本发明涉及石油开采化学驱尤其涉及一种洗油测试装置及其制备方法与应用。
背景技术：
1、化学驱作为提高采收率的重要手段之一，主要机理包括扩大波及体积和提高洗油效率两方面。化学驱提高采收率技术发展的关键在于不断升级驱油剂，通过完善驱油剂的性能指标评价方法，可对驱油剂的研制和筛选提供指导。但现有驱油剂洗油效率评价方面还存在不能与驱油剂特征指标定量挂钩的问题，严重制约了技术的进一步发展。现有技术通过表界面张力、润湿性和乳化、油砂洗油和岩心驱替等评价驱油剂洗油效果，存在宏观参数无法阐明微观洗油机制或测试精度不足，不能与驱油剂洗油能力建立一一对应的在线定量关系的问题。
2、聚合物驱流度控制扩大波及体积的作用机理是通过添加高分子聚合物增加注入水的黏度，减小水油流度比；实验室通过测量聚合物溶液的黏度来评价其扩大波及体积能力。驱油剂提高洗油效率的机理及评价方法仍在探索阶段，评价洗油效率的关键在于精确定量分析化学驱油剂的洗油能力。通过岩心驱替试验评价驱油剂洗油能力仍受波及体积影响。通过油砂洗油试验或油泥洗油试验无法实现对驱油剂洗油能力精确定量。常规通过油水界面张力测量、润湿性测量和乳化性能测量等方法仅能测得驱油剂宏观物理量，无法评价驱油剂微观洗油能力和分析驱油剂结构的贡献。
3、纳米驱油剂既不是简单的聚合物，也不是简单的表面活性剂，不能套用现有聚合物和表面活性剂的评价装置和方法。在提高洗油效率评价方面，缺少一种能够在线定量评价驱油剂洗油能力的测试装置。
技术实现思路
1、为了克服上述技术问题，本发明的目的提供一种洗油测试装置及其制备方法与应用。该洗油测试装置能够排除波及体积的影响，实现驱油剂洗油能力的在线定量评价。
2、为了达到上述目的，本发明提供了一种洗油测试装置，该洗油测试装置为两端开口的圆柱体，所述洗油测试装置内部设有若干个沿轴向贯穿所述洗油测试装置的洗油通道，各洗油通道之间相互分隔
3、在上述洗油测试装置中，所述洗油测试装置通过在本体内部设置若干个分布均匀并且相互分隔(不连通)的平行洗油通道，驱油剂的流动轨迹可以贯通整个洗油测试装置的洗油通道，驱油剂可以均匀、顺畅、完整地流经各个洗油通道，从而避免波及体积对驱油剂洗油能力评价结果的影响。在一些具体实施方案中，如图1所示，所述洗油通道在洗油测试装置内部可以呈分层平行排列。该排列方式具有较好的机械稳定性，并且通过将洗油测试装置设计为多平行通道并联的栅栏状结构，可以使驱油剂在进入洗油测试装置之后流经所有通道，有效排除波及体积对驱油剂洗油能力分析的影响。
4、根据本发明的具体实施方案，各洗油通道的高度相同，以使驱油剂在各洗油通道中均匀流动。每个洗油通道的高度可以控制为0.10-0.20cm(如0.10cm、0.11cm、0.12cm、0.13cm、0.14cm、0.15cm、0.16cm、0.17cm、0.18cm、0.19cm、0.20cm)。本发明研究发现，如果洗油通道的尺寸过小，会降低波及效率，并提高洗油装置破裂的风险；如果洗油通道尺寸过大，则洗油测试装置的内表面积降低，对油样的吸附量降低，驱油剂的流动方式也会发生变化。本发明通过将各洗油通道的高度控制在0.1-0.2cm，可以在提高波及范围的同时具有较高的吸附油量，并保证驱油剂以渗流方式移动。在一些具体实施方案中，将分隔各洗油通道的实体结构称为格栅，则各格栅的高度与各洗油通道的高度可以相等。
5、根据本发明的具体实施方案，可以通过核磁共振仪器实时在线检测洗油测试装置在驱替过程中吸附油量的变化、进而实现驱油剂洗油能力的评价。具体地，可通过核磁共振仪器采集洗油测试装置的se-spi分层序列信号值。为满足核磁共振仪器的测试需求，所述洗油测试装置的形状一般采用圆柱体，所述洗油测试装置的外形尺寸也可根据核磁共振仪器的测试需求进行调整。在一些具体实施方案中，所述洗油测试装置的直径(即圆柱体的直径)可以为2.5-5cm，所述洗油测试装置的长度(即圆柱体的长度)可以为5-10cm。
6、根据本发明的具体实施方案，通过提高洗油测试装置的内表面积，可以提高洗油测试装置对油样的吸附量，从而提高测试精度、减少核磁共振检测误差。根据本发明的具体实施方案，所述洗油通道的总体积与所述洗油测试装置总体积的比例可以达到49％以上。
7、根据本发明的具体实施方案，洗油测试装置的内表面积的提高可通过增加洗油通道的数量实现。在具体实施方案中，所述洗油通道的数量可以根据洗油测试装置的整体尺寸以及各洗油通道的高度进行调整。例如，对于直径为2.5cm、长度为5-10cm的洗油测试装置，分层平行排布的洗油通道的数量可以控制为8-12层。
8、根据本发明的具体实施方案，所述洗油测试装置还包括连接部，所述连接部位于洗油测试装置的两个端面的圆心处。所述连接部为实体结构，一方面可以支撑洗油通道、增加机械稳定性；另一方面可以辅助分散驱油剂，提高驱油剂在各洗油通道中的分散均匀性。在一些具体实施方案中，所述连接部可以是近圆形，其跨度能够实现对两个洗油通道的连接。
