[发明专利]组合圆柱筒体近井地带剪切模拟装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种近井地带剪切模拟装置，属于油田注聚领域中提高采收率的室内模拟工艺中的近井地带剪切模拟装置。

背景技术

聚合物驱已成为油田开发过程中提高采收率的重要技术之一。在注聚方案的设计阶段，聚合物溶液性能对注聚方案设计起着至关重要的作用，方案设计中涉及的关于聚合物溶液性能的参数均应为实际油藏条件下溶液的性能，对于这些实际油藏条件下的粘度、流变性等参数，目前获取的途径分为现场获取和室内模拟获取两种，现场获取就是在注聚过程中通过钻取样井取样或者在注聚井进行注氮气返排取样(耿玉广，李善维，翁燕萍等.华北油田三次采油先导性试验研究[J].钻采工艺.1998；张振华等.聚合物驱油现场先导试验技术[M].北京：聚合物驱油现场先导试验技术，1996：207；王友启，张以根，姜颜波等.影响聚合物矿场实施效果的几个问题[J].油田化学.1999：244-246.)；室内只能通过对聚合物溶液的模拟剪切得到其近井地带剪切后的溶液性能，模拟剪切方法的准确性直接影响到油藏方案编制、动态跟踪和实施预测的合理性与准确性，最终影响注聚开发效果。目前，室内研究近井地带剪切对聚合物溶液性能的影响，主要采用WARING搅拌器(张群志，赵文强，陈素萍等.不同剪切方式对聚合物溶液及凝胶性能的影响[J].油田化学.2008：256-260；中国海洋石油总公司技术标准.海上油田驱油用丙烯酰胺类耐盐聚合物的性能指标和检测方法[S].中国海洋石油总公司，2006.)、岩心压差剪切(中国海洋石油总公司技术标准.海上油田驱油用丙烯酰胺类耐盐聚合物的性能指标和检测方法[S].中国海洋石油总公司，2006；杨怀军，张杰，张景春.缔合聚合物溶液岩芯剪切流变行为研究[J].西南石油大学学报.2007：102-105；中国石油天然气总公司技术标准.驱油用丙烯酰胺类聚合物性能测定[S].中国石油天然气总公司，1993：1994-1-6.)、毛细管剪切(周海刚，杜灿敏，刑志军.聚合物在注聚管道中降解的模拟研究[J].2003：247-249；中国石油天然气总公司技术标准.驱油用丙烯酰胺类聚合物性能测定[S].中国石油天然气总公司，2007.)、近井地带速率剪切模拟实验装置(舒政，叶仲斌，张健等.聚合物溶液近井地带速率剪切模拟实验装置设计[J].油气地质与采收率.2010：55-58.)等方法进行研究。利用WARING搅拌器剪切聚合物溶液实际上是纯粹的机械剪切，由于剪切方式与地层渗流剪切方式的差异，因此它并不能真实反映聚合物溶液进入地层时被剪切的实际情况。岩心剪切的方法是利用注入泵使中间容器中的聚合物溶液通过装有模拟岩心的岩心夹持器，从而实现对聚合物溶液的剪切；该方法需要的设备主要包括注入泵，中间容器，岩心夹持器等部件，在一定程度上可以模拟聚合物溶液受剪切以后的溶液性能，但是该方法由于剪切速度是不连续变化的，只能模拟地层中某个点的剪切，不能模拟近井地带流速连续剧烈变化导致的对聚合物的剪切及其他作用。毛细管剪切由于是聚合物在毛细管内部的流动产生的，其流动状态为管流，与地层渗流的流动状态不同，剪切方式与地层渗流剪切也不同，因此它也不能真实反映聚合物溶液进入地层时被剪切的实际情况；近井地带速率剪切模拟实验装置的核心仍然是岩心剪切，只是采用填砂管来代替岩心，为了实现剪切速率的变化，采用了3根不同直径的填砂管，通过改变注入速度以实现不同速率的剪切，聚合物溶液经历第一段填砂管剪切后再经历第二根填砂管剪切，最后经历第3段填砂管剪切，每根填砂管剪切后，聚合物溶液有一个放置和收集的过程，然后才会进行后面一根填砂管剪切，这个过程与实际的近井地带剪切工艺不符合。

综上，现有的模拟剪切方法在剪切方式、剪切距离、剪切强度、剪切介质等多方面与实际情况存在差异，导致现有的评价方法不能很好的评价近井地带剪切对聚合物溶液性能产生的影响，因此在室内模拟过程中存在局限性。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够在剪切方式、剪切距离、剪切强度、剪切介质等方面都与实际情况吻合的近井地带模拟装置，通过装置形状的变化实现剪切强度和剪切距离的变化，通过采用相同或相似的渗流介质实现剪切方式的一致，使得模拟的近井地带渗流环境更加接近实际情况。