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1、联合实验室实验技术讲座 2015年12月15日 中国石油大学（北京 ） 储层伤害评价实验室 塔里木油田工程院 提 纲 一、流变实验 二、高温高压腐蚀测定实验 三、酸岩反应动力学实验 四、岩心伤害实验 一、流变实验 l 流变学是研究材料流动及形变规律的科学 l 压裂液/酸液流变学：是研究聚合物配制压裂液或 酸液，在流动状态下的非线性粘弹行为 l 压裂液/酸液的高温流变学 一、流变实验 l 液体流动是，表现为粘性行为，生产永久的形变 ，变形不可恢复，耗散掉部分能量牛顿定律 l 固体形变时，表现为弹性行为，其生产的弹性形 变在外力撤销时能够恢复，生产形变时储存的能 量，变形恢复时还原能量，材料具有弹
2、性记忆 胡克定律 一、流变实验 l 流变性实质就是“固一液两相性”同存，是一种“ 粘弹性”表现。但这种粘弹性不是在小变形下的线 性粘弹性，而是材料在大变形、长时间应力作用下 呈现的非线性粘弹性 一、流变实验 流变学的发展 l 科学流变学自诞生至今仅有四分之三个世纪的 时间 l 1928年，美国物理化学家E.C.Bingham正式命 名“流变学(rheology)”的概念,次年成立了 流变学会，创办了流变学报(Journal of Rheology)，一般将此公认为流变学诞生日 Log Log POWER-LAW PROCESSING RANGE 103 s-1101 s-1 旋转流变仪 毛细管
3、流变仪 一、流变实验 稳态流变学流动行为 液 体固 体 (理想)粘性流动行为粘弹性流动行为 Newton定律Maxwell 定律 粘弹性变形行为(理想) 弹性变形行为 Kelvin/Voigt 定律Hook 定律 流动/粘度曲线蠕变实验、弛豫实验、振荡实验 基本概念：剪切应力、剪切速率、粘度 牛顿流体的流动行为 非牛顿流体（剪切依赖型）的流动行为：剪切稀释、剪切增稠、屈服值 时间依赖型：触变性、震凝性 温度依赖型 Shear stress Shear rate 剪切应力及剪切速率 剪切应力 单位面积所受的作用力 剪切速率 1 s s 1 ms m h v D - = = =)( Q一 流动介质
4、的体积流量，cm3/s; 一流动介质的粘度，mPas; L一 岩心轴向长度，cm; P一岩心进出口的压差，MPa; A一岩心横截而积，cm2 四、岩心伤害实验 动态实验用夹持器 动态伤害实验过程： 伤害用堵头 伤害液在岩心端面循环通道 四、岩心伤害实验 a)准备阶段 配制模拟地层水或标准盐水：2.0%KCl+5.5%NaCl+0.45%MgC12+ 0.55%CaC12将配制好的标准盐水用100G4#玻璃过滤漏斗过滤，用真 空泵脱气 1h 。 岩心抽真空饱和:用标准盐水饱和岩心24h。对于测试方特别要求的 ，可根据储层特征建立相应的束缚水饱和度。 制备伤害液。 动态伤害实验过程： 四、岩心伤害
5、实验 b）实验阶段 伤害前岩心渗透率K1的测定：使流动介质从岩心夹持器反向端挤入岩心进行 驱替，流动介质的流速低于临界流速。直至流量及压差稳定，稳定时间不少于 60min。注水井的流动介质应从岩心夹持器正向端入口进入岩心 ； 伤害过程：伤害液装入中间容器中-加围压-平流泵打压注入伤害液为伤害端 系统打一定的压力（常用3-5MPa）-按方案设定循环泵流速并启动循环泵开始动 态伤害及滤失过程-动态伤害2h后关闭循环泵并卸去伤害系统压力 伤害后渗透率测定：反向测定伤害后渗透率。 实温度为伤害液适用温度（高于90按90实验） ； 岩心伤害实验 岩心渗透率 K1、K2均按下式 计 算 : 其中： K 岩
6、心渗透率，um2; Q一 流动介质的体积流量，cm3/s; 一流动介质的粘度，mPas; L一 岩心轴向长度，cm; P一岩心进出口的压差，MPa; A一岩心横截而积，cm2 岩心伤害实验 渗透率损害率按下式计算： 式中： 1一渗透率损害率，用百分数表示; K1一岩心挤压裂液滤液前的基质渗透率，um2 ； K2一岩心挤压裂液滤液损害后的渗透率， um2 。 实验数据处理： 岩心伤害实验 (1)加压时注意围压比驱替压力高2-3MPa。 (2)若有压力时，拆夹持器管线及开釜操作必须先完全泄压，切勿带压操作，造成 实验人员受伤。 (3)在做高温实验时不可触摸电热套和夹持器外壁，防止烫伤。 (4)实验中用到氮气时保持通风条件，防止空气中缺氧。 (5)缓冲容器中不可长时间存放液体，做完实验后应排出容器中液体并清洗容器内 壁，防止活塞和内壁发生锈蚀。 (6)实验后及时冲洗管线，防止酸碱性液体或盐溶液残留对管线造成长期腐蚀。 注意事项:
