驱油用粘弹性颗粒驱油剂与地层孔喉匹配的分析方法

摘要

本发明提供一种驱油用粘弹性颗粒驱油剂与地层孔喉匹配的分析方法，该方法采用了驱油体系滤过性能评价装置，该方法包括:将粘弹性颗粒驱油剂的水溶液置于驱油体系滤过性能评价装置的容器中；根据渗透率与孔喉半径的关系式计算孔喉半径，确定滤膜的尺寸，将滤膜放入滤膜夹持器中；启动驱油体系滤过性能评价装置，研究不同压力下粘弹性颗粒驱油剂通过滤膜时的滤过情况及粒径变化；以及确定粘弹性颗粒驱油剂与孔喉之间的匹配关系。该驱油用粘弹性颗粒驱油剂与地层孔喉匹配的分析方法，成功实现了粘弹性颗粒驱油剂PPG与地层孔喉配伍关系的分析研究，为针对不同油藏特征应用的粘弹性颗粒驱油剂PPG准确优选提供可靠的技术依据。

说明书

技术领域

本发明涉及对测定对象与孔喉匹配关系进行分析研究的方法，特别是涉及到一种驱 油用粘弹性颗粒驱油剂与地层孔喉匹配的分析方法。

背景技术

随着化学驱规模的扩大，油藏条件较好的一二类储量越来越少，聚合物驱后油藏和 三、四类苛刻油藏的开发尚缺乏有效的技术手段，因此，如何大幅度提高三四类油藏及 聚合物驱后油藏的采收率已成为油田化学驱发展的紧迫任务。PPG(PreformedParticle Gel)是一种具有部分交联部分支化结构的新型粘弹性颗粒驱油剂，以其为主剂的非均相 复合驱油方法是一种极具矿场应用潜力的新型化学驱油方法，有利于解决聚驱后油藏提 高采收率问题。

颗粒与地层孔喉存在一定的配伍关系，当地层孔喉与颗粒尺寸相匹配时，体系才能 有效的实现调驱、封堵等作用效果，由此可见，粘弹性颗粒驱油剂PPG的粒径与油藏的渗 透率、孔喉的配伍关系直接影响着产品的筛选、配方设计及矿场应用。然而，目前尚缺 乏能够分析、表征颗粒尺寸与孔喉配伍关系的方法。因此，有必要研究认识PPG颗粒粒径 与地层孔喉的匹配关系，为PPG的矿场应用筛选提供准确的依据。

基于粘弹性颗粒驱油剂PPG产品与地层孔喉匹配的重要性，为此我们发明了一种新的 研究驱油用粘弹性颗粒驱油剂与孔喉配伍性的分析方法，解决了以上技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种能研究粘弹性颗粒驱油剂PPG产品与地层孔喉匹配关系的 驱油用粘弹性颗粒驱油剂与地层孔喉匹配的分析方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：驱油用粘弹性颗粒驱油剂与地层孔喉匹 配的分析方法，该驱油用粘弹性颗粒驱油剂与地层孔喉匹配的分析方法采用了驱油体系 滤过性能评价装置，该方法包括:步骤1，将配制成一定浓度的不同粒径的粘弹性颗粒驱 油剂水溶液置于驱油体系滤过性能评价装置的容器中；步骤2，根据渗透率与孔喉半径的 关系式计算孔喉半径，确定滤膜的尺寸，将滤膜放入驱油体系滤过性能评价装置的滤膜 夹持器中；步骤3，启动驱油体系滤过性能评价装置，研究不同压力下粘弹性颗粒驱油剂 通过滤膜时的滤过情况及粒径变化；以及步骤4，确定粘弹性颗粒驱油剂与孔喉之间的匹 配关系。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

