专利名称：测定亚甲基蓝在聚合物溶液中轴向弥散系数的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油藏工程，属于ー种测定亚甲基蓝在聚合物溶液中轴向弥散系数的装置，具体的说是为聚合物驱中井间示踪剂测试解释提供合理的轴向弥散系数。
技术背景目前国内部分主力油藏已经开展了大規模的聚合物驱油试验，聚驱后的油藏动态变化、非均质性动态变化急需较为准确、量化的描述，为聚驱后的提高采收率技术提供基础。其中，最主要的研究方向之一是对井间、层间、层内动态非均质、驱替状况、剩余潜力及重要特征參数的认识，这种聚驱动态问题需要通过井间监测技术来解决，对聚合物驱后开发方式与开发调整具有重要的价值和意义。从现场应用来看，能够完成井间定量化监测功能的方法主要为井间示踪方法，该技术在水驱过程中的监测与解释精度较高，技术较为成熟。但是随着矿场应用和推广，以及在聚合物驱后的示踪剂监测与解释技术方面存在以下局限性(I)没有针对性的描述聚合物溶液或残留聚合物及其渗流特征对示踪剂微观渗流的影响由于油藏多孔介质中，聚合物溶液或残留聚合物的渗流特征与水有差异，存在宏观波及范围和微观死孔隙的影响，描述这种渗流特征能提高解释结果的可靠性。因此，如何把聚驱后的动态特征反映到井间示踪测试解释模型中，是研究的目标之一。(2)聚合物驱过程中或者聚合物驱后示踪剂解释中使用的轴向弥散系数沿用水驱的经验值,存在较大的盲目性。在大庆油田已开展了聚合物驱及驱后的示踪剂矿场监测，其解释技术仍借用水驱过程的示踪剂解释技术，仅对某些參数作一定修正。目前尚没有专门针对聚合物驱、后续水驱井间示踪监测解释开展专门的研究工作，仅有针对水驱过程中示踪监测解释的研究エ作。而目前的示踪剂渗流特征描述依然基于20世纪60至80年代提出的原理和理论，没有相应的发展和完善，经国内若干矿场实践以及理论对比证明，这些基础理论以及建立在此基础上的解释模型存在很大的局限性，考虑因素过于片面或理想化，不能很好适应聚合物驱或后续水驱过程中复杂渗流的定量化描述要求。轴向弥散系数是示踪剂测试解释技术中的关键參数，其取值直接影响到解释结果的合理性。弥散是指在多孔介质液体流动中，成分不同的两种易混液体间的过渡带的发生和发展的现象。弥散理论是定性描述和定量评价各种易混液体在多孔介质中相互替代的习性的理论。轴向弥散系数主要受到流场分布的影响，聚合物溶液是ー种典型的非牛顿流体，其在流动介质中的流场分布与同等条件下的牛顿流体有很大的差别，因此示踪剂在其中的轴向弥散系数与其在牛顿流体中的轴向弥散系数亦有很大差别。现有的常规的测量轴向弥散系数的方法都是利用岩心块作为模型，使示踪剂驱替液穿透过这样的多孔介质，測量ー维岩心中示踪剂的产出曲线，通过对产出曲线的拟合，反求示踪剂的扩散系数。但是由于岩心这样的多孔介质孔喉级别非均质性很强，聚合物通过岩心时，造成了很大的剪切，出口端聚合物粘度与进ロ端相差很大，很难保证聚合物溶液性质的稳定，因此，用此方法測量得到的轴向弥散系数可靠性很差。特别是针对亚甲基蓝(常用示踪剂)，其在岩心中的吸附量很大，在测试过程中得到的出口端的浓度很�。苣崖慵扑阒嵯蛎稚⑾凳囊�。另ー方面，由于岩石的骨架的阻挡作用，造成了一定程度上的横向弥散，通过反演产出曲线得到轴向弥散系数包含了横向弥散及轴向弥散系数两部分，而针对单油层示踪剂测试而言，横向扩散基本可以忽略，轴向扩散是影响示踪剂运移的主要控制因素。另外，在利用岩心作为模型测试示踪剂的浓度时，需要通过动态驱替实验，检测岩心剖面浓度来获得测试点的示踪剂的浓度，检测岩心剖面浓度的难度大，操作复杂，误差也大。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种确定亚甲基蓝在聚合物溶液中轴向弥散系数的装置，以解决ー维岩心中横向弥散，聚合物剪切严重，亚甲基蓝吸附严重导致产出曲线难以获取及反演失真等问题，从而能研究特定聚合物浓度条件下，特定流速条件下的亚甲基蓝的轴向弥散系数，为聚合物驱过程中及聚合物驱后示踪剂测试解释提供有力的技术依据。