[发明专利]一种驱油用非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数测试系统及测试方法

权利要求书

1.一种驱油用非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数测试系统，包括：压力实验腔、温控装置、柱塞泵装置，其特征在于：

所述压力实验腔包括套筒、压杆，所述套筒和压杆轴向配合在所述套筒内形成模拟实验腔，在所述模拟实验腔内设置有容纳实验液体区和用于模拟实验地层的毛细管区，在所述毛细管区内设置有多根毛细管和用于固定毛细管、密封毛细管与套筒壁之间缝隙的橡胶圈，套筒的一端设置有与外界连通的流动通道。

2.根据权利要求1所述的一种驱油用非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数测试系统，其特征在于，所述柱塞泵装置为所述压杆提供在套筒内移动的驱动力，沿着压杆端面的轴向方向上依次为实验液体区和毛细管区。

3.根据权利要求1所述的一种驱油用非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数测试系统，其特征在于，所述套筒一端是通过一底座与所述套筒密封螺纹密封配合实现的，在所述底座的中轴上设置有外界连通的流动通道。

4.根据权利要求1所述的一种驱油用非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数测试系统，其特征在于，所述温控装置为向所述套筒外保温夹套内提供循环油浴，用于模拟不同实验地层的温度。

5.根据权利要求1所述的一种驱油用非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数测试系统，其特征在于，所述柱塞泵装置包括，高压柱塞泵、中间活塞容器，所述高压柱塞泵通过中间活塞容器驱动所述压杆在套筒内轴向移动。

6.根据权利要求5所述的一种驱油用非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数测试系统，其特征在于，所述的测试系统还包括计算机控制系统，用于：

采集测试实验进行时套筒内压力；

控制所述循环油浴的温度，以达到模拟的目标地层温度；

控制所述高压柱塞泵的流速Q；

至少记录和或计算单次测试实验参数，包括但不限于：非均相粘弹性颗粒剪切幂率指数n、实验选择毛细管的半径r、非均相粘弹性颗粒溶液剪切速率γ、模拟地层水测试平衡压力P₁、非均相粘弹性颗粒溶液测试平衡压力P₂、非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数F_r。

7.根据权利要求6所述的一种驱油用非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数测试系统，其特征在于，非均相粘弹性颗粒剪切幂率指数n的获得方法为：启动平板流变仪，测试非均相粘弹性颗粒溶液剪切流变曲线，通过对剪切流变曲线进行幂率关系拟合得到的。

8.根据权利要求1所述的一种驱油用非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数测试系统，其特征在于，选择可以模拟岩心渗透率在5μm²-50μm²的毛细管，连接在套筒靠近底座处；优选的，所述毛细管内径为25μm-80μm；优选的，所述毛细管为不锈钢制造，中轴线为直线。

9.一种驱油用非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数的测试方法，其特征在于：设定模拟地层温度，把模拟地层水和用模拟地层水配制好的非均相粘弹性颗粒溶液分别倒入测试系统的套筒中，使压杆在一定速度条件下把模拟地层水和非均相粘弹性颗粒溶液分别压过测试系统的毛细管，记录模拟地层水和非均相粘弹性颗粒溶液通过毛细管时的平衡压力，两个压力相除即得到非均相粘弹性颗粒溶液的阻力系数；

一种驱油用非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数的测试方法的应用，通过改变所述毛细管内径，研究内径所代表的渗透率变化对非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数的影响。

10.根据权利要求9所述的一种驱油用非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数的测试方法，其特征在于，所述测试方法具体包括：

配制非均相粘弹性颗粒溶液：

利用模拟地层水配制一定浓度的非均相粘弹性颗粒溶液，并溶解均匀；

测试非均相粘弹性颗粒剪切幂率指数n：

测试非均相粘弹性颗粒溶液剪切流变曲线，通过对剪切流变曲线进行幂率关系拟合，得到非均相粘弹性颗粒剪切幂率指数n；

选定模拟地层岩层的毛细管；

测试步骤如下：

步骤1：打开循环油浴加热系统，设定温度为油藏地层温度；

步骤2：把毛细管从套筒下方装入，在毛细管外部和套筒内壁之间设置橡胶密封圈，并拧紧底座；

步骤3：把模拟地层水加入到测试系统的套筒中，并把压杆拧紧；

步骤4：通过计算机控制系统控制高压柱塞泵的流速Q，把蒸馏水压入中间活塞容器下部，进而把活塞上部的蒸馏水顶入压杆，控制压杆的下降速度；

步骤5：启动压杆，使压杆把模拟地层水从毛细管中压过，在此过程中记录压力变化，待压力稳定后读取平衡压力为P₁；

步骤6：停止计算机控制系统，拆开底座取出毛细管，取出压杆，清洗套筒；

步骤7：再次装入用模拟地层水配制的非均相粘弹性颗粒溶液到测试系统的套筒中，重复步骤1～5，其中，不同的是重复步骤3时是：把非均相粘弹性颗粒溶液加入到测试系统的套筒中，并把压杆拧紧，待压力稳定后读取平衡压力P₂；

优选的，所述测试方法还包括数据处理，用于模拟不同剪切速率下非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数，具体包括：

对采集到的实验数据进行处理：

在公式(1)中，-非均相粘弹性颗粒通过毛细管的剪切速率，秒^-1、Q-高压柱塞泵的流速，mL/秒、n-幂律指数、r为毛细管的半径；

在公式(2)中：F_r-非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数；P₁-模拟地层水测试平衡压力；P₂-非均相粘弹性颗粒溶液测试平衡压力；

一种驱油用非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数的测试方法的应用，通过改变模拟油层地层温度，研究不同温度对非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数的影响。