一种用于测量化学剂在岩心中扩散系数的实验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于测量化学剂在岩心中扩散系数的实验装置及方法，包括恒速恒压泵、岩心夹持器、密度仪、回压泵和液剂容器；所述液剂容器连接在恒速恒压泵与岩心夹持器之间，通过恒速恒压泵将液剂容器中的液剂泵入岩心夹持器中；所述回压泵与岩心夹持器相连；所述液剂容器为并排连接的两个容器，分别装有水和化学剂；所述岩心夹持器上设有取样口，用于采集扩散液剂并利用密度仪检测液剂密度。本发明专利技术提出的装置可直接获得多孔介质中化学剂的浓度，并通过配套的方法可以直接计算出化学剂在多孔介质中的扩散系数，比传统方法更加简单，同时本实验发明专利技术也可满足高温高压条件下的实验条件，更加符合矿场实际，从而更加有效的指导油气增产。

An Experimental Device and Method for Measuring the Diffusion Coefficient of Chemical Agents in Core

【技术实现步骤摘要】
一种用于测量化学剂在岩心中扩散系数的实验装置及方法
本专利技术涉及石油化工领域，尤其涉及一种用于测量化学剂在岩心中扩散系数的实验装置及方法。
技术介绍
二元化学剂在多孔介质中的扩散系数是进行化学驱提高采收率研究的重要参数之一，化学剂的扩散会影响化学剂在地层中的浓度分布，从而影响二元化学剂驱油的驱替效果。目前测量溶液的扩散系数一般都是在自由介质内扩散，而多孔介质由于孔隙度及孔隙结构的复杂性与流体在自由介质内的扩散不同，因此准确测量二元化学剂在多孔介质内的有效扩散系数具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对上述问题，提出一种用于测量化学剂在岩心中扩散系数的实验装置及方法。一种用于测量化学剂在岩心中扩散系数的实验装置，包括恒速恒压泵、岩心夹持器、密度仪、回压泵和液剂容器；所述液剂容器连接在恒速恒压泵与岩心夹持器之间，通过恒速恒压泵将液剂容器中的液剂泵入岩心夹持器中；所述回压泵与岩心夹持器相连，用于给岩心施加压力，真实模拟地下岩心压力情况；所述液剂容器为并排连接的两个容器，分别装有水和化学剂；所述岩心夹持器上设有取样口，用于采集扩散液剂并利用密度仪检测液剂密度。进一步的，一种用于测量化学剂在岩心中扩散系数的实验装置，所述的岩心夹持器还连接有围压泵，用于模拟矿场高压环境。进一步的，一种用于测量化学剂在岩心中扩散系数的实验装置，所述的岩心夹持器放置于恒温箱中，用于模拟矿场高温环境。进一步的，一种用于测量化学剂在岩心中扩散系数的实验装置，所述的液剂容器与恒速恒压泵之间、液剂容器与岩心夹持器之间设置有多个阀门，用于分别控制水与化学剂的注入。一种用于测量化学剂在岩心中扩散系数的实验方法，包括如下步骤：S1：获取待测化学剂样品的浓度密度曲线；S2：将岩心饱和地层水注入岩心夹持器中，并设置恒温箱温度及围压；S3：打开装有水的容器的阀门，以恒定注入速度注入水，待出口处有水流出，关闭阀门；S4：开启装有化学剂的容器的阀门，开始计时，每隔固定时间在取样口取样一次；S5：测试取出样品密度，借助浓度密度曲线求出样品浓度；S6：将样品浓度带入化学溶剂扩散模型：求出误差函数值，其中，C0为化学剂原始浓度；S7：通过误差函数对照表查出ai的值，由推导公式：求得化学剂的扩散系数D，其中，l0为取样口距离岩心入口端的距离，V为化学剂注入速度，ti为取样时间。本专利技术的有益效果：(1)操作简单，大量节省实验人员的工作；(2)每次测试所需样品量较少，精度较高；(3)该实验方法每一个点可以求一个扩散系数及浓度，可以通过求其平均值来取最终值，降低了系统误差及随机误差，数据可信度更大；(4)装置可用于高温高压环境，更加符合矿场实际。附图说明图1是一种用于测量化学剂在岩心中扩散系数的实验装置结构示意图。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本专利技术的具体实施方式。