一种自转向酸变粘特性测定系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种自转向酸变粘特性测定系统及方法，属于流体性能评价领域。该系统包括：设置有搅拌机构的反应釜，反应釜的侧壁上设置有进液口和取样口。岩心夹持器，设置在反应釜的一侧，用于使岩心固定，并使岩心端面与反应釜中酸液接触。在线粘度计，设置在反应釜上与岩心夹持器相对的一侧，在线粘度计的检测头部伸入反应釜的内腔。电位滴定仪，用于测定反应釜中自转向酸的酸浓度。本发明专利技术提供的自转向酸变粘特性测定系统，能够对自转向酸的变粘特性进行动态测量，且测量结果准确，使用方便，适于规模化推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种自转向酸变粘特性测定系统及方法
本专利技术涉及流体性能评价领域，特别涉及一种自转向酸变粘特性测定系统及方法。
技术介绍
碳酸盐岩储层基质渗透率较低、非均质性强，不利于石油、天然气等的开采。通过使用自转向酸，尤其是粘弹性表面活性剂自转向酸，可以对碳酸盐岩储层进行均匀酸化改造，提高碳酸盐岩储层的渗透率和储层的动用率，便于石油、天然气等的开采。不同组分的自转向酸，其变粘范围、最大粘度值等变粘特性都不同，所适用的碳酸盐岩储层的构造也不同，因此，需要对自转向酸的变粘特性进行评价，以根据碳酸盐岩储层的构造选择合适的自转向酸，并根据自转向酸的变粘特性优化施工排量、施工时间等参数。所以，提供一种自转向酸变粘特性的测试装置及方法是十分必要的。现有技术通过旋转粘度计对粘弹性表面活性剂自转向酸在不同条件下的粘度进行测定，具体测定方法为：向10个烧杯中加入等量的粘弹性表面活性剂自转向酸，然后向第一个烧杯中加入预定质量的岩粉(或碳酸钙粉，以下提到的岩粉均可用碳酸钙粉替换)，向第二个、第三个……第十个烧杯中依次加入预定质量2倍、3倍……10倍的岩粉，且应保证第十个烧杯中加入的岩粉质量是过量的。在90℃下，使每个烧杯中的岩粉与粘弹性表面活性剂自转向酸在静态条件下发生反应，直至反应无气泡产生，说明反应结束。然后，用旋转粘度计测定170s-1的条件下每个烧杯中液体的粘度，并以此绘制不同反应配比下烧杯中液体的粘度变化曲线，从而确定针对于某种岩粉来说，粘弹性表面活性剂自转向酸的变粘时间以及能达到的最大粘度值，以便于粘弹性表面活性剂自转向酸的选择和使用。专利技术人发现现有技术至少存在以下技术问题：现有技术提供的粘弹性表面活性剂自转向酸变粘特性测定方法中，粘弹性表面活性剂自转向酸与岩粉在静态条件下反应，该反应条件与粘弹性表面活性剂自转向酸在地下与碳酸盐岩储层实际反应时的条件差距较大，因此，测得的变粘范围和最大粘度值不够准确，不能有效指导施工参数优化。
技术实现思路
本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种能够对自转向酸的变粘特性进行动态测量，且测量结果准确的，自转向酸变粘特性测定系统及方法，具体技术方案如下：第一方面，本专利技术实施例提供了一种自转向酸变粘特性测定系统，所述系统包括：设置有搅拌机构的反应釜，所述反应釜的侧壁上设置有进液口和取样口。岩心夹持器，设置在所述反应釜的一侧，用于使岩心固定，并使岩心端面与所述反应釜内的酸液接触。在线粘度计，设置在所述反应釜上与所述岩心夹持器相对的一侧，所述在线粘度计的检测头部伸入所述反应釜的内腔。电位滴定仪，用于测定所述反应釜中自转向酸的酸浓度。具体地，作为优选，所述系统还包括预热釜，所述预热釜与所述反应釜的进液口通过输液管线连通。具体地，作为优选，所述在线粘度计的检测头部位于所述搅拌机构下方2-3cm处；所述在线粘度计电连接至数据采集系统。具体地，作为优选，所述岩心夹持器的外壁与多条围压加载管线垂直连接，所述围压加载管线连接至围压加载系统。第二方面，本专利技术实施例提供了一种利用上述的系统测定自转向酸变粘特性的方法，所述方法包括：获取岩心，将所述岩心放入岩心夹持器。将预定量、预定温度的自转向酸经进液口注入反应釜，通过搅拌机构使所述反应釜内的所述自转向酸以预定转速旋转，使所述自转向酸与所述岩心发生反应。通过在线粘度计对所述自转向酸的粘度进行实时测定，得到所述自转向酸的粘度随时间的变化曲线，获取变粘时间段和最大粘度值。每隔预设时间，从所述反应釜的取样口中取出样品，通过电位滴定仪对所述样品的酸浓度进行测定，绘制所述酸浓度随时间的变化曲线，根据所述变粘时间段对应的时间区间，在所述酸浓度随时间的变化曲线上获取所述自转向酸在所述变粘时间段内的酸浓度范围。具体地，作为优选，所述将岩心放入岩心夹持器包括：将胶筒套装在所述岩心外部，然后放入所述岩心夹持器的内腔中，并对所述岩心施加5-8MPa的围压。具体地，作为优选，所述反应釜内的压力为4-7Mpa。具体地，作为优选，所述预定转速通过如下方法计算得到：获取对碳酸盐岩储层进行酸化改造时自转向酸的施工排量、自转向酸的初始粘度和初始密度、所述搅拌机构中旋转叶片的半径、预设酸蚀裂缝的平均缝宽和平均缝高，通过公式a和公式b，计算出所述自转向酸在所述碳酸盐岩储层内的雷诺数；其中，Q为施工排量，m3/min；为平均流速，m/s；为平均缝高，m；为平均缝宽，cm；ρ为初始密度，g/cm3；μ为初始粘度，MPa·s；Re为雷诺数；将所述自转向酸在所述碳酸盐岩储层内流动的雷诺数数值作为所述自转向酸在所述反应釜内旋转时的雷诺数数值，通过公式c和公式d，计算得到所述预定转速；ωR＝2πnR公式d其中，ω为角速度，s-1；R为旋转叶片的半径，cm；n为预定转速，r/min。