本实用新型还要解决检测岩心剖面浓度的难度大，操作复杂，时间长，误差也大的问题。为此，本实用新型提出一种测定亚甲基蓝在聚合物溶液中轴向弥散系数的装置，所述测定亚甲基蓝在聚合物溶液中轴向弥散系数的装置包括驱替聚合物溶液的驱替系统，所述测定亚甲基蓝在聚合物溶液中轴向弥散系数的装置还包括由玻璃形成的玻璃平板模型，所述玻璃平板模型具有内部腔道，所述内部腔道包括入口和与入口联通的水平的直形通道，所述入口与所述驱替系统连接，直形通道的各径向截面均形状相同，面积相等;浓度测试系统，设置在所述玻璃平板模型之外，测试直形通道中的观测点处的溶液。进ー步的，所述内部腔道包括水平的长方体形通道和与所述长方体形通道相连通的截面为矩形的缓流槽(77)，所述缓流槽(77)与所述内部腔道的入口连接，所述缓流槽
(77)的深度大于所述长方体形通道的高度。进ー步的，所述玻璃平板模型包括顶面玻璃平板(71)、底面玻璃平板(72)、中间玻璃平板(73)和端面玻璃平板(74)，上述四块玻璃平板厚度相同并相互平行形成外侧面平齐的长方体；底面玻璃平板(72)和顶面玻璃平板(71)呈长方形且大小相同，中间玻璃平板(73)在长度方向上短于顶面玻璃平板(71);顶面玻璃平板(71)、底面玻璃平板(72)和中间玻璃平板(73)宽度相同且等于端面玻璃平板(74)的长度，顶面玻璃平板(71)的长度大于中间玻璃平板(73)的长度与端面玻璃平板(74)的宽度之和；端面玻璃平板(74)贴合在底面玻璃平板(72)上，与底面玻璃平板(72)在底面玻璃平板(72)的第一端对齐并用玻璃胶密封粘结，使得，端面玻璃平板(74)与中间玻璃平板(73)之间形成缓流槽(77)，顶面玻璃平板(71)位于端面玻璃平板(74)和中间玻璃平板
(73)上部，用密封胶将顶面玻璃平板(71)与端面玻璃平板(74)密封粘结，并且密封粘结密封缓流槽的两端以及中间玻璃平板(73)的侧边；中间玻璃平板(73)贴合在底面玻璃平板(72)上并且中间玻璃平板(73)与底面玻璃平板(72)在底面玻璃平板(72)的第二端对齐，中间玻璃平板(73)与顶面玻璃平板
(71)之间形成缝隙，该缝隙即为所述直行通道，并且中间玻璃平板(73)被密封粘结在底面玻璃平板(72)与顶面玻璃平板(71)之间；在缓流槽中间位置对应的顶面玻璃板上开设有注入孔(76)，所述注入孔(76)与缓流槽连通，所述注入孔(76)通过管道与所述驱替系统连接。进ー步的，顶面玻璃平板(71)与底面玻璃平板(72)的尺寸为长10cm、宽5cm、高0. 2cm;中间玻璃平板(73)的尺寸为长8cm、宽5cm、高0. 2cm，缓流槽的尺寸为长3. 6cm、宽lcm、高0. 3cm，中间玻璃平板(73)与顶面玻璃平板(71)之间保持0. Icm的高度距离。进ー步的，所述浓度测试系统包括发光平台和数据采集系统，发光平台包括光源(12)和位于光源(12)上方起支撑作用的透光板(7)，玻璃平板模型(8)设置在该透光板
(7)上；数据采集系统包括体式显微镜(9)、图像采集装置(2)、图像显示系统(I)和数据分析系统，体式显微镜由支架(3)支撑在玻璃平板模型上方，所述图像采集装置(2)与体式显微镜连接，拍照观测点处的溶液颜色彩图，所述图像显示系统(I)与所述图像采集装置
