[发明专利]一种凝胶调剖剂强度测试装置及测试方法

说明书

技术领域

本发明属于油气田开发技术领域，具体涉及一种凝胶调剖剂强度测试装置及方法。

背景技术

凝胶调剖剂是一种用于封堵高含水期油气藏中的大孔道和高渗透层带的黏弹性化学胶体，基本特征是注入地层之前为低粘度液体，确保其较好的注入能力，注入到油气储层的大孔道和高渗透层带之后，在储层条件下发生化学反应生成强凝胶，封堵了大孔道和高渗透层带，使后续注入水发生转向进入低渗透层带驱替剩余油，最终提高油气采收率。凝胶强度是评价凝胶调剖剂封堵能力的重要指标，但是由于凝胶是一种黏弹性胶体，在旋转粘度计或者流变仪中无法准确测量凝胶强度。1987年，美国学者Sydansk申请了聚合物凝胶在油气储层中的适应性评价专利(US4683949)，将凝胶强度分为十个等级，但是分级依据是通过目测确定(目测代码法)；1995年，刘成杰等人提出了落球法测试凝胶强度，根据Φ18.5mm钢球在装有受试堵剂冻胶的试管内的沉没深度定性判断冻胶强度的大小；1997年，徐梅采用穿透法测试凝胶强度，用200g重的尖型岩心测定该凝胶体系的穿透阻力；2002年，王小泉等人将玻璃棒伸入凝胶，通过给玻璃棒上端添加砝码，求出单位面积上承载的总质量，换算成抗压强度值评价凝胶强度；2002年，党丽旻等人利用NXB-2L旋转粘度计测试堵剂强度，形成凝胶后每隔一定时间测一次凝胶强度(在室温下测定)，直到粘度变化不大为止，这个粘度即为凝胶强度；2004年路群祥等人利用吸量管测试凝胶强度，将吸量管放置在凝胶面上，给吸量管内加水，当吸量管在凝胶内下降一定高度时，通过加水量表征凝胶强度；2013年，中国石油大学朱岚申请了发明专利-强凝胶强度测量仪及测量方法(公布号CN103364310A)，提出了在带有刻度的水平管上连接测量头，在第二测量头中添加凝胶后放置于水平管测量头中，通过升降杆向凝胶施加压力，电子天平测量凝胶表面的破裂压力。以上方法中，目测代码法只能定性判断凝胶强度，且目测误差较大；落球法、穿透法、玻璃棒伸入法和吸量管测试法基本原理类似，都是通过表观现象对比凝胶强度的大小，测量过程中主观性很大，测量结果缺乏精度，粘度计测试法在实际测量过程中操作难度大，凝胶的黏弹性强，测试前粘度计探测针很难调节平衡稳定，测量结果误差较大。中国专利CN103364310A中的测试方法是人为施加作用力，而且测量头为固定圆柱状容器，取样难度大，不能有效模拟凝胶在储层孔隙中的受力状况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够模拟凝胶在储层孔隙中受力状况、快速准确的测试凝胶调剖剂强度的装置，以及采用该装置测试凝胶强度的方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：平流泵通过管线及设置在管线上的第一三通阀与中间容器的底部连通，中间容器内设置有活塞；中间容器的顶部通过管线与第二三通阀的入口相连通，第二三通阀的一个出口通过管线与压力传感器相连接、另一个出口通过管线与凝胶强度测试器相连通，压力传感器通过导线与数据记录仪相连接，凝胶强度测试器通过玻璃管与废弃液接收器相连通。

上述的凝胶强度测试器为：在压力承载器内设置有孔喉模拟器，孔喉模拟器内设置有取样器，压力承载器和顶部密封盖通过连接件紧固连接；取样器横截面的几何形状为底部收敛的T型，取样器的中心位置设置有通孔b；孔喉模拟器的上部中心位置设置有与取样器相适应的安装孔、下部中心位置设置有通孔c，并通过安装在通孔c内的管道与废弃液接收器相连通；压力承载器的中心位置设置有与孔喉模拟器相适应的安装孔；顶部密封盖的中心位置设置有通孔a，并通过管线与第二三通阀的另一个出口相连通。

上述取样器底部收敛处的夹角α优选为15°～30°。

上述孔喉模拟器下部中心位置设置的通孔c的直径优选为1mm～2.5mm、长度优选为15mm～20mm。

上述通孔b的内径优选是通孔c直径的3～5倍。

上述的顶部密封盖、取样器、压力承载器的材质为不锈钢，孔喉模拟器的材质为有机玻璃。

采用上述装置测试凝胶调剖剂强度的方法由下述步骤组成：

1、用取样器取凝胶调剖剂样品后，将取样器和样品一同置于孔喉模拟器内，将孔喉模拟器置于压力承载器内，盖上顶部密封盖，用连接件将顶部密封盖与压力承载器固定密封连接；将中间容器内的活塞推至底部并在活塞上部装满水。