在步骤1中，使用试验区注入水配制粘弹性颗粒驱油剂水溶液，浓度为 1000-2500mg/L。

在步骤2中，渗透率与孔喉半径的关系式为：

$r=\sqrt{\frac{8K}{\phi }}$

式中r：孔喉半径，μm；K：渗透率，10^-3μm²；φ—孔隙度，％。

步骤2中的滤膜为不锈钢金属滤膜。

在步骤3中，启动驱油体系滤过性能评价装置，设定驱动压力，记录不同压力下粘弹 性颗粒溶液通过滤膜时的滤过体积和滤过时间，并收集不同压力下的滤液。

在步骤3中，驱动压力的设定范围为0-0.35MPa。

在步骤4中，采用激光粒度仪测试滤过前及不同压力下滤过后的粘弹性颗粒驱油剂水 溶液的粒径分布情况，分析粘弹性颗粒通过滤膜前后粒径的变化。

在步骤4中，结合步骤3结果，在压力较低时，滤液粒径中值接近于零，当压力达到 一定值时，滤液粒径中值与滤过前粒径中值接近，说明粘弹性颗粒驱油剂与滤膜孔喉有 良好的匹配性。

本发明中的驱油用粘弹性颗粒驱油剂与地层孔喉匹配的分析方法，采用驱油体系滤 过性能评价装置，在孔喉尺寸一定的情况下研究压力变化过程中不同粒径的PPG颗粒通过 孔喉时的情况及通过孔喉前后PPG溶液的粒径分布变化情况，通过分析压力、流速的变化， 确定PPG颗粒与孔喉之间的匹配关系，进而考察PPG颗粒在驱动压力下的变形能力，从而 深入分析认识PPG在地层深部的运移情况，为PPG的优选及矿场应用提供可靠的技术依据。 该方法成功实现了粘弹性颗粒驱油剂PPG与地层孔喉配伍关系的分析研究，为针对不同油 藏特征应用的粘弹性颗粒驱油剂PPG准确优选提供可靠的技术依据。

附图说明

图1为本发明的驱油用粘弹性颗粒驱油剂与地层孔喉匹配的分析方法所用的驱油体 系滤过性能评价装置结构示意图；

图2为本发明的驱油用粘弹性颗粒驱油剂与地层孔喉匹配的分析方法的一具体实施 例的流程图；

图3为100-150目PPG在不同压力下通过25μm滤膜时滤过体积与滤过时间关系曲线；

图4为150-250目PPG在不同压力下通过25μm滤膜时滤过体积与滤过时间关系曲线；

图5为PPG溶液在连续增压下的流速-时间变化曲线。

具体实施方式

为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例， 并配合所附图式，作详细说明如下。

如图1所示，图1为本发明的驱油用粘弹性颗粒驱油剂与地层孔喉匹配的分析方法所 用的驱油体系滤过性能评价装置结构示意图。

驱油体系滤过性能评价装置是专门针对特定的化学驱油体系及高分子悬浮液等单相 体系开展滤过性能评价的特型设备，能够精确反映不同压力、流速下颗粒与孔喉的对应 关系，并能够评价非均相体系的液流转向能力，判断体系是否具有深部运移性能。

驱油体系滤过性能评价装置主要包括空气压缩机1、容器2、滤膜夹持器3、重量流量 计4、样品回收槽5和数据采集系统6。空气压缩机1置于装置的后机罩内，提供容器2的密 封压力，容器2与滤膜夹持器3连接，样品回收槽5置于重量流量计4上，重量流量计4与数 据采集系统6连接。

如图2所示，图2为本发明的驱油用粘弹性颗粒驱油剂与地层孔喉匹配的分析方法的 流程图。

在步骤101，将配制成一定浓度的不同粒径的粘弹性颗粒驱油剂PPG的水溶液置于驱 油体系滤过性能评价装置的容器中。在一实施例中，使用试验区注入水配制粘弹性颗粒 驱油剂水溶液，浓度为1000-2500mg/L。流程进入到步骤102。

在步骤102，选择一定孔喉尺寸的不锈钢滤网，将其安装在驱油体系滤过性能评价装 置的容器密闭件中。在一实施例中，根据渗透率与孔喉半径的关系式(1)计算孔喉半径 r，确定不锈钢金属滤膜的尺寸。式中r：孔喉半径，μm；K：渗透率，10^-3μm²；φ—孔 隙度，％。流程进入到步骤103。