(2)连接，将拍照得到的观测点处的溶液颜色彩图转换成灰度图，所述数据分析系统与所述图像显示系统(I)连接，将灰度转化为浓度。进ー步的，所述驱替系统包括微量泵和与微量泵连接的中间容器组，所述中间容器组包括第一中间容器(4)、第二中间容器(5)和第三中间容器出)，三个所述中间容器一端并联连接到所述内部腔道的入口，三个中间容器的另一端并联连接到所述微量泵上。所述图像采集装置⑵为摄像机或照相机。本实用新型还提出一种测定亚甲基蓝在聚合物溶液中轴向弥散系数的方法，所述方法包括a、在水平的直形通道内进行驱替测试，所述直形通道的侧壁由玻璃形成；b、在直形通道上设置观测点，用相机拍照驱替过程中观测点处的溶液顔色进行图像采集得到彩图；C、将拍照得到的观测点处的溶液颜色彩图转换成灰度图；d、将灰度转化为浓度。进ー步的，设置缓流槽，所述缓流槽的深度大于所述直形通道，直形通道的一端为流入端，该流入端与缓流槽连通，直形通道的另一端为流出端，从缓流槽到直形通道的流出端等距离设置15至20个观测点，在设定的时间间隔下对各个观测点的驱替过程进行图像米集。进ー步的，设定时间间隔为60秒，所述聚合物为驱油用聚合物。进ー步的，该方法使用前面所述的测定亚甲基蓝在聚合物溶液中轴向弥散系数的装置，该方法具体包括以下步骤 (I)配制浓度为1000 2000mg/L的聚合物溶液；(2)将所述聚合物溶液分为两份，ー份直接放入第一中间容器(4)，另ー份加入亚甲基蓝配制成含有0. 5g/L lg/L亚甲基蓝的聚合物溶液后，作为示踪剂驱替液放入第二中间容器(5)；(3)启动微量泵，使第一中间容器中的聚合物溶液通过注入孔(7-6)缓慢流入玻璃平板模型的缓流槽，继而平行流入缝隙，待不含亚甲基蓝的聚合物溶液充满玻璃平板模型后，停止向第一中间容器中注入聚合物溶液；(4)启动微量泵驱动第二中间容器内的含有亚甲基蓝聚合物溶液，使示踪剂驱替液通过注入孔和缓流槽，驱替玻璃平板模型缝隙中的不含亚甲基蓝的聚合物溶液；驱替速度保持稳定值；(5)驱替前缘在示踪剂驱替液的作用下沿着直形通道的轴向推进，从缓流槽到第ニ端部等距离设置15至20个观测点，图像采集系统在设定的时间间隔下对各个观测点的驱替过程进行图像采集，当驱替前缘被推进到直形通道流出后，关闭微量泵，停止驱替；(6)通过图像采集系统，得到每个观测点的亚甲基蓝浓度随时间的变化曲线，分析 得到每条曲线的平均运移时间及运移时间方差，带入公式(d)中，绘制曲线，曲线斜率就是0.5g/L浓度下的亚甲基蓝在聚合物溶液中的轴向弥散系数，所述公式(d)为At2 = 2^1Cd),
U其中，D——轴向弥散系数，t——平均运移时间，u——驱替速度，A t2——运移通过时间方差。(7)測量完成后，启动微量泵驱动第三中间容器中的蒸馏水，清洗玻璃平板模型，准备下一次测试。本实用新型采用了由玻璃形成的水平的直形通道进行驱替测试，这种直形通道不存在现有技术使用的多空结构的岩心具有的横向弥散的问题，通过本实用新型得到的轴向弥散系数不再包含横向弥散的影响，因而更加准确。进而，本实用新型通过灰度得到浓度的方式，采用拍照等光学方式就得到了测试点的浓度，效率高，分析时间短，还避免了现有技术需要对岩心检测岩心剖面浓度的方式所带来的难度大，操作复杂，误差也大的问题。另外，本实用新型得到玻璃模型下的亚甲基蓝在聚合物溶液中轴向弥散系数，能够进ー步为使用玻璃模型进行驱替试验提供理论基�。ＡＰ偷墓惴河τ锰峁┗⑹�。
图I为根据本实用新型实施例的测量亚甲基蓝在聚合物溶液中轴向弥散系数装置的流程图示意图；图2为根据本实用新型实施例的玻璃平板模型整体俯视结构；图3为图2中玻璃平板模型的A-A视图；图4为图2中玻璃平板模型的B-B视图；图5为根据本实用新型实施例的不同观测点亚甲基蓝溶液浓度与时间关系曲线；图6示出了弥散系数的求取原理。附图标号说明[0053]I.图像显示系统；2.图像采集装置；3.支架；4.第一中间容器；5.第二中间容器；6.第三中间容器；7.透光板；8.玻璃平板模型；9.体式显微镜；10.第一六通阀；11.接样器；12.光源；13.稳压电源；14.第二六通阀；15.微量泵；70.直形通道71.顶面玻璃平板；72.底面玻璃平板；73.中间玻璃平板；74.端面玻璃平板；75.玻璃胶；76.注入孔；77.缓流槽；78.螺栓
