[发明专利]一种聚合物控水增气效果评价的实验装置和实验方法

权利要求书

1.一种聚合物控水增气效果评价的实验装置，其特征在于：该装置包括液体源、高压驱替泵、高压气驱单元、围压泵、岩心夹持器、测量单元、第一控制器、第二控制器、恒温箱，所述液体源与所述高压驱替泵的输入端相连接，所述岩心夹持器设置有进入端、输出端和围压口，所述高压驱替泵、所述高压气驱单元分别与所述岩心夹持器的进入端相连通，所述围压泵与所述围压口相连通，所述测量单元与所述输出端相连通，所述第一控制器与所述测量单元连接，所述第二控制器与所述高压驱替泵连接，所述岩心夹持器位于所述恒温箱之中。

2.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于：所述高压气驱单元包括高压气源、高压减压阀和加湿器，所述高压气源依次与高压减压阀和加湿器相连通，所述加湿器与所述岩心夹持器的进入端相连通；优选的，所述高压气驱单元还包括气体阀门和第一压力传感器，所述加湿器依次与所述气体阀门、所述第一压力传感器、所述岩心夹持器的进入端相连通。

3.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于：所述高压驱替泵为Quizix Q5000高压精密驱替泵，所述Quizix Q5000高压精密驱替泵包括压力传感器和泵缸体，所述泵缸体的输入端与所述液体源相连接，所述泵缸体的输出端与所述岩心夹持器的进入端相连通，所述第二控制器与所述泵缸体连接，所述压力传感器与所述泵缸体连接。

4.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于：所述测量设备包括精密电子天平、干燥器、六通阀、小量程气体流量计和大量程气体流量计，所述干燥器的进口与所述岩心夹持器的输出端相连通，所述干燥器放置在所述精密电子天平上，所述干燥器的出口、所述小量程气体流量计、所述大量程气体流量计分别与所述六通阀连通，所述第一控制器分别与所述精密电子天平、所述小量程气体流量计和所述大量程气体流量计连接。

5.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于：所述岩心夹持器的围压口与所述围压泵之间设置有第二压力传感器。

6.一种聚合物控水增气效果评价的实验方法，其是使用权利要求1-5任一项所述的实验装置进行的，包括如下步骤：

配制待测聚合物溶液；

加工岩心，称重，进行基础物理性质测定；

将岩心抽真空后用液体完全饱和，称湿重，得到饱和液体后岩样的质量及液测孔隙度；

将完全饱和液体的岩心装入岩心夹持器，开启围压泵加压，利用高压驱替泵以适当流速进行恒流驱替，注入液体，等压力稳定以后记录当前岩心夹持器前后进入端和输出端的压力及流出的液体的流量数值，计算得到水相有效渗透率作为气-水相对渗透率曲线的基础值之一；

通过高压减压阀将高压氮气的压力调至获得气-水相对渗透率曲线的基础值之一的水相有效渗透率时的岩心夹持器进入端压力值，围压泵的压力保持不变，关闭高压驱替泵，打开高压气驱单元的气体阀门，连接岩心夹持器与测量装置，用加湿氮气进行恒压驱水，高压氮气经过高压减压阀后进入加湿器加湿，加湿后的氮气恒压注入岩心夹持器，岩心夹持器出口的气液混合物进入干燥器，液体留在干燥器中，气体通过六通阀后进入流量计测量，等压力稳定以后，记录当前岩心夹持器前后进入端和输出端的压力、记录流出液体的质量数值、大小量程流量计的数值，准确记录各个时刻的产液量、产气量及驱替气流速，当气驱水至残余水状态时，记录残余水状态下驱替气流量和岩心夹持器前后的气相压力，计算得到残余水状态下的气相有效渗透率作为气-水相对渗透率曲线的基础值之一；

再次将岩心抽真空饱和液体，100％饱和液体后称湿重；

将第二次完全饱和液体的岩心装入岩心夹持器，开启围压泵加压，对同一岩心，用高压驱替泵反向注入适量的聚合物；

聚合物在岩心中滞留24小时；

高压驱替泵以适当流速正向恒流驱替，向岩心注入液体，驱替聚合物，等压力稳定以后记录当前岩心夹持器前后进入端和输出端的压力及流出液体的流量数值，液测渗透率，得到水相的相对渗透率作为聚合物条件下气-水相对渗透率曲线的基础值之一；

通过高压减压阀将高压氮气的压力调至聚合物条件下测量气-水相对渗透率曲线的基础值的水相的相对渗透率时的岩心夹持器进入端压力值，围压泵的压力保持不变，关闭液体阀门，打开高压气驱单元的气体阀门，用加湿氮气进行恒压驱水，高压氮气经过高压减压阀后进入加湿器加湿，加湿后的氮气恒压注入岩心夹持器，岩心夹持器出口的气液混合物进入干燥器，液体留在干燥器中，气体通过六通阀后进入流量计测量，等压力稳定以后，记录当前岩心夹持器前后进入端和输出端的压力、记录流出液体的流量数值、大小量程流量计的数值；准确记录各个时刻的产液量、产气量及驱替气流速，当气驱水至残余水状态时，记录残余水状态下驱替气流量和岩心夹持器前后的气相压力，计算得到残余水状态下的气相有效渗透率作为聚合物条件下气-水相对渗透率曲线的基础值之一；

处理数据，计算聚合物注入前和注入后的岩心气相相对渗透率和水相相对渗透率，分别获得聚合物注入前的岩心气水相对渗透率与含水饱和度的关系曲线、聚合物注入后的岩心气水相对渗透率与含水饱和度的关系曲线，最后对比注入聚合物前后的气-水相对渗透率曲线的特征，研究注入聚合物溶液对气-水相对渗透率曲线的改善程度，采用不同技术指标综合定量评价聚合物溶液的控水增气效果。