申请/专利权人：西南石油大学

申请日：2020-11-23

公开（公告）日：2024-05-14

公开（公告）号：CN112284982B

主分类号：G01N13/00

分类号：G01N13/00;G01N15/08;G01B11/06;G01B11/03;G01B11/28

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.14#授权;2021.02.23#实质审查的生效;2021.01.29#公开

摘要：本发明涉及堵水剂在多孔介质气水界面铺展和封堵性能的评价装置，包括透明圆柱形模型箱1、半圆弧面导轨2、半圆弧面光源3、CCD工业相机组、暗箱7、中间容器A8、中间容器B9、驱替泵10和计算机11，模型箱1内装有透明土试样15，上端盖和下端盖中心开有通孔，有管线通过两个通孔分别与中间容器A8、中间容器B9连接；模型箱左侧设置半圆弧面导轨2，右侧设置半圆弧面光源3；CCD工业相机组连接计算机11。评价方法包括：制备具有气水界面的透明土；调节相机焦距至清晰看到气水界面及其水平剖面；铺展性能评价；堵水性能评价。本发明能够观测不同堵水剂体系在多孔介质气水界面的铺展和封堵过程，为定量评价堵水剂性能提供基础参数和理论依据。

主权项：1.利用装置评价堵水剂在多孔介质气水界面铺展和封堵性能的方法，该装置包括透明圆柱形模型箱（1）、半圆弧面导轨（2）、半圆弧面光源（3）、CCD工业相机组、暗箱（7）、中间容器A（8）、中间容器B（9）、驱替泵（10）和计算机（11），所述透明圆柱形模型箱（1）由上端盖（12）、下端盖（13）和圆柱形筒体（14）组成，所述上端盖、下端盖分别与圆柱形筒体通过螺纹连接，所述筒体内部装有透明土试样（15），所述上端盖和下端盖的中心开有通孔，有管线通过两个通孔分别与中间容器A（8）、中间容器B（9）连接，所述中间容器A、中间容器B与驱替泵（10）连接；所述透明圆柱形模型箱左侧设置半圆弧面导轨（2），右侧设置半圆弧面光源（3）；所述CCD工业相机组包括CCD工业相机A（4）、CCD工业相机B（5）和CCD工业相机C（6），所述CCD工业相机A置于透明圆柱形模型箱正上方，CCD工业相机B安装于半圆弧面导轨上并可在导轨上滑动，CCD工业相机C置于透明圆柱形模型箱正下方；所述CCD工业相机组连接计算机（11），通过计算机控制拍照速度和频率；所述透明圆柱形模型箱、半圆弧面导轨、半圆弧面光源、CCD工业相机组均置于暗箱（7）中，该方法依次包括以下步骤：（1）制备具有气水界面的透明土：将透明颗粒填满透明圆柱形模型箱，用压缩仪从模型箱上端分级加上荷载，被压实后用驱替泵将中间容器A中、与透明颗粒折射率相同的孔隙流体从底部注入模型箱，直到气水界面到达模型箱中部，用真空泵对模型箱抽真空，直到被孔隙流体饱和的透明颗粒呈现透明状态为止，固结12小时，得到下半部透明、上半部呈白色且具有气水界面的圆柱形透明土；（2）打开半圆弧面光源，调节CCD工业相机B焦距至清晰看到气水界面，再调节CCD工业相机C焦距至清晰看到气水界面的水平剖面；（3）铺展性能评价：往中间容器A中装入前置液，用驱替泵将其通过管线注入到气水界面，待前置液在水层中充分溶解扩散，再往中间容器A中装入封堵液，用驱替泵将封堵液通过管线注入到气水界面，封堵液沿着气水界面铺展，并与前置液中的水相单体发生界面聚合反应生成白色不透明的聚合物隔层，再往中间容器B中装入与透明颗粒折射率相同的孔隙流体，使之充满整个模型箱，最后通过CCD工业相机A、B、C对透明土中的聚合物隔层进行图像识别，以聚合物隔层水平横截面为中心建立空间直角坐标系，确定聚合物隔层像素点坐标，构建聚合物隔层三维形状，从而得到聚合物隔层的铺展厚度和铺展面积；（4）堵水性能评价：在压差的驱动下，将配制好的CaCl2水型的地层水向聚合物隔层渗透，在靠近聚合物隔层发生结晶现象，产生无机垢，堵塞聚合物隔层的微孔，形成不渗透聚合物隔层；当形成部分封堵的聚合物隔层时，通过测定不同封堵面积下，透明圆柱形模型箱顶端出水口的见水时间，评价其堵水性能；当形成全封堵的聚合物隔层时，通过测定聚合物隔层被突破压力，评价其堵水性能。

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百度查询： 西南石油大学 堵水剂在多孔介质气水界面铺展和封堵性能的评价装置

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