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式
。 如图I所示，根据本实用新型实施例的测定亚甲基蓝在聚合物溶液中轴向弥散系数的装置包括驱替聚合物溶液的驱替系统、由玻璃形成的玻璃平板模型8和浓度测试系统。驱替系统包括微量泵15及第ニ六通阀14。如图2至图4所示，所述玻璃平板模型9具有内部腔道，所述内部腔道包括入口和与入口联通的水平的直形通道70，所述入口与所述驱替系统连接，直形通道的各径向截面均形状相同，面积相等，各径向截面在轴向方向投影重合，以使得聚合物溶液能够在驱替过程中，沿着轴向(即长度方向)直行，避免横向弥散，另外，该直形通道为中空的，这不同于岩心的多孔形结构，因而不会被吸附，不会被岩心剪切，得到的是理想的轴向弥散系数。浓度测试系统，设置在所述玻璃平板模型8之外，测试直形通道中的观测点处的溶液，即测试观测点处在驱替过程中，含有亚甲基蓝的聚合物溶液的驱替前缘的浓度。本实用新型采用灰度测试方法来测试直形通道中的观测点处的溶液浓度。进ー步的，如图2至图4所示，所述内部腔道包括水平的长方体形通道和与所述长方体形通道相连通的截面为矩形的缓流槽77，所述缓流槽77与所述内部腔道的入口连接，所述缓流槽77的底面低于长方体形通道的底面，所述缓流槽77的顶面与长方体形通道的顶面平齐，所述缓流槽77的深度大于所述长方体形通道的高度，缓流槽77的宽度等于所述长方体形通道的宽度。缓流槽的作用可以让液体均匀推进，可以尽量使得注入液体在进行轴向流动过程中，流线形呈水平线推进，避免注入液体不规则窜流。长方体形通道在各高度方向上，液体的流量相等，不会产生上下液面之间的流动，通道的顶面和底面也不会剪切测试液体，減少了横向弥散，提高了测试精度。实验中，流体首先经注入孔流入缓流槽里，待缓流槽里蓄满注入液时，通过中间玻璃板和顶面玻璃板之间的空间沿最长边进行轴向流动。进ー步的，如图2至图4所示，玻璃平板模型8包括顶面玻璃平板71、底面玻璃平板72、中间玻璃平板73和端面玻璃平板74，四块玻璃平板厚度相同，其中，底面玻璃平板72和顶面玻璃平板71呈长方形且大小相同，中间玻璃平板73在长度方向上短于顶面玻璃平板71和底面玻璃平板72，三块玻璃平板宽度相同且等于端面玻璃平板74的长度，顶面玻璃平板71的长度大于中间玻璃平板73的长度与端面玻璃平板74的宽度之和，将中间玻璃平板73与底面玻璃平板72第二端对齐用玻璃胶75密封粘结，端面玻璃平板74与底面玻璃平板72在第一端对齐，用玻璃胶密封粘结，使端面玻璃平板74与中间玻璃平板73之间形成缓流槽77，顶面玻璃平板71位于端面玻璃平板74和中间玻璃平板73上部，用密封胶将顶面玻璃平板71与端面玻璃平板74密封粘结，并且，密封缓流槽的两端以及中间玻璃平板73的侧边，并用螺栓78将模型固定，中间玻璃平板73与顶面玻璃平板71之间保持0. Icm的高度，形成缝隙，所述缓流槽与所述缝隙相通，在缓流槽正中心对应的顶面玻璃板上开ー个直径为0. 5cm的注入孔76，所述注入孔76通过管道与第一六通阀10的出ロ连接；所述玻璃平板均为石英玻璃。所述注入孔76通过管道与所述驱替系统连接。所述玻璃平板均为石英玻璃。使用上述玻璃平板做成玻璃平板模型能够形成规则的直形通道，形成密闭的驱替空间，便于找平，便于加工制做直形通道和缓流槽，而且结构简单。进ー步的，顶面玻璃平板71与底面玻璃平板72的尺寸为长10cm、宽5cm、高0. 2cm ;中间玻璃平板73的尺寸为长8cm、宽5cm、高0. 2cm,缓流槽的尺寸为长3. 6cm、宽lcm、高0. 3cm，中间玻璃平板73与顶面玻璃平板71之间保持0. Icm的高度距离。这样的尺寸结构和比例能够配合驱替速度较小的情况下，前缘推进速度为0. lmm/s到lmm/s,以使得 测试结果基本不受驱替速度影响。