具体地，作为优选，所述获取变粘时间段包括：根据斜率，将所述自转向酸的粘度随时间的变化曲线依次划分为初始阶段、粘度增大阶段、粘度降低阶段和后期阶段。作每个阶段的切线，所述初始阶段的切线与所述粘度增大阶段的切线的交点为所述变粘时间段的开始时间点，所述粘度降低阶段的切线与所述后期阶段的切线的交点为所述变粘时间段的结束时间点。所述开始时间点和所述结束时间点之间的时间段为所述变粘时间段。具体地，作为优选，所述预设时间为0.5-3min。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术实施例提供的自转向酸变粘特性测定系统，通过反应釜为自转向酸和岩心提供反应空间，通过在反应釜内设置搅拌机构，使反应釜内的自转向酸保持预定的角速度旋转，以模拟自转向酸在碳酸盐岩储层实际流动时的状态，使测得的自转向酸的粘度值及变粘特性更接近真实数据。通过将在线粘度计设置在反应釜上与岩心夹持器相对的一侧，并使在线粘度计的检测头部伸入反应釜的内腔中，以对与岩心充分反应后的自转向酸粘度进行测定，提高测定结果的可靠性。通过在线粘度计和电位滴定仪分别对自转向酸的粘度和酸浓度进行实时监测，并分别得到自转向酸粘度和酸浓度随时间的变化曲线，以便于操作人员了解自转向酸的变粘过程，使根据变化曲线获得的变粘时间段和该时间段内自转向酸的酸浓度范围更加准确。可见，本专利技术实施例提供的自转向酸变粘特性测定系统，能够对自转向酸的变粘特性进行动态测量，且测量结果准确，使用方便，适于规模化推广应用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的自转向酸变粘特性测定系统的结构图；图2是本专利技术实施例提供的岩心的形状示意图；图3是本专利技术实施例2中自转向酸的粘度随时间变化的示意图；图4是本专利技术实施例提供的变粘时间段求取过程的示意图；图5是本专利技术实施例2中自转向酸的酸浓度随时间变化的示意图。附图标记分别表示：1反应釜，2岩心夹持器，3在线粘度计，4电位滴定仪，5预热釜，6数据采集系统7围压加载系统。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。第一方面，本专利技术实施例提供了一种自转向酸变粘特性测定系统，如附图1所示，该系统包括：设置有搅拌机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自转向酸变粘特性测定系统，其特征在于，所述系统包括：设置有搅拌机构的反应釜(1)，所述反应釜(1)的侧壁上设置有进液口和取样口；岩心夹持器(2)，设置在所述反应釜(1)的一侧，用于使岩心固定，并使岩心端面与所述反应釜(1)内的酸液接触；在线粘度计(3)，设置在所述反应釜(1)上与所述岩心夹持器(2)相对的一侧，所述在线粘度计(3)的检测头部伸入所述反应釜(1)的内腔；电位滴定仪(4)，用于测定所述反应釜(1)中自转向酸的酸浓度。

【技术特征摘要】
1.一种自转向酸变粘特性测定系统，其特征在于，所述系统包括：设置有搅拌机构的反应釜(1)，所述反应釜(1)的侧壁上设置有进液口和取样口；岩心夹持器(2)，设置在所述反应釜(1)的一侧，用于使岩心固定，并使岩心端面与所述反应釜(1)内的酸液接触；在线粘度计(3)，设置在所述反应釜(1)上与所述岩心夹持器(2)相对的一侧，所述在线粘度计(3)的检测头部伸入所述反应釜(1)的内腔；电位滴定仪(4)，用于测定所述反应釜(1)中自转向酸的酸浓度。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括预热釜(5)，所述预热釜(5)与所述反应釜(1)的进液口通过输液管线连通。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述在线粘度计(3)的检测头部位于所述搅拌机构下方2-3cm处；所述在线粘度计(3)电连接至数据采集系统(6)。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述岩心夹持器(2)的外壁与多条围压加载管线垂直连接，所述围压加载管线连接至围压加载系统(7)。5.利用权利要求1所述的系统测定自转向酸变粘特性的方法，其特征在于，所述方法包括：获取岩心，将所述岩心放入岩心夹持器(2)；将预定量、预定温度的自转向酸经进液口注入反应釜(1)，通过搅拌机构使所述反应釜(1)内的所述自转向酸以预定转速旋转，使所述自转向酸与所述岩心发生反应；通过在线粘度计(3)对所述自转向酸的粘度进行实时测定，得到所述自转向酸的粘度随时间的变化曲线，获取变粘时间段和最大粘度值；每隔预设时间，从所述反应釜(1)的取样口中取出样品，通过电位滴定仪(4)对所述样品的酸浓度进行测定，绘制所述酸浓度随时间的变化曲线，根据所述变粘时间段对应的时间区间，在所述酸浓度随时间的变化曲线上获取所述自转...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩慧芬，杨建，王良，彭欢，彭均亮，闵建，黄成惠，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11