本实施例中，如图1所示，一种用于测量化学剂在岩心中扩散系数的实验装置，包括恒速恒压泵、岩心夹持器、密度仪、回压泵和液剂容器；所述液剂容器连接在恒速恒压泵与岩心夹持器之间，通过恒速恒压泵将液剂容器中的液剂泵入岩心夹持器中；所述回压泵与岩心夹持器相连，用于给岩心施加压力，真实模拟地下岩心压力情况；所述液剂容器为并排连接的两个容器，分别装有水和化学剂；所述岩心夹持器上设有取样口，用于采集扩散液剂并利用密度仪检测液剂密度。所述的岩心夹持器连接有围压泵，用于模拟矿场高压环境。所述的岩心夹持器放置于恒温箱中，用于模拟矿场高温环境。所述的液剂容器与恒速恒压泵之间、液剂容器与岩心夹持器之间设置有多个阀门，用于分别控制水与化学剂的注入。本实施例中，饱和淡水且长度为L的岩心，从入口端以恒速V注入浓度为C0的化学剂溶液可以用如下数学模型描述：式中：C(x,t)—时刻t时，岩心入口端x位置的化学剂浓度；V表示化学剂注入速度；x为距离岩心入口端的距离。在该模型下，满足如下方程：C(x，0)＝0，x＞0；C(x，0)＝C0，x＜0；求得化学溶剂扩散模型：其中erf(x)为误差函数。通过本专利技术的装置，可以获取t时刻，x＝l0位置的值C(l0,ti)：其中，ai为常量，可以通过测量值代入化学溶剂扩散模型中，求出值，可根据误差函数对照表查出，最后通过上述推导公式获得扩散系数D，其中l0为取样口距离岩心入口端的距离，V为化学剂注入速度，ti为取样时间。本实施例中，如图1所示，一种用于测量化学剂在岩心中扩散系数的实验方法，步骤如下：(1)建立待测样品浓度密度曲线；(2)将岩心饱和地层水，放入岩心夹持器中，按照图1连接；(3)设置恒温箱温度及围压，打开阀门1、3，以恒定注入速度注入水，待出口处有水流出，关闭阀门1、3；(4)开启阀门2、4。开始计时，并每隔固定时间取一次样；(5)测试取出样品密度，借助浓度密度曲线求出样品浓度。以上显示和描述了本专利技术的基本原理和主要特征和本专利技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下，本专利技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本专利技术范围内。本专利技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测量化学剂在岩心中扩散系数的实验装置，其特征在于，包括恒速恒压泵、岩心夹持器、密度仪、回压泵和液剂容器；所述液剂容器连接在恒速恒压泵与岩心夹持器之间，通过恒速恒压泵将液剂容器中的液剂泵入岩心夹持器中；所述回压泵与岩心夹持器相连，用于给岩心施加压力，真实模拟地下岩心压力情况；所述液剂容器为并排连接的两个容器，分别装有水和化学剂；所述岩心夹持器上设有取样口，用于采集扩散液剂并利用密度仪检测液剂密度。

【技术特征摘要】
1.一种用于测量化学剂在岩心中扩散系数的实验装置，其特征在于，包括恒速恒压泵、岩心夹持器、密度仪、回压泵和液剂容器；所述液剂容器连接在恒速恒压泵与岩心夹持器之间，通过恒速恒压泵将液剂容器中的液剂泵入岩心夹持器中；所述回压泵与岩心夹持器相连，用于给岩心施加压力，真实模拟地下岩心压力情况；所述液剂容器为并排连接的两个容器，分别装有水和化学剂；所述岩心夹持器上设有取样口，用于采集扩散液剂并利用密度仪检测液剂密度。2.根据权利要求1所述的一种用于测量化学剂在岩心中扩散系数的实验装置，其特征在于，所述的岩心夹持器还连接有围压泵，用于模拟矿场高压环境。3.根据权利要求1所述的一种用于测量化学剂在岩心中扩散系数的实验装置，其特征在于，所述的岩心夹持器放置于恒温箱中，用于模拟矿场高温环境。4.根据权利要求1所述的一种用于测量化学剂在岩心中扩散系数的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张烈辉，王志远，唐洪明，赵玉龙，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51