专利名称：聚丙烯酰胺水溶液流体的超低流速的测量方法及采用该方法测量聚丙烯酰胺水溶液粘度 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种聚丙烯酰胺水溶液流体的超低流速的测量方法及采用该方法测量聚丙烯酰胺水溶液粘度的方法，属于聚合物参数测量技术领域。
背景技术：
目前在石油开采技术中广泛采用三次采油技术，其中聚合物驱油技术有效的提高了石油的采收率。使用聚合物驱油的油田需要进行油田数值的模拟研究，例如聚合物的粘度与浓度的关系，聚合物溶液在多孔介质中的流变性和设计参数的优化处理等，其中最重要的参数是聚合物溶液在多孔介质中的粘度。油田驱油采用的聚合物通常为聚丙烯酰胺水溶液，聚丙烯酰胺水溶液的粘度需要根据流速进行计算获得，聚丙烯酰胺水溶液在地下油田岩芯中的流动速度范围为l_5m/d， 即相当于0. 012-0. 057mm/s，流速非常低。目前使用的对较低液体流速进行测量的仪器是多普勒激光流速计，它测量的流速范围仅为0. Imm/s-lOOOm/s，这与聚丙烯酰胺水溶液在地下油田岩芯中的实际流速差距非常大，显然无法实现对聚丙烯酰胺水溶液的粘度的获取。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术无法实现对聚丙烯酰胺水溶液超低流速的测量，及无法实现其在地下油田岩芯中的实际流速的测量，进而无法获取其粘度的问题，提供一种聚丙烯酰胺水溶液流体的超低流速的测量方法及采用该方法测量聚丙烯酰胺水溶液粘度的方法。本发明的第一种技术方案为聚丙烯酰胺水溶液流体的超低流速的测量方法，将聚丙烯酰胺水溶液贮池的下端通过胶管与微米级的玻璃毛细管的入口连接，玻璃毛细管呈水平放置，并且聚丙烯酰胺水溶液贮池的下端高于玻璃毛细管的管中心线；玻璃毛细管的出口连接溶液收集瓶的入口， 并且玻璃毛细管和溶液收集瓶放置在恒温箱内；采用显微镜观察玻璃毛细管内的溶液，并在显微镜的视野内选定玻璃毛细管长度为S的一段作为观测段，测量过程为步骤一在聚丙烯酰胺水溶液贮池中注入聚丙烯酰胺水溶液；步骤二 通过显微镜观察玻璃毛细管的观测段，并通过秒表记录聚丙烯酰胺水溶液中的一颗微小颗粒流经观测段所用的时间t，然后计算获得所述微小颗粒的流动速度u u = S/t,微小颗粒的流动速度U即为聚丙烯酰胺水溶液的流动速度。本发明方法的第二种技术方案为测量聚丙烯酰胺水溶液粘度的方法，将聚丙烯酰胺水溶液贮池的下端通过胶管同时与微米级的玻璃毛细管的入口和液位计相连通，玻璃毛细管呈水平放置，并且聚丙烯酰胺水溶液贮池的下端高于玻璃毛细管的管中心线，液位计的下端与聚丙烯酰胺水溶液贮池的下端位于同一水平线上，玻璃毛细管的出口连接溶液收集瓶的入口，并且玻璃毛细管和溶液收集瓶放置在恒温箱内；采用显微镜观察玻璃毛细管内的溶液，并在显微镜的视野内选定玻璃毛细管长度为S的一段作为观测段，测量过程为步骤一在聚丙烯酰胺水溶液贮池中注入聚丙烯酰胺水溶液；步骤二 通过显微镜观察玻璃毛细管的观测段，并通过秒表记录聚丙烯酰胺水溶液中的一颗微小颗粒流经观测段所用的时间t，然后计算获得所述微小颗粒的流动速度u u = S/t,微小颗粒的流动速度u即为聚丙烯酰胺水溶液的流动速度；步骤三计算聚丙烯酰胺水溶液流入玻璃毛细管时的入口压力降P ；步骤四计算获得聚丙烯酰胺水溶液的粘度μ。