使缓流槽的深度达到直形通道的3倍以上，充分保证了液体均匀推进的效果。进ー步的，如图I所示，所述浓度测试系统包括发光平台和数据采集系统，发光平台包括光源12和位于光源12上方起支撑作用的透光板7，玻璃平板模型8设置在该透光板7上；数据采集系统包括体式显微镜9、图像采集装置2、图像显示系统I和数据分析系统，体式显微镜由支架3支撑在玻璃平板模型上方,型号为体视显微镜SZX16,显微镜接ロ为0. 7XC型，所述图像采集装置2与体式显微镜连接，拍照观测点处的溶液颜色彩图，例如，采用数字摄像头进行拍照，也可以采用照相机拍照，采集卡可以为数字采集卡因特尔8390，所述图像显示系统I与所述图像采集装置2连接，将拍照得到的观测点处的溶液顔色彩图转换成灰度图，所述数据分析系统通过电脑进行分析，电脑与所述图像显示系统I连接，将灰度转化为浓度。上述部件的型号为体视显微镜SZX16，显微镜接ロ为0. 7XC型，数字摄像头为数字式1024以上30帧/秒的数字摄像头，采集卡可以为数字采集卡因特尔8390，照相机可以为佳能EOS 40D，电脑采用微观驱替图像分析系统软件(WGQT)。本实用新型采用将灰度转化为浓度的方式，使用拍照方式通过转换得到浓度，避免了化学测试的复杂和不便，可以实现不受时间限制的、多次、和多点的测试。其中，先得到彩图，彩图是基于红黄蓝三基色，提供的是具有三个參数的一个测试点的图像，但目前电脑不易识别，为了电脑的识别，图像显示系统又将这三个參数转化为电脑识别的只具有ー个參数的灰度的图像，而不同的灰度则对应不同的浓度，关于灰度与浓度的对应关系可以通过试验标定得以确定。例如，亚甲基蓝溶液浓度标定过程用聚合物溶液稀释亚甲基蓝，配置得到若干份不同浓度的亚甲基蓝溶液，取不同浓度的亚甲基蓝溶液彩图，将该彩图转换成灰度图，并计算出平均灰度值，即得到亚甲基蓝溶液不同浓度——灰度值关系曲线。通过拟合得到浓度与灰度之间的关系函数，这样，如果已知某一点的灰度，通过上述关系即可反演得到该点亚甲基蓝溶液浓度。至于通过灰度转化为浓度的方式，已经是现有技术，可以借鉴现有技术的相关技术方案。另外，本实用新型采用玻璃模型，一方面，玻璃模型耐腐蚀，适用于油藏驱替测试中，另ー方面，玻璃透光，采用玻璃模型可以配合相机拍照，采用光学测试的方法得到测试浓度，不会像普通化学分析的方法那样需要测试一次就要暂停或停止测试过程，所以本实用新型的玻璃模型不会对测试的连续造成影响，节省测试时间。进ー步的，如图I所示，所述驱替系统包括微量泵和与微量泵连接的中间容器组，所述中间容器组包括第一中间容器4、第二中间容器5和第三中间容器6，三个所述中间容器一端并联连接到所述内部腔道的入口，三个中间容器的另一端并联连接到所述微量泵上。第一中间容器4装有不含亚甲基蓝的聚合物溶液，第二中间容器5装有含亚甲基蓝的聚合物溶液，第三中间容器6装有蒸馏水，三个中间容器向下并联连接到第一六通阀10的入口，向上连接到第二六通阀14的出口 ；这样，可以快速实现各个容器内的液体迅速进入玻璃模型，可以实现各个容器内的液体的替换，便于重复利用，多次测试。本实用新型还提出一种测定亚甲基蓝在聚合物溶液中轴向弥散系数的方法，所述方法包括a、在水平的直形通道内进行驱替测试，所述直形通道的侧壁为玻璃；b、在直形通道上设置观测点，拍照观测点处的溶液颜色进行图像采集得到彩图；C、将拍照得到的观测点处的溶液颜色彩图转换成灰度图；d、将灰度转化为浓度。进ー步的，设置缓流槽，所述缓流槽的深度大于所述直形通道，直形通道的一端为流入端，该流入端与缓流槽连通，直形通道的另一端为流出端，聚合物溶液从流出端流出玻璃模型，从缓流槽到直形通道的流出端等距离设置15至20个观测点(测试点)，在设定的时间间隔下对各个观测点的驱替过程进行图像采集。可以使用一个摄像头或ー个照相机分别先后拍照各观测点，也可以使用多个摄像头或多个照相机分别同时拍照各观测点。