[发明专利]一种二氧化碳无水压裂液流变性测试系统及测试方法

权利要求书

1.一种二氧化碳无水压裂液流变性测试系统，其特征在于：包括第一气瓶(1)和第二气瓶(2)，第一气瓶(1)和第二气瓶(2)分别通过第一阀(3)和第二阀(4)与气体净化器(5)的入口连接，气体净化器(5)的出口依次连接体积流量计(6)、制冷系统(7)和液态CO₂储罐(8)，其中制冷系统(7)和液态CO₂储罐(8)中间连接有第三阀(9)，液态CO₂储罐(8)出口同时连接有第四阀(10)、第一压力计(12)和第五阀(11)，第五阀(11)出口依次连接CO₂泵(13)、单向阀(14)和高压储液罐(15)，之后通过调压阀(16)和质量流量计(17)后连接流变仪测量单元(18)；在流变仪测量单元(18)上安装有第二压力计(19)和温度计(20)；同时流变仪测量单元(18)出口处连接有第六阀(21)和一台真空泵(22)；

根据需要选择气瓶即第一气瓶(1)和第二气瓶(2)的接入数量，同时气瓶口向下倾斜固定放置，便于CO₂气体更好的保存并液化输出；

所述高压储液罐(15)主要储存由CO₂泵(13)泵入的高压流体，最大承压载荷为70MPa以上；且高压储液罐(15)容量为流变仪测量单元(18)容量的5-30倍；

所述调压阀(16)安装在高压储液罐(15)出口处，用于调节高压储液罐(15)与流变仪测量单元(18)之间的管路压力；且当CO₂泵(13)向高压储液罐(15)泵入流体时处于关闭状态，防止高压储液罐(15)内二氧化碳溢出，同时当向抽空后的流变仪测量单元(18)输入流体时处于打开状态，调节管路压力。

2.根据权利要求1所述的二氧化碳无水压裂液流变性测试系统，其特征在于：所述液态CO₂储罐(8)在制冷系统(7)内部，为制冷系统(7)一部分，能够储存部分液化后的液态CO₂。

3.根据权利要求1所述的二氧化碳无水压裂液流变性测试系统，其特征在于：所述CO₂泵(13)采用恒速恒压泵，不仅为系统管路起到增压作用，还能够根据需要选择适当规格型号，设定排量。

4.根据权利要求1所述的二氧化碳无水压裂液流变性测试系统，其特征在于：所述流变仪测量单元(18)采用哈克公司生产的高温高压流变仪，内含加热系统，测量压裂液流体流变性能时，能够根据需要，调节加热加压系统，能够控制测试温度与测试压力，用于模拟地下储层环境条件。

5.根据权利要求1所述的二氧化碳无水压裂液流变性测试系统，其特征在于：所述体积流量计(6)、第一压力计(12)、CO₂泵(13)、第二压力计和温度计(20)均连接有数字采集控制卡，用于采集压力、温度、流量和泵排量，采集的数据经处理生成原始数据报表，分析报表以及曲线图，同时生成数据库文件格式以便用户灵活使用。

6.根据权利要求5所述的二氧化碳无水压裂液流变性测试系统，其特征在于：测试系统中所有连接管线均采用316L管线，以防CO₂无水压裂液对管线的酸性腐蚀；且连接制冷系统(7)到流变仪测量单元(18)之间所有管路，采用保温材料缠绕包裹。

7.权利要求1至6任一项所述的二氧化碳无水压裂液流变性测试系统的测试方法，其特征在于：第一气瓶(1)和第二气瓶(2)中CO₂气体经过制冷系统(7)液化后，关闭调压阀(16)，由CO₂泵(13)输入液态CO₂并储存于高压储液罐(15)中；然后向流变仪测量单元(18)中加入配制成份额不等的化学添加剂，并做好记录，紧接着打开第六阀(21)和真空泵(22)，待真空泵(22)使得流变仪测量单元内部形成真空后，调节调压阀(16)和质量流量计(17)使高压储液罐(15)中储存的二氧化碳流入流变仪测量单元(18)，根据需要调节流变仪测量单元(18)内加热加压系统，测试压裂液的流变性能，测得粘度～温度，粘度～剪切率，粘度～剪切力流体参数。