VES变粘酸在多孔介质中的有效粘度的测定及计算方法

摘要

本发明涉及一种VES变粘酸在多孔介质中的有效粘度测定及计算方法。该方法先用流变仪测试pH值、阳离子浓度、VES浓度和剪切速率对VES变粘酸粘度的影响，再用粒径较均匀的人造岩心测试VES变粘酸残酸在多孔介质中的有效粘度，通过对比该有效粘度与流变仪测试的粘度，建立多孔介质中剪切速率计算公式，再基于pH值、阳离子浓度、VES浓度、剪切速率与VES酸液粘度的间的关系，建立VES变粘酸的粘度计算公式。本发明提供的VES变粘酸在地层条件下多孔介质中的有效粘度的测定方法为VES变粘酸转向效果和降滤效果评价提供了可靠的依据，解决了现有技术无法得到VES变粘酸在地层条件下的有效粘度以及计算方法的问题。

主权项

1.一种VES变粘酸在多孔介质中的有效粘度测定及计算方法，其包括以下步骤：（1）利用流变仪测试VES变粘酸的粘度与其pH值、阳离子浓度、VES浓度和剪切速率之间的关系并建立关系曲线；（2）人造岩心准备：用粒径均匀的支撑剂制备得到4根以上不同渗透率的人造岩心，该人造岩心的直径为1英寸，长度为5-15cm，渗透率为1-300毫达西，测定每根人造岩心的孔隙度和渗透率；（3）VES变粘酸残酸制备：用VES变粘酸与CaCO₃反应，制备得到VES变粘酸残酸，其中，HCl与CaCO₃的摩尔比为2：1；（4）建立粘度和剪切速率的关系曲线：用流变仪测定不同剪切速率下VES变粘酸残酸的粘度，绘制在半对数坐标上，得到粘度和剪切速率关系曲线，其中，剪切速率的范围为1-5000s^-1；（5）VES变粘酸残酸驱替实验：使用上面制备的VES变粘酸残酸和人造岩心进行驱替实验，记录实验压差和排量；（6）VES变粘酸有效粘度计算：通过实验压差、排量和岩心渗透率根据下面的公式反求VES变粘酸残酸在孔隙介质中的有效粘度μ_e：μ_e=A·Δp·k/qL，其中，k为岩心渗透率，q为实验中驱替的排量，A为岩心截面积，L为岩心长度，Δp为岩心两端驱替压差；（7）剪切速率计算：通过在粘度与剪切速率关系曲线上反查有效粘度对应的剪切速率通过实验中的流速VD=q/A、岩心孔隙度和渗透率建立剪切速率计算公式：$\stackrel{·}{r}=\frac{{2.9V}_D}{\sqrt{\mathrm{k\phi }}}$式中，V_D为驱替实验中的达西速度，k为岩心渗透率，为岩心孔隙度；（8）VES变粘酸粘度计算公式：结合VES变粘酸与pH值、VES变粘酸浓度、阳离子浓度和剪切速率之间的关系曲线，建立VES变粘酸的粘度计算公式：当pH<a时，μ=μ₀；当pH≥a时，$\mathrm{\mu s}=\min (\max ({\mu }_0,48567{\stackrel{·}{r}}^{-0.883}),b),$μ=μS×0.5×[erf(c×(C_VES-d)/e)+1]×0.5×[erf(f×(C_cation-g))+1]；式中a=0，b=2391，c=7，d=3.3%，e=5%，f=1.8，g=1.5；其中，μ₀为VES变粘酸鲜酸的粘度，单位为mPa·s，C_VES为VES变粘酸中的VES浓度，单位为wt%，C_cation为VES变粘酸中的阳离子浓度，单位为mol/L。