$r=\sqrt{\frac{8K}{\phi }}---\left(1\right)$

在步骤103，启动驱油体系滤过性能评价装置，设定驱动压力，记录不同压力下PPG 溶液通过滤膜时的滤过体积和滤过时间，并收集不同压力下的滤液。在一实施例中，驱 动压力的设定范围为0-0.35MPa。流程进入到步骤104。

在步骤104，采用激光粒度仪测试滤过前及不同压力下滤过后的粘弹性颗粒驱油剂 PPG溶液的粒径分布情况，分析粘弹性颗粒PPG通过滤膜前后粒径的变化。结合步骤103结 果，在压力较低时，滤液粒径中值接近于零，当压力达到一定值时，滤液粒径中值与滤 过前粒径中值接近，说明PPG颗粒与滤膜孔喉有良好的匹配性。流程结束。

在应用本发明的一具体测试实施例1：

该方法包括如下步骤：

a.将颗粒目数为100-150目的粘弹性颗粒驱油剂PPG用水配制浓度为2000mg/L的水溶 液；

b.将溶液置于驱油体系滤过性能评价装置的容器中；

c.根据渗透率与孔喉半径的关系式(1)，选择接近地层平均孔喉直径的25μm不锈 钢金属滤膜模拟渗透率为5000×10^-3μm²的地层孔喉，将其安装在驱油体系滤过性能评价 装置的滤膜夹持器上；

d.启动驱油体系滤过性能评价装置，设定驱动压力分别为0.02MPa、0.05MPa、0.1MPa、 0.15MPa、0.2MPa，在不同压力下记录PPG溶液通过滤膜时的滤过体积与滤过时间；

e.同时采用激光粒度仪测试滤过前后粘弹性颗粒驱油剂PPG溶液的粒径中值。

测试实施例2：

步骤a中用颗粒目数为150-250目的粘弹性颗粒驱油剂PPG代替颗粒目数为100-150目 的粘弹性颗粒驱油剂PPG，驱动压力设置为0.02MPa、0.05MPa、0.1MPa，其他同测试实施 例1。

测试实施例1至实施例2所测结果见图3、图4并结合表1可以看出，压力较低时， 100-150目的PPG溶液通过25μm孔喉时流速低且滤液粒径中值为零，此时PPG颗粒以封堵 滤膜为主，当压力大于一定值时，流速开始增大、滤液粒径中值与滤过前粒径中值接近， 此时PPG颗粒变形通过滤膜；150-250目颗粒在极低压力下即可完全通过25μm孔喉，在滤 膜端面几乎没有封堵作用。这说明100-150目的PPG颗粒与25μm的孔喉尺寸配伍性良好。 通过上述结果可以看出，本发明可以有效研究PPG颗粒粒径与孔喉的配伍关系。

表1不同目数PPG溶液滤过前后粒径中值

测试实施例3：

a.将颗粒目数为100-150目的粘弹性颗粒驱油剂PPG用水配制浓度为2000mg/L的水溶 液；

b.将溶液置于驱油体系滤过性能评价装置的容器中；

c.根据渗透率与孔喉半径的关系式(1)，选择接近地层平均孔喉直径的25μm不锈 钢金属滤膜模拟渗透率为5000×10^-3μm²的地层孔喉，将其安装在驱油体系滤过性能评价 装置的滤膜夹持器上；

d.启动驱油体系滤过性能评价装置，连续增加驱动压力0.02MPa、0.05MPa、0.1MPa、 0.15MPa、0.2MPa，记录流速—时间曲线。

测试实施例3的结果如图5所示，由此可见，利用本发明可以分析研究与孔喉匹配的 粘弹性颗粒驱油剂PPG在岩心内部的“封堵-变形通过”这一特殊的运移特性。

通过大量实验可以看出，本发明能够有效的分析研究驱油用粘弹性颗粒驱油剂与地 层孔喉之间的配伍关系，同时还可以用以考察粘弹性颗粒驱油剂PPG在地层中的深部运移 特征。