[0001] 本发明涉及石油技术领域，具体涉及一种在线监测聚合物残余阻力系数的实验装置及方法。

[0002] 聚合物驱是把水溶性聚合物加到注水井中以增加注入水的黏度，使油的流动能力相对提高，从而提高油田采收率。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。

[0003] 阻力系数和残余阻力系数是影响聚合物流度控制能力作用大小的两个关键参数，其中，阻力系数是指反映聚合物降低驱动介质流动能力的指标，残余阻力系数是指聚合物溶液降低多孔介质渗流能力的指标。现有的测试方法如下(施雷庭、朱诗杰等.聚集行为对聚合物溶液性能的影响研究[J].应用化工)：①混注水以1mL/min注入速度驱替岩心，记录水驱平稳压力计Pw1，测定计算岩心的孔隙度和渗透率；②将浓度2000mg/L的聚合物溶液以1mL/min注入岩心，在出口端每隔一段时间取一个样，并随时测定样品中的聚合物浓度，直到出口端聚合物溶液的浓度等于入口端的聚合物浓度，并记录入口压力Pp1，计算阻力系数如公式5；③将实验盐水以1mL/min的速度注入岩心，在出口端每隔一段时间取一个样，并随时测定样品中的聚合物浓度，直到出口端聚合物浓度为零，并记录入口压力Pw2，计算残余阻力系数如公式6。

[0004]

[0005]

[0006] 这是聚合物驱油行业标准的方法，但是残余阻力系数的获取十分依赖于后续水驱过程中的影响，注入速度的增加、注入方式的改变都会严重影响聚合物的残余阻力系数构建，残余阻力系数是油藏数值模拟聚合物驱过程中的重要参数，外在影响会降低模拟或者认识的准确性，造成残余阻力系数计算不准确；并且模拟计算中得到的是稳定后的残余阻力系数，无法得到实时的残余阻力系数的变化，实验数据不完善，不便于后面实验的运用。

[0037] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0038] 如图1至图3所示，本发明提供一种在线监测聚合物残余阻力系数的实验装置，包括岩心夹持器1，所述岩心夹持器1内依次设有稳态管柱2、胶皮套3、非稳态管柱4，所述胶皮套3内设有岩心5，所述岩心5和稳态管柱2之间设有径向导流片7，岩心5和非稳态管柱4之间设有孔径为0.1mm的毛细管导流装置 6，所述稳态管柱2的内孔径为2mm，所述非稳态管柱4的内孔径为1mm，非稳态管柱4至少是稳态管柱2的孔径的1/2，所述稳态管柱2入口端和中段分别设有压力传感器一8和压力传感器二9，所述胶皮套3内岩心5入口端和出口端分别设有压力传感器三10和压力传感器四11，所述毛细管导流装置6出口端设有压力传感器五12。

[0039] 本发明提到的一种在线监测聚合物残余阻力系数的实验方法，包括：

[0040] 步骤一：组装两个测试装置，并装填测试岩心，岩心尺寸为φ25×100mm，连接驱替注入装置，包括注入泵、中间容器、夹持装置、高精度压力传感器， 4cm厚的毛细管导流装置和数据采集器等；其中两个中间容器中分别填装实验盐水和浓度为1000mg/L的AP‑P4聚合物溶液。

[0041] 步骤二：分别测试实验盐水和AP‑P4聚合物的表观黏度，其中实验盐水的表观黏度为0.9mPa·s，AP‑P4聚合物溶液的表观黏度为53mPa·s。

[0042] 步骤三：使用实验盐水按照0.016mL/s的流速驱替岩心5，记录压力传感器的压力数据，根据压力传感器三10和压力传感器四11的压差△Pw1计算岩心的水测渗透率k1，根据压力传感器四11和压力传感器五12压差△Pw2计算毛细管导流装置的渗透率k2，渗透率计算公式为达西公式，如下:

[0043]

[0044] 通过压力传感器记录△Pw1＝0.0016MPa，得到的水测渗透率k1＝1890mD；△ Pw2＝0.0012MPa，得到毛细管导流装置的渗透率k2＝2502mD；并计算出岩心5的水测渗透率和毛细管导流装置的渗透率；

[0045] 步骤四：AP‑P4聚合物按照按照0.016mL/s的流速驱替岩心5，记录测试驱替过程中的每一个测压点压力数据；通过测压力传感器一8和压力传感器二9的压力数据，当聚合物没有压缩形变时，在一定流度条件下的注入溶液黏度μp1可通过毛细管测试流体黏度公式计算，并绘制如图3注入时间与溶液黏度μp1的关系曲线图，计算公式如下：

[0046]

[0047] 根据测压力传感器三10和压力传感器四11的压力数据，计算出聚合物驱过程中岩心的压差△PP，再根据压差△PP计算阻力系数RF，公式如下：

[0048]

[0049] 通过记录的压力数据得到聚合物驱过程岩心的压差△PP＝0.344MPa，计算出阻力系数RF＝213。

[0050] 步骤五：压力传感器四11和压力传感器五12的压力差数据代表聚合物溶液刚流出多孔介质时遭遇弹性形变尚未变形恢复，每一种聚合物溶液弹性形变后都会恢复的松弛时间，并且通过岩心过程中达到了稳定渗流，可以通过公式2 结合这两点之间的压差，压差范围为0.045‑0.048MPa,计算产出聚合物溶液的有效黏度μp2，如表1：

[0051] 表1不同驱替压差实验下的有效黏度μp2

[0052]D与E之间的压差 有效黏度μp2
0.045221 83.2
0.046363 85.3
0.046961 86.4
0.047395 87.2
0.047939 88.2
0.046852 86.2
0.046363 85.3
0.046852 86.2

[0053] 当μp2≥μp1，则表明聚合物溶液在多孔介质中的有效黏度高于剪切黏度，有效黏度＝剪切黏度+弹性黏度，聚合物溶液在多孔介质中产生了相关弹性黏度；

[0054] 当μp2＜μp1，则表明聚合物溶液在多孔介质中的有效黏度低于剪切黏度，则需要重新检测，查看压力传感器是否损坏或需要重新校订；

[0055] 通过公式4计算出各个时段残余阻力系数RFF值，公式如下：

[0056]

[0057] 根据公式4计算可得下表2，不同时间条件下聚合物溶液通过多孔介质岩心时，形成的残余阻力系数RFF：

[0058] 表2不同时间条件下的RFF

[0059]序号 1 2 3 4 5 6 7
有效黏度μp2 83.2 85.3 86.4 87.2 88.2 86.2 85.3
RFF 2.6 2.5 2.5 2.4 2.4 2.5 2.5

[0060] 本发明所得到的不同时间条件下的残余阻力系数数据组，更符合真实渗流特征，受到的其他实验因素影响更小，更精准，为进行更好的聚合物驱奠定实验基础，有利于广泛使用。

[0061] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。