一种聚合物溶液在多孔介质中粘弹性的表征方法技术

本发明专利技术公开了一种聚合物溶液在多孔介质中粘弹性的表征方法。所述表征方法包括如下步骤：S1、根据目标油藏确定油藏开发过程中的关键参数；S2、建立聚合物注入过程中聚合物在油藏不同空间位置的注入速度与剪切速率之间的关系；S3、测试聚合物溶液的粘弹性，建立不同剪切速率/振荡频率下的粘弹性关系；S4、确定聚合物溶液的第一法向应力差，分析不同剪切速率下聚合物的第一法向应力特征；S5建立聚合物溶液的浓度与粘弹性之间的关系；S6、结合S1、S4、S5获得的数据，形成注聚过程中聚合物在储层不同空间/不同时间下的粘弹性版图。本发明专利技术能够有效解决地面测试的聚合物溶液性能在地层条件下不能准确表达的关键问题，获得相关规律认识曲线，为聚合物驱技术发展提供支持。为聚合物驱技术发展提供支持。

【技术实现步骤摘要】
一种聚合物溶液在多孔介质中粘弹性的表征方法


[0001]本专利技术涉及一种聚合物溶液在多孔介质中粘弹性的表征方法，属于石油


技术介绍

[0002]聚合物驱在我国经过多年的矿场先导性试验，能提高采收率8％～10％，目前在油田已形成了一定规模的工业化生产能力，成为油田新的增储上产措施。聚合物作为典型的粘弹性流体，在多孔介质中能表达出粘性和弹性作用特征，从而高效的实现流度控制作用。但是聚合物溶液在地面测试条件下的流变特征、粘弹性特征，并不是准确的呈现在地层条件下，这也就限制了聚合物驱技术的应用。在地面条件下测试出来的聚合物溶液性能非常容易得到，而其在地层条件下确是不可见的，认识地层条件下的聚合物溶液性能是优化聚合物驱技术的基础。
[0003]因此，有必要构建一套认识聚合物溶液粘弹性在多孔介质中的表征方法，提高聚合物驱过程中粘弹性在多孔介质中的表达认识，进而通过优化工艺技术，提高聚合物驱效果。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种聚合物溶液在多孔介质中粘弹性的表征方法，获得聚合物溶液粘弹性在地层条件下的准确表征。
[0005]本专利技术提供的聚合物溶液在多孔介质中粘弹性的表征方法，包括如下步骤：
[0006]S1、根据目标油藏确定油藏开发过程中的关键参数，确定确定油藏不同空间位置及不同开发时间聚合物的注入速度与聚合物溶液浓度的变化；
[0007]S2、建立聚合物注入过程中所述聚合物在油藏不同空间位置的注入速度与剪切速率之间的关系；
[0008]S3、测定所述聚合物溶液的粘弹性，建立不同剪切速率/振荡速率下的粘弹性关系；
[0009]S4、确定所述聚合物溶液的第一法向应力差，分析不同剪切速率条件下的所述聚合物的第一法向应力特征；
[0010]S5、根据不同浓度条件下所述聚合物溶液的粘弹性，建立所述聚合物溶液的浓度与粘弹性之间的关系；
[0011]S6、结合步骤S1、与步骤S4、步骤S5获得的数据，形成注聚过程中所述聚合物在储层不同空间/不同时间下的粘弹性版图，即目标油藏条件下的聚合物粘弹性特征表现。
[0012]上述的表征方法中，步骤S1中，所述关键参数包括所述聚合物的类型、注入浓度及其在不同油藏空间位置、不同开发时间时的动态浓度、单井注入速度/强度等；
[0013]所述聚合物可为疏水水解聚丙烯酰胺(HPAM)、疏水缔合聚合物(AP
‑
P4)、爱森公司生产的聚合物SNF3640c等驱油用聚合物溶液体系；
[0014]所述聚合物的应用浓度可为500mg/L～3000mg/L，适宜油田应用需求的浓度范围。
[0015]上述的表征方法中，步骤S1具体是通过目标油藏的油藏数值模拟技术，通过对目标油藏聚合物驱技术分析过程中，得到的两个关键变化参数，即当前井网下聚合物注入速度的变化特征，和聚合物溶液浓度的变化特征，这两个特征是随着时间的变量，如图1所示。
[0016]上述的表征方法中，步骤S2中，根据步骤S1中得到的所述聚合物溶液的注入速度的变化，测试目标油藏的所述聚合物溶液的流变性，结合公式(1)将其转换为剪切速率后得到所述聚合物注入过程中的剪切速率变化曲线，再通过仪器测试获得目标油藏的所述聚合物注入过程中的剪切速率变化曲线；
[0017][0018]式中：n表示幂率指数，无量纲数；v表示线速度，m/s；表示孔隙度，％；k表示渗透率，mD；γ表示剪切速率，S
‑1，n＝1。
[0019]上述的表征方法中，步骤S3中，可利用RS600流变仪测定粘弹性，如在特定频率得到不同频率下的聚合物的粘性模量和弹性模量，再根据式(1)所示的剪切速率与速度的关系，即可建立地层不同位置下的粘弹性关系(地层不同位置处的剪切速率不同)。
