一种用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及石油开采技术领域，尤其设及一种用于分析多孔介质中毛细作用的实 验设备。
【背景技术】
[0002] 化学驱油剂是广泛应用在石油开采过程中，用W提高原油采收率的助剂。不同的 驱油剂作用机理不同，例如聚合物是通过增加水相粘度，同时降低水相渗透率，改善流度 比，增大波及体积来提高采收率的。而表面活性剂则是通过提高洗油效率等来提高采收率 的。针对不同驱油机理，人们建立了驱油剂评价指标，例如聚合物的主要评价指标是其增粘 性、流变性、阻力系数、残余阻力系数等;表面活性剂的主要评价指标是其表面张力、界面张 力、润湿性、乳化能力等。运些物理化学指标，已成为化学驱油剂研究和油田现场应用筛选 评价驱油剂的依据，为油田提高原油采收率工程作出了重要贡献。
[0003] 然而，W上运些指标只能从宏观水平，而不是微观水平上对驱油剂进行评价，且与 驱油剂的驱油能力之间没有直接关联。例如，（1)油藏有效溶液粘度高对提高波及体积是必 须的，但聚合物溶液粘度高不等于油藏有效溶液粘度就高，不等于能提高波及体积；（2)对 于二元或Ξ元复合驱，岩屯、驱替实验只能通过测定驱替前后复合驱替液的粘度、表界面张 力等运些参数来判断各组分是否发生了色谱分离，但在实际驱油过程中，即使运些指标未 发生变化，各组分的协同效应可能已经不存在；（3)对于一些聚合物，例如疏水缔合型聚合 物，现有理论认为其粘度主要是通过疏水长链在水溶液中缔合成Ξ维网状结构而产生的， 可能并非其"真实粘度"，而是"复合粘度"，当其在地层的多孔介质中流动时，运种缔合体是 否会随着毛细管的拉伸、剪切等作用而解缔合，导致"复合粘度"大幅度降低，运也是W上运 些指标无法解释的。纳米化学驱油剂有望成为未来进一步提高采收率的新型驱油剂，但其 溶液粘度却无法与水解聚丙締酷胺相比，降低油水界面张力的能力又不如表面活性剂，从 宏观水平上评价纳米驱油剂的驱油能力会造成驱油剂选择不合理，进而影响会原油采收 率。
[0004] 毛细作用是指浸润液体在细管里升高和不浸润液体在细管里降低的现象，在地层 多孔介质中，它决定着驱替介质在油藏条件下是否能够进入被驱替介质和进入被驱替介质 的最小孔隙尺寸，因此，如何分析对多孔介质中的毛细作用，进而从微观角度评价驱油剂的 驱油性能是提高石油采收率亟需解决的问题。
【发明内容】
[0005] 本申请实施例提供了一种用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，W分析真实 油藏多孔介质中的毛细作用，实现从微观角度评价驱油剂的驱油性能，从而为合理的选取 驱油剂提供基础。
[0006] 为达到上述目的，本申请实施例提供了一种用于分析多孔介质中毛细作用的实验 设备，所述实验设备包括：
[0007] 微米级毛细管束模型，用于模拟油藏岩石孔隙结构；
[0008] 注入系统，与所述微米级毛细管束模型相连，用于向所述微米级毛细管束模型中 注入驱油剂并测量所述驱油剂的注入压力；
[0009] 图像采集系统，用于采集在所述微米级毛细管束模型中驱油过程的图像；
[0010] 微流量测量系统，与所述微米级毛细管束模型相连，用于获取在所述驱油过程中 被驱替的原油流量；
[0011] 数据分析系统，分别与所述注入系统、图像采集系统、流量测量系统相连，用于根 据所述驱油剂的注入压力、所述驱油过程的图像和所述被驱替的原油流量分析所述驱油剂 的驱油性能。
[0012] 本申请实施例的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，所述根据驱油剂的注 入压力、驱油过程的图像和被驱替的原油流量分析所述驱油剂的驱油性能，具体包括：
[0013] 根据所述驱油剂的注入压力和所述被驱替的原油流量，对所述驱油剂驱油过程中 的驱油性能参数进行定量分析；
[0014] 根据所述驱油剂驱油过程中的驱油性能参数的定量分析和所述驱油过程的图像， 分析所述驱油剂的驱油性能。
[0015] 本申请实施例的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，所述驱油性能参数包 括毛细管阻力、粘附力、剪切粘度和洗油效率。
[0016] 本申请实施例的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，所述微米级毛细管束 模型包括一基板，该基板刻蚀有多条第一凹槽，每条凹槽内固定一根毛细管形成毛细管束； 在所述第一凹槽的两端分别刻蚀有与所述第一凹槽相连的连通槽，在与所述连通槽的两侧 分别刻蚀有与所述连通槽相连的第二凹槽，所述第二凹槽用于固定输入端毛细管与输出端 毛细管;所述输入端毛细管与所述输出端毛细管分别通过所述连通槽与所述毛细管束中的 每根毛细管连通。