通过在玻璃模型沿程设置15 20个观测点(测试点)，获取驱替过程中15 20条浓度曲线，分析得到每条曲线的平均运移时间及运移时间方差，通过绘制运移时间方差与2D/u2关系曲线，获得曲线斜率，曲线斜率就是该浓度下的亚甲基蓝在聚合物溶液中的轴向弥散系数值，该方法避免了一个或者几个观测点浓度曲线获取失败造成无法计算弥散系数的情況。该弥散系数是15 20个观测点计算弥散系数的平均值，该弥散系数更能反应在驱替过程中的宏观弥散程度，比获取单一曲线求得的弥散系数更有说服力。而现有的检测岩心剖面浓度的方式，如果要进行岩心模型的中间多点的岩心剖面浓度的检测，则存在很大的麻烦，一是难以知道驱替前缘是否到达该中间各点，即该中间各点是否处于驱替过程中，ニ是如果测试了中间某点的剖面浓度，则需要停止驱替，如果要测试下一点的剖面浓度，则需要重新开始，浪费时间。本实用新型无论是采用多点测试，还是只测试通道的起始位置，都无需停止测试就能获得测试点的浓度，不影响其他测试点的后续测试，节省时间，尤其对于多点测试，更能保持测试的连续，更能节省时间。进ー步的，设定时间间隔为60秒，这样，能够得到更多的数据。所述聚合物为驱油用聚合物。进ー步的，该方法使用前面所述的测定亚甲基蓝在聚合物溶液中轴向弥散系数的装置，该方法具体包括以下步骤(I)配制浓度为1000 2000mg/L的聚合物溶液；(2)将所述聚合物溶液分为两份，ー份直接放入第一中间容器4，另ー份加入亚甲基蓝配制成含有0. 5g/L lg/L亚甲基蓝的聚合物溶液例如，采用0. 5g/L的亚甲基蓝的聚合物溶液后，作为示踪剂驱替液放入第二中间容器5 ；(3)启动微量泵，使第一中间容器中的聚合物溶液通过注入孔7-6缓慢流入玻璃平板模型的缓流槽，继而平行流入缝隙，待不含亚甲基蓝的聚合物溶液充满玻璃平板模型后，停止向第一中间容器中注入聚合物溶液；(4)启动微量泵驱动第二中间容器内的含有亚甲基蓝聚合物溶液，使示踪剂驱替液通过注入孔和缓流槽，驱替玻璃平板模型缝隙中的不含亚甲基蓝的聚合物溶液；驱替速度保持稳定值；(5)驱替前缘在示踪剂驱替液的作用下沿着直形通道的轴向推进，从缓流槽到第ニ端部等距离设置15至20个观测点，图像采集系统在设定的时间间隔下对各个观测点的 驱替过程进行图像采集，当驱替前缘被推进到直形通道流出后，关闭微量泵，停止驱替。(6)通过图像采集系统，得到每个观测点的亚甲基蓝浓度随时间的变化曲线，分析得到每条曲线的平均运移时间及运移时间方差，带入公式(d)中，绘制曲线，曲线斜率就是 0. 5g/L浓度下的亚甲基蓝在聚合物溶液中的轴向弥散系数，所述公式(d)为
.2 DtA/ =2—
uCd)，其中，D——轴向弥散系数，t——平均运移时间，u——驱替速度，A t——运移通过时间方差。(7)測量完成后，启动微量泵驱动第三中间容器中的蒸馏水，清洗玻璃平板模型，准备下一次测试。(实施例I)測定浓度为0.5g/L的亚甲基蓝在浓度为1000mg/L的聚合物溶液中的轴向弥散系数。(I)配制部分水解聚丙烯酰胺浓度为1000mg/L的聚合物溶液200mL。(2)将所述聚合物溶液分为两份，ー份直接放入第一中间容器4，另ー份加入亚甲基蓝配制成含有0. 5g/L亚甲基蓝的聚合物溶液后，放入第二中间容器5 ；(3)调整第一六通阀10及第ニ六通阀14，启动微量泵，使第一中间容器中的聚合物溶液通过注入孔7-6缓慢流入玻璃平板模型的缓流槽，继而平行流入缝隙，待不含亚甲基蓝的聚合物溶液充满玻璃平板模型后，关闭阀门；(4)调整第一六通阀10及第ニ六通阀14，并启动微量泵驱动第二中间容器内的聚合物溶液，使含有亚甲基蓝的聚合物溶液通过注入孔和缓流槽，驱替玻璃平板模型缝隙中的不含亚甲基蓝的聚合物溶液；驱替速度为0. 5cm/s ;被驱替出的不含亚甲基蓝的聚合物溶液流入接样器11 ;(5)驱替前缘在示踪剂驱替液的作用下沿着模型轴向推进，从缓流槽到直形通道流出端等距离设置15个观测点，图像采集系统在设定的时间间隔下对各个观测点的驱替过程进行图像采集，当驱替前缘被推进到模型出口端(直形通道流出端)后，关闭微量泵，停止驱替；(6)通过图像采集系统，得到每个观测点的亚甲基蓝浓度随时间的变化曲线(图5)，分析得到每条曲线的平均运移时间及运移时间方差，带入公式(d)中，绘制曲线(图6)，曲线斜率就是0. 5g/L浓度下的亚甲基蓝在聚合物溶液中的轴向弥散系数，所述公式(d)为.2 DtA/ =2—