9、在上述洗油测试装置中，所述洗油测试装置一般与核磁共振仪器联用，所述洗油测试装置的材质不包括铁磁性材质和/或含有1h质子的材质，以使核磁共振仪器能够实时采集洗油测试装置的核磁数据。
10、根据本发明的具体实施方案，制备该洗油测试装置所用的原料可以包括纳米二氧化硅、纳米碳酸钙和聚四氟乙烯，采用上述原料一方面可以实现核磁数据的实时采集和分析，减少核磁共振的检测误差、提高测试精度；另一方面可以提高洗油测试装置内表面的可吸附位点数量、提高洗油测试装置对原油的吸附能力。
11、根据本发明的具体实施方案，在制备洗油测试装置所用的原料中，所述纳米二氧化硅、纳米碳酸钙和聚四氟乙烯的质量比通常控制为1:1:98-5:5:90。
12、根据本发明的具体实施方案，所述纳米二氧化硅的粒径一般为1nm-500nm，所述纳米碳酸钙的粒径一般为1nm-500nm。
13、根据本发明的具体实施方案，所述聚四氟乙烯一般为粉体，所述聚四氟乙烯的粒径一般为0.2μm-550μm。
14、现有技术中通过量筒测量洗出吸附油体积的方式，精度最高到0.1ml；如果通过称量的方式计量，需要进行油水分离和油砂转移，过程中存在油样损失等系统误差和人为操作误差，精度最高只能到0.01g。本发明提供的上述洗油测试装置通过与核磁共振仪器配合，无需移动洗油测试装置，就可以利用核磁共振仪器实时在线精准测量洗油测试装置的吸附油量、精度可以达到10mg，从而实现洗油能力的定量精确分析。
15、本发明提供了上述洗油测试装置的制备方法，该制备方法包括：将原料混炼、挤出至成型模具中，冷却脱模，切割，得到所述洗油测试装置。
16、在上述制备方法中，所述原料可以包括纳米二氧化硅、纳米碳酸钙和聚四氟乙烯。在一些具体实施方案中，纳米二氧化硅、纳米碳酸钙和聚四氟乙烯的质量比可以控制为1:1:98-5:5:90。
17、根据本发明的具体实施方案，上述制备方法中，所述挤出的温度一般控制为350℃-400℃。
18、根据本发明的具体实施方案，上述制备方法中，所述挤出的速度一般控制为1m/h-4m/h，进一步可控制为1.4m/h-3.8m/h。
19、根据本发明的具体实施方案，所述成型模型与所述洗油测试装置的结构互补。
20、根据本发明的具体实施方案，所述成型模具一般为立式模具，以便保证原料在成型模具中填充的密实程度。
21、本发明还提供了上述洗油测试装置在驱油剂洗油能力分析方法的应用。
22、本发明的有益效果在于：
23、现有技术中通过量筒测量洗出吸附油体积的方式，精度最高到0.1ml；如果通过称量的方式计量，需要进行油水分离和油砂转移，过程中存在油样损失等系统误差和人为操作误差，精度最高只能到0.01g。本发明采用的上述洗油测试装置与核磁共振仪配合，能够实现洗油能力的定量精确测量，测试精度可以达到10mg，并且可以排除波及体积的影响，进一步提高测量准确性。
24、本发明的洗油测试装置应用于驱油剂的洗油能力分析评价中，能够为解决驱油剂分子结构与洗油能力定量关联的技术瓶颈问题和指导驱油剂分子结构优化提供创新方法支撑，对解决驱油剂分子结构与洗油能力定量关联的技术瓶颈问题和指导驱油剂分子结构优化具有重要意义，对深化纳米驱油机理、研制纳米驱油剂新产品、挖掘“纳米水”驱油剂应用潜力和推动纳米驱油技术取得下一个重大原始创新具有重要支撑作用。
1.一种洗油测试装置，其中，该洗油测试装置为两端开口的圆柱体，所述洗油测试装置内部设有若干个沿轴向贯穿所述洗油测试装置的洗油通道，各通道之间相互分隔。
2.根据权利要求1所述的洗油测试装置，其中，所述洗油通道在洗油测试装置内部呈分层平行排列。
3.根据权利要求1所述的洗油测试装置，其中，各洗油通道的高度相同，每个洗油通道的高度为0.10-0.20cm。
4.根据权利要求1或3所述的洗油测试装置，其中，所述洗油测试装置的直径为2.5-5cm，所述洗油测试装置的长度为5-10cm。
5.根据权利要求1所述的洗油测试装置，其中，所述洗油测试装置的材质不包括含有1h质子的材质和/或铁磁性材质。
6.根据权利要求1所述的洗油测试装置，其中，制备该洗油测试装置所用的原料包括纳米二氧化硅、纳米碳酸钙和聚四氟乙烯；
7.根据权利要求6所述的洗油测试装置，其中，所述纳米二氧化硅的粒径为1nm-500nm；
8.权利要求1-7任一项所述的洗油测试装置的制备方法，该制备方法包括：将原料混炼、挤出至成型模具中，冷却脱模，切割，得到所述洗油测试装置。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其中，所述挤出的温度为350℃-400℃，所述挤出的速度为1m/h-4m/h；
10.权利要求1-7任一项所述的洗油测试装置在驱油剂洗油能力分析中的应用。
