液。
[0037] 2、使用HAAKEMRSIII型流变仪（转子；PZ38)测定聚合物的流变曲线。设置测 定温度为8(TC，剪切速率为0-800s^，测定剪切应力与剪切速率变化关系，0. 1 %和0. 2%的 聚合物溶液的剪切应力-速率曲线分别见图2、图3。由曲线回归出聚合物溶液的稠度系数 H和流态指数n分别见表1。
[0038] 表1不同质量分数下聚合物溶液的稠度系数H和流态指数n
[0039]
[0040] 3、使用80-100目的石英砂装填6根填砂管，填砂管直径为2. 5cm，长度为30cm。使 用中华人民共和国石油天然气行业标准（SY/T6576-2003)用于提高石油采收率的聚合物 评价的推荐做法中的方法测定填砂管模型的渗透率及孔隙度。六根填砂管模型的渗透率及 孔隙度见表2。
[0041] 表2填砂管模型的渗透率k及孔隙度巧
[0042]
[0043] 4、分别使用质量分数为0. 1 %和0. 2%的聚合物溶液驱替6组填砂管模型。实验 温度为8(TC，设定恒流粟的排量为0. 23ml/min。当入口压力平稳后，再用相同的排量使用 模拟注入水驱替填砂管模型，待入口压力不再降低时记录入口压力，通过达西公式计算聚 驱后水测渗透率kf，通过式（3)计算残余阻力系数Fw。
[0044] 6、分别将稠度系数H、流态指数n、渗透率k、聚驱后水测渗透率kf、孔隙度9或残余 阻力系数Fck代入式（5)或式（6)计算有效粘度，得到的结果见表3。
[0045]
[0047] 表3试验中测定的各种数据
[0048]
【主权项】
1. 一种驱油用聚合物在多孔介质中有效粘度的测定计算方法，其特征在于由以下步骤 组成： a、 驱油用聚合物溶液的制备：根据油田现场注入水的总矿化度，使用蒸馏水和氯化盐 配制模拟注入水，再使用模拟注入水溶解驱油用聚合物得驱油用聚合物溶液； b、 测定稠度系数和流态指数：使用流变仪测定聚合物溶液的流变曲线，得到剪切应力 与剪切速率的关系曲线，回归出聚合物溶液的稠度系数H和流态指数n; c、 装填填砂管模型：使用石英砂装填填砂管，填砂管直径为2. 5cm，测定填砂管模型的 渗透率k及孔隙度9; d、 聚合物溶液驱替填砂管：设定恒流泵的排量为0. 23ml/min，注入聚合物溶液直至压 力平稳； e、 后续水驱：设定恒流泵的排量为0. 23ml/min，注入模拟注入水，测定聚驱后的水测 渗透率1^及残余阻力系数FKK，通过式（2)得出聚驱后的孔隙度中'；通过式（3)得出残余阻 力系数FKK，式⑵和式（3)如下：(2)， (3 )； f、 计算有效粘度：将稠度系数H、流态指数n、渗透率k、聚驱后水测渗透率kf、孔隙度9 或残余阻力系数FKK代入式（5)或式（6)计算结果即为有效粘度，式（5)或式（6)如下：(5) (6) 。2. 根据权利要求1所述的一种驱油用聚合物在多孔介质中有效粘度的测定计算方法， 其特征在于步骤a驱油用聚合物溶液的制备中：所述氯化盐由氯化钠、氯化钙、氯化镁组 成。3. 根据权利要求1所述的一种驱油用聚合物在多孔介质中有效粘度的测定计算方 法，其特征在于步骤c装填填砂管模型中：所述石英砂的粒度为80-100目，填砂管长度为 30-50cm〇
【专利摘要】本发明公开了一种驱油用聚合物在多孔介质中有效粘度的测定方法，其特征在于由以下步骤组成：a制备驱油用聚合物溶液；b通过剪切应力与剪切速率的关系曲线，回归得出聚合物溶液的稠度系数H和流态指数n；c装填填砂管模型，测定填砂管模型的渗透率k及孔隙度d聚合物溶液驱替填砂管；e后续水驱：测定聚驱后的水测渗透率kf及残余阻力系数FRR；f修正Blake-kozeny方程，最终得到有效粘度的计算公式为式(5)或式(6)：或g将稠度系数H、流态指数n、渗透率k、聚驱后水测渗透率kf、孔隙度或残余阻力系数FRR代入上式计算有效粘度。
【IPC分类】G01N11/00, G01N11/14
【公开号】CN104949899
【申请号】CN201510255465
【发明人】黄文章, 张鹏, 周成裕, 陈世兰
【申请人】重庆科技学院
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年5月19日