u(d)，其中，D——轴向弥散系数，t——平均运移时间，u——驱替速度，At2(——运移通过时间方差。计算得到0. 5g/L浓度下的亚甲基蓝在聚合物溶液中的轴向弥散系数D为0. 0142cm2/s，即图6中，斜率y = 0. 0142，R2 = 0. 9814 (表示拟合的精度)。(7)測量完成后，调整第一六通阀10及第ニ六通阀14，并启动微量泵驱动第三中间容器中的蒸馏水，清洗玻璃平板模型，清洗干净后玻璃平板模型可重复利用。其中，设定时间间隔优选为60秒。所述观测点的个数优选为15个。所述聚合物为驱油用聚合物。例如为驱油用水溶性疏水缔合聚合物AP-P4，部分水解聚丙烯酰胺。(实施例2)測定浓度为0. 5g/L的亚甲基蓝在浓度为2000mg/L的聚合物溶液中的轴向弥散系数。配制聚合物浓度为2000mg/L的聚合物(部分水解聚丙烯酰胺)溶液200mL。采用如实施例I相同的步骤，测量得到0. 5g/L的亚甲基蓝在浓度为2000mg/L的聚合物溶液中的轴向弥散系数为0. 0357cm2/s。(实施例3)測定浓度为0.5g/L的亚甲基蓝在浓度为1500mg/L的部分水解聚丙烯酰胺聚合物溶液中的轴向弥散系数。配制部分水解聚丙烯酰胺浓度为1500mg/L的聚合物溶液200mL。采用如实施例I相同的步骤，測量得到0. 5g/L的亚甲基蓝在浓度为1500mg/L的部分水解聚丙烯酰胺聚合物溶液中的轴向弥散系数为0. 0245cm2/s。(实施例4)测定浓度为lg/L的亚甲基蓝在浓度为1000mg/L的部分水解聚丙烯酰胺聚合物溶液中的轴向弥散系数。配制部分水解聚丙烯酰胺浓度为1000mg/L的聚合物溶液200mL。采用如实施例I相同的步骤，測量得到lg/L的亚甲基蓝在浓度为1000mg/L的聚合物溶液中的轴向弥散系数为 0. 0215cm2/s。本实用新型利用平行玻璃模型测量亚甲基蓝在聚合物溶液中的弥散系数，方法简便，玻璃模型制作方便，费用低，且可重复利用，測量得到的弥散系数为聚合物驱中使用亚甲基蓝作为示踪剂的示踪剂测试定量化描述提供了有力支持。以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式
，并非用以限定本实用新型的范围。为本实用新型的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。
权利要求1.一种测定亚甲基蓝在聚合物溶液中轴向弥散系数的装置，所述测定亚甲基蓝在聚合物溶液中轴向弥散系数的装置包括驱替聚合物溶液的驱替系统，其特征在于， 所述测定亚甲基蓝在聚合物溶液中轴向弥散系数的装置还包括由玻璃形成的玻璃平板模型，所述玻璃平板模型具有内部腔道，所述内部腔道包括入口和与入口联通的水平的直形通道，所述入口与所述驱替系统连接，直形通道的各径向截面均形状相同，面积相等； 浓度测试系统，设置在所述玻璃平板模型之外，测试直形通道中的观测点处的聚合物溶液。
2.如权利要求I所述的测定亚甲基蓝在聚合物溶液中轴向弥散系数的装置，其特征在于，所述内部腔道包括水平的长方体形通道和与所述长方体形通道相连通的截面为矩形的缓流槽(77)，所述缓流槽(77)与所述内部腔道的入口连接，所述缓流槽(77)的深度大于所述长方体形通道的高度。