[0020]上述的表征方法中，步骤S4中，根据公式(2)确定所述聚合物溶液的第一法向应力差；
[0021][0022]式中：G
’
表示粘性模量，Pa；G”表示弹性模量，Pa；N1表示第一法向应力差。
[0023]上述的表征方法中，步骤S5中，首先对步骤S3中不同浓度的所述聚合物溶液的粘弹性进行拟合，得到所述聚合物溶液的浓度与粘弹性之间的关系式，进而利用所述关系式拟合得到不同浓度的所述聚合物溶液在不同储层位置时的第一法向应力差；
[0024]具体地，步骤S5中拟合的数据是聚合物溶液在地层不同位置时的粘弹性特征与聚合物溶液浓度的关系，如具体实施方式中，通过分析浓度范围在2500～500mg/L范围内的多个浓度值在地层不同位置时的粘弹性特征，即表2所示内容。
[0025]本专利技术聚合物溶液在多孔介质中粘弹性的表征方法，能够有效解决地面测试的聚合物溶液性能在地层条件下不能准确表达的关键问题，获得相关规律认识曲线，实现聚合物溶液粘弹性在地层条件下的准确表征，指导地面聚合物溶液的合成与配制，为聚合物驱技术发展提供支持。
附图说明
[0026]图1为注入井底的线速度特征和注入浓度特征的三维图形。
[0027]图2为地层不同位置下的聚合物粘弹性关系。
[0028]图3为不同剪切速率条件下的聚合物的第一法向应力特征。
[0029]图4为聚合物在储层不同空间/不同时间下的粘弹性图版。
[0030]图5为不同浓度/相同速度下聚合物岩心驱替的压力曲线。
[0031]图6为不同速度/相同浓度下聚合物岩心驱替的压力曲线。
具体实施方式
[0032]下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0033]下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0034]以海上油田某区块的聚合物为例，研究聚合物溶液在多孔介质中粘弹性的表征，包括如下步骤：
[0035]步骤一：应用聚合物溶液以SNF3640C为例，聚合物应用浓度为1750mg/L，平均注入能力是20m3/(m
·
d)，油层厚度为50m，注入井底的线速度特征和注入浓度特征可以通过数值模拟(eclipse或CMG)分析获得图1所示的特征数据。
[0036]步骤二：建立注入过程中的注入线速度与剪切速率的相互关系：根据步骤一中获取的注入速度变化，测试目标油藏的聚合物溶液流变性，结合公式(1)(n＝1条件下)计算获得注入过程的剪切速率变化曲线；
[0037][0038]式中：n
‑
幂率指数，无量纲数；v
‑
线速度，m/s；
‑
孔隙度，％；k
‑
渗透率，mD；γ
‑
剪切速率，S
‑1。
[0039]具体的线速度和剪切速率的对应关系如表1所示。
[0040]表1距离井底不同位置时的线速度及对应的剪切速率
[0041][0042]步骤三：利用RS600流变仪测试目标体系聚合物溶液进行粘弹性，在频率0.1～10Hz得到了不同频率下的聚合物粘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚合物溶液在多孔介质中粘弹性的表征方法，包括如下步骤：S1、根据目标油藏确定油藏开发过程中的关键参数，确定油藏不同空间位置及不同开发时间聚合物的注入速度与聚合物溶液浓度的变化；S2、建立聚合物注入过程中所述聚合物在油藏不同空间位置的注入速度与剪切速率之间的关系；S3、测试所述聚合物溶液的粘弹性，建立不同剪切速率/振荡频率下的粘弹性关系；S4、确定所述聚合物溶液的第一法向应力差，分析不同剪切速率条件下的所述聚合物的第一法向应力特征；S5、根据不同浓度条件下所述聚合物溶液的粘弹性，建立所述聚合物溶液的浓度与粘弹性之间的关系；S6、结合步骤S1、与步骤S4、步骤S5获得的数据，形成注聚过程中所述聚合物在储层不同空间/不同时间下的粘弹性版图，即目标油藏条件下的聚合物粘弹性特征表现。2.根据权利要求1所述的表征方法，其特征在于：步骤S1中，所述关键参数包括所述聚合物的类型、注入浓度及其在不同油藏空间位置、不同开发时间时的动态浓度、单井注入速度/强度。3.根据权利要求1或2所述的表征方法，其特征在于：步骤S1中，根据数学模型得到所述聚合物的注入速度与所述聚合物溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛新生，张健，张世仑，朱诗杰，
申请(专利权)人：中海石油中国有限公司北京研究中心，
类型：发明
国别省市：