本发明的优点是本发明方法采用微米级的玻璃毛细管作为多孔介质物理模型， 来模拟井下油田的岩芯，应用常规的物理仪器，将它们组合在一起即实现了聚丙烯酰胺水溶液流体的超低流速的测量，解决了多普勒激光流速计无法测量超低流速的问题。它简单易行，价格低廉，精度高。本发明方法通过测量聚丙烯酰胺水溶液中微小颗粒的流速，再计算来获得聚丙烯酰胺水溶液的粘度，实现方法简单，可以达到的测速范围为0. 01mm/s-0. lmm/s，精度的估算值为0. 5%，能够满足聚丙烯酰胺水溶液在地下油田岩芯中的流动速度的测量需要。
图1为实施方式二所述方法的流程图；图2为实施方式二所述方法采用的装置示意图。
具体实施例方式具体实施方式
一结合图2说明本实施方式，本实施方式中所述的聚丙烯酰胺水溶液流体的超低流速的测量方法，将聚丙烯酰胺水溶液贮池1的下端通过胶管与微米级的玻璃毛细管2的入口连接，玻璃毛细管2呈水平放置，并且聚丙烯酰胺水溶液贮池1的下端高于玻璃毛细管2的管中心线；玻璃毛细管2的出口连接溶液收集瓶3的入口，并且玻璃毛细管2和溶液收集瓶3放置在恒温箱4内；采用显微镜观察玻璃毛细管2内的溶液，并在显微镜的视野内选定玻璃毛细管2 长度为S的一段作为观测段，测量过程为步骤一在聚丙烯酰胺水溶液贮池1中注入聚丙烯酰胺水溶液；步骤二 通过显微镜观察玻璃毛细管2的观测段，并通过秒表记录聚丙烯酰胺水溶液中的一颗微小颗粒流经观测段所用的时间t，然后计算获得所述微小颗粒的流动速度 u u = S/t,微小颗粒的流动速度u即为聚丙烯酰胺水溶液的流动速度。
具体实施方式
二 本实施方式为对实施方式一的进一步说明，所述聚丙烯酰胺水溶液中的一颗微小颗粒为处于玻璃毛细管2的管中心处的微小颗粒。其它与实施方式一相同。玻璃毛细管2的管中心处的微小颗粒的流动速度最快，在众多颗粒中容易找到。
具体实施方式
三下面结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式中所述的采用实施方式一所述聚丙烯酰胺水溶液流体的超低流速的测量方法测量聚丙烯酰胺水溶液粘度的方法，将聚丙烯酰胺水溶液贮池1的下端通过胶管同时与微米级的玻璃毛细管2的入口和液位计5相连通，玻璃毛细管2呈水平放置，并且聚丙烯酰胺水溶液贮池1的下端高于玻璃毛细管2的管中心线，液位计5的下端与聚丙烯酰胺水溶液贮池1的下端位于同一水平线上，玻璃毛细管2的出口连接溶液收集瓶3的入口， 并且玻璃毛细管2和溶液收集瓶3放置在恒温箱4内；采用显微镜观察玻璃毛细管2内的溶液，并在显微镜的视野内选定玻璃毛细管2 长度为S的一段作为观测段，测量过程为步骤一在聚丙烯酰胺水溶液贮池1中注入聚丙烯酰胺水溶液；步骤二 通过显微镜观察玻璃毛细管2的观测段，并通过秒表记录聚丙烯酰胺水溶液中的一颗微小颗粒流经观测段所用的时间t，然后计算获得所述微小颗粒的流动速度 u u = S/t,微小颗粒的流动速度U即为聚丙烯酰胺水溶液的流动速度；步骤三计算聚丙烯酰胺水溶液流入玻璃毛细管2时的入口压力降P ；步骤四计算获得聚丙烯酰胺水溶液的粘度μ。本实施方式中所述的微米级的玻璃毛细管2用于模拟地下油田中的多孔介质，聚丙烯酰胺水溶液贮池1的下端高于玻璃毛细管2的管中心线是为了产生液体压力降，显微镜能够观察玻璃毛细管2中聚丙烯酰胺水溶液中微小颗粒的流动状态。恒温箱4使玻璃毛细管2处于恒温状态，以使玻璃毛细管2内溶液的密度保持稳定。工作原理聚丙烯酰胺水溶液贮池1中的聚丙烯酰胺水溶液在液位计5产生的压力降作用下，会在玻璃毛细管2中流动，由于聚丙烯酰胺水溶液中的微小颗粒随着液体一起流动，而微小颗�？梢酝ü晕⒕到泄鄄欤虼私⑿】帕５牧鞫俣茸鑫郾０匪芤旱牧鞫俣�。这种方法使粘度μ的获得变得更加简单，易于实现。
具体实施方式
四本实施方式为对实施方式三的进一步说明，所述聚丙烯酰胺水溶液中的一颗微小颗粒为处于玻璃毛细管2的管中心处的微小颗粒。其它与实施方式三相同。玻璃毛细管2的管中心处的微小颗粒的流动速度最快，在众多颗粒中容易找到。
具体实施方式
五本实施方式为对实施方式三或四的进一步说明，步骤三中所述计算聚丙烯酰胺水溶液流入玻璃毛细管2时的入口压力降P的方法为采用测高仪测量获得聚丙烯酰胺水溶液贮池1内的初始液面高度与玻璃毛细管2 的管中心线的高度差h，则聚丙烯酰胺水溶液的压力降P为P= ρ gh,
式中P为聚丙烯酰胺水溶液的密度、g为重力加速度。其它与实施方式三或四相同。本实施方式中高度差h的获得可以通过液位计5分别测量聚丙烯酰胺水溶液液面的初始高度和玻璃毛细管2的管中心线的高度后，作差获得。
具体实施方式
六本实施方式为对实施方式五的进一步说明，步骤四中所述计算获得聚丙烯酰胺水溶液的粘度μ的方法为首先计算聚丙烯酰胺水溶液的剪切速率广f=4u/d,式中d为玻璃毛细管2的内径；然后计算聚丙烯酰胺水溶液的剪切应力τ τ = Pd/4L,式中L为玻璃毛细管2的总长度；根据剪切速率广和剪切应力τ计算粘度μ /γ。
权利要求
1.一种聚丙烯酰胺水溶液流体的超低流速的测量方法，其特征在于将聚丙烯酰胺水溶液贮池(1)的下端通过胶管与微米级的玻璃毛细管O)的入口连接，玻璃毛细管(2)呈水平放置，并且聚丙烯酰胺水溶液贮池(1)的下端高于玻璃毛细管(2)的管中心线；玻璃毛细管O)的出口连接溶液收集瓶(3)的入口，并且玻璃毛细管( 和溶液收集瓶C3)放置在恒温箱⑷内；采用显微镜观察玻璃毛细管O)内的溶液，并在显微镜的视野内选定玻璃毛细管(2) 长度为S的一段作为观测段，测量过程为步骤一在聚丙烯酰胺水溶液贮池(1)中注入聚丙烯酰胺水溶液； 步骤二 通过显微镜观察玻璃毛细管O)的观测段，并通过秒表记录聚丙烯酰胺水溶液中的一颗微小颗粒流经观测段所用的时间t，然后计算获得所述微小颗粒的流动速度u u = S/t,微小颗粒的流动速度u即为聚丙烯酰胺水溶液的流动速度。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯酰胺水溶液流体的超低流速的测量方法，其特征在于所述聚丙烯酰胺水溶液中的一颗微小颗粒为处于玻璃毛细管O)的管中心处的微小颗粒。
3.一种采用权利要求1所述的聚丙烯酰胺水溶液流体的超低流速的测量方法测量聚丙烯酰胺水溶液粘度的方法，其特征在于将聚丙烯酰胺水溶液贮池(1)的下端通过胶管同时与微米级的玻璃毛细管( 的入口和液位计( 相连通，玻璃毛细管( 呈水平放置， 并且聚丙烯酰胺水溶液贮池(1)的下端高于玻璃毛细管O)的管中心线，液位计(5)的下端与聚丙烯酰胺水溶液贮池(1)的下端位于同一水平线上，玻璃毛细管O)的出口连接溶液收集瓶(3)的入口，并且玻璃毛细管( 和溶液收集瓶C3)放置在恒温箱内；采用显微镜观察玻璃毛细管O)内的溶液，并在显微镜的视野内选定玻璃毛细管(2) 长度为S的一段作为观测段，测量过程为步骤一在聚丙烯酰胺水溶液贮池(1)中注入聚丙烯酰胺水溶液； 步骤二 通过显微镜观察玻璃毛细管O)的观测段，并通过秒表记录聚丙烯酰胺水溶液中的一颗微小颗粒流经观测段所用的时间t，然后计算获得所述微小颗粒的流动速度u u = S/t,微小颗粒的流动速度u即为聚丙烯酰胺水溶液的流动速度；步骤三计算聚丙烯酰胺水溶液流入玻璃毛细管O)时的入口压力降P;步骤四计算获得聚丙烯酰胺水溶液的粘度μ。
4.根据权利要求3所述的测量聚丙烯酰胺水溶液粘度的方法，其特征在于所述聚丙烯酰胺水溶液中的一颗微小颗粒为处于玻璃毛细管O)的管中心处的微小颗粒。
5.根据权利要求3或4所述的测量聚丙烯酰胺水溶液粘度的方法，其特征在于步骤三中所述计算聚丙烯酰胺水溶液流入玻璃毛细管O)时的入口压力降P的方法为采用测高仪测量获得聚丙烯酰胺水溶液贮池(1)内的初始液面高度与玻璃毛细管(2) 的管中心线的高度差h，则聚丙烯酰胺水溶液的压力降P为 P= P gh,式中P为聚丙烯酰胺水溶液的密度、g为重力加速度。
6.根据权利要求5所述的测量聚丙烯酰胺水溶液粘度的方法，其特征在于步骤四中所述计算获得聚丙烯酰胺水溶液的粘度μ的方法为 首先计算聚丙烯酰胺水溶液的剪切速率;^ f=4u/d,式中d为玻璃毛细管O)的内径； 然后计算聚丙烯酰胺水溶液的剪切应力τ τ = Pd/4L,式中L为玻璃毛细管O)的总长度； 根据剪切速率广和剪切应力τ计算粘度μ
全文摘要
聚丙烯酰胺水溶液流体的超低流速的测量方法及采用该方法测量聚丙烯酰胺水溶液粘度的方法，属于聚合物参数测量技术领域。它解决了现有技术无法实现对聚丙烯酰胺水溶液超低流速的测量，及无法获取其在地下油田岩芯中的实际流速及粘度的问题。方案一将聚丙烯酰胺水溶液贮池的下端连接玻璃毛细管的入口，玻璃毛细管的出口连接溶液收集瓶，采用显微镜观察玻璃毛细管内的溶液，记录一颗微小颗粒流经玻璃毛细管的观测段所用的时间，计算得到流动速度；方案二在方案一的基础之上，再计算聚丙烯酰胺水溶液流入玻璃毛细管时的入口压力降，最后计算获得聚丙烯酰胺水溶液的粘度。本发明用于测量液体的超低流速及进一步获取超低流速液体的粘度。
文档编号G01P5/20GK102183675SQ20111002554
公开日2011年9月14日 申请日期2011年1月24日 优先权日2011年1月24日
发明者任德财, 张蕾, 王百合, 谢刚, 迟旭阳, 马浩翔, 高明月 申请人:黑龙江大学
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