3.如权利要求2所述的测定亚甲基蓝在聚合物溶液中轴向弥散系数的装置，其特征在于，所述玻璃平板模型包括顶面玻璃平板(71)、底面玻璃平板(72)、中间玻璃平板(73)和端面玻璃平板(74)，上述四块玻璃平板厚度相同并相互平行形成外侧面平齐的长方体；底面玻璃平板(72)和顶面玻璃平板(71)呈长方形且大小相同，中间玻璃平板(73)在长度方向上短于顶面玻璃平板(71);顶面玻璃平板(71)、底面玻璃平板(72)和中间玻璃平板(73)宽度相同且等于端面玻璃平板(74)的长度，顶面玻璃平板(71)的长度大于中间玻璃平板(73)的长度与端面玻璃平板(74)的宽度之和； 端面玻璃平板(74)贴合在底面玻璃平板(72)上，与底面玻璃平板(72)在底面玻璃平板(72)的第一端对齐并用玻璃胶密封粘结，使得，端面玻璃平板(74)与中间玻璃平板(73)之间形成缓流槽(77)，顶面玻璃平板(71)位于端面玻璃平板(74)和中间玻璃平板(73)上部，用密封胶将顶面玻璃平板(71)与端面玻璃平板(74)密封粘结，并且密封粘结密封缓流槽的两端以及中间玻璃平板(73)的侧边； 中间玻璃平板(73)贴合在底面玻璃平板(72)上并且中间玻璃平板(73)与底面玻璃平板(72)在底面玻璃平板(72)的第二端对齐，中间玻璃平板(73)与顶面玻璃平板(71)之间形成缝隙，该缝隙即为所述直行通道，并且中间玻璃平板(73)被密封粘结在底面玻璃平板(72)与顶面玻璃平板(71)之间； 在缓流槽中间位置对应的顶面玻璃板上开设有注入孔(76)，所述注入孔(76)与缓流槽连通，所述注入孔(76)通过管道与所述驱替系统连接。
4.如权利要求3所述的测定亚甲基蓝在聚合物溶液中轴向弥散系数的装置，其特征在于，顶面玻璃平板(71)与底面玻璃平板(72)的尺寸为长10cm、宽5cm、高O. 2cm;中间玻璃平板(73)的尺寸为长8cm、宽5cm、高O. 2cm,缓流槽的尺寸为长3. 6cm、宽1cm、高O. 3cm,中间玻璃平板(73)与顶面玻璃平板(71)之间保持O. Icm的高度距离。
5.如权利要求3或4所述的测定亚甲基蓝在聚合物溶液中轴向弥散系数的装置，其特征在于，所述浓度测试系统包括发光平台和数据采集系统，发光平台包括光源(12)和位于光源(12)上方起支撑作用的透光板(7)，玻璃平板模型(8)设置在该透光板(7)上；数据采集系统包括体式显微镜(9)、图像采集装置(2)、图像显示系统(I)和数据分析系统，体式显微镜由支架(3)支撑在玻璃平板模型上方，所述图像采集装置(2)与体式显微镜连接，所述图像显示系统(I)与所述图像采集装置(2)连接，所述数据分析系统与所述图像显示系统⑴连接。
6.如权利要求5所述的测定亚甲基蓝在聚合物溶液中轴向弥散系数的装置，其特征在于，所述驱替系统包括微量泵和与微量泵连接的中间容器组，所述中间容器组包括 第一中间容器(4)、第二中间容器(5)和第三中间容器￠)，三个所述中间容器一端并联连接到所述内部腔道的入口，三个中间容器的另一端并联连接到所述微量泵上。
7.如权利要求5所述的测定亚甲基蓝在聚合物溶液中轴向弥散系数的装置，其特征在于，所述图像采集装置(2)为摄像机或照相机。
专利摘要本实用新型提出一种测定亚甲基蓝在聚合物溶液中轴向弥散系数的装置。所述测定亚甲基蓝在聚合物溶液中轴向弥散系数的装置包括由玻璃形成的玻璃平板模型，所述玻璃平板模型具有内部腔道，所述内部腔道包括入口和与入口联通的水平的直形通道，所述入口与所述驱替系统连接，直形通道的各径向截面均形状相同，面积相等。本实用新型利用平行玻璃模型测量亚甲基蓝在聚合物溶液中的弥散系数，方法简便，玻璃模型制作方便，费用低，且可重复利用。
文档编号G01N13/00GK202421022SQ201220024720
公开日2012年9月5日 申请日期2012年1月18日 优先权日2012年1月18日
发明者刘同敬, 姜汉桥, 李俊键 申请人:中国石油大学(北京)