[0017] 本申请实施例的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，所述毛细管束中的毛 细管的内径为2μηι~25皿，所述输入端毛细管和所述输出端毛细管的内径均为100皿~50化 ΓΠ 〇
[0018] 本申请实施例的的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，所述第一凹槽之间 相互平行。
[0019] 本申请实施例的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，所述注入系统包括： 柱塞累、中间容器、压力传感器;所述柱塞累与所述中间容器相连，用于驱油剂的流量调节； 所述中间容器与所述微米级毛细管束模型输入端毛细管相连，用于存储驱油剂;所述压力 传感器与所述中间容器相连，用于测量所述驱油剂的注入压力。
[0020] 本申请实施例的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，所述柱塞累流量的调 节范围为0.0001~60ml/min，压力调节范围为0~70MPa。
[0021] 本申请实施例的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，所述压力传感器的测 量精度为0.0 OOlMPa，响应时间小于0.5ms。
[0022] 本申请实施例的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，所述图像采集系统包 括：
[0023] 显微镜，设置于所述微米级毛细管束模型上方，用于观察所述微米级毛细管束模 型中的驱油过程；
[0024] 图像采集分析装置，用于将所述显微镜观察的驱油过程进行录像和拍照。
[0025] 本申请实施例的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，所述录像的速度每秒 不低于30帖，所述拍照的像素不低于130万。
[0026] 本申请实施例的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，所述微流量测量系统 包括：
[0027] 用于存储置换溶液的置换容器，其进液口与所述微米级毛细管束模型的输出端毛 细管相连；
[0028] 用于测量从所述置换容器中被驱替出的置换溶液的质量的石英晶体微天平，其设 置于所述置换容器的出液口下方的石英晶体微天平；
[0029] 用于为所述石英晶体微天平提供吸附电压和脱附电压的电化学工作站。
[0030] 本申请实施例提供了一种用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，包括毛细管 束模型、注入系统、图像采集系统、流量测量系统和数据分析系统。通过毛细管束模型模拟 真实油藏岩石孔隙结构，然后通过注入系统对毛细管束模型注入驱油剂模拟驱油过程，通 过对驱油过程中注入压力和被驱替的原油流量的分析，从而实现对驱油剂的毛细管阻力、 粘附力、剪切粘度、洗油效率定量分析，进而结合驱油过程的图像实现对驱油剂驱油性能的 全面评价。本申请实施例提供的实验设备可W实现从微观角度上评价驱油剂的驱油能力， 从而为驱油剂的筛选提供了理论指导。
【附图说明】
[0031] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术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 申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提 下，还可W根据运些附图获得其他的附图。
[0032] 图1是本申请实施例的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备示意图；
[0033] 图2是本申请一实施例的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备结构示意图；
[0034] 图3是本申请一实施例的毛细管束模型结构示意图；
[0035] 图4是显微镜下观察到的水在微米级毛细管束模型的某一毛细管中的流动情况；