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CN111157073B - 聚合物溶液在多孔介质中的滞留信息的测定方法及系统 - Google Patents

聚合物溶液在多孔介质中的滞留信息的测定方法及系统 Download PDF

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CN111157073B
CN111157073B CN202010060610.6A CN202010060610A CN111157073B CN 111157073 B CN111157073 B CN 111157073B CN 202010060610 A CN202010060610 A CN 202010060610A CN 111157073 B CN111157073 B CN 111157073B
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nuclear magnetic
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China University of Petroleum Beijing
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China University of Petroleum Beijing
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Abstract

本发明涉及油田开发技术领域，公开一种聚合物溶液在多孔介质中的滞留信息的测定方法及系统。所述测定方法包括：采用氟油驱替多孔介质中的饱和标准水，并在第一采出液的含油率高达预设百分比含油率的状态下，测量多孔介质的束缚水孔隙体积；采用聚合物溶液驱替氟油，直至聚合物溶液在多孔介质中的滞留量达到饱和为止；采用氟油驱替多孔介质中的聚合物溶液，并在第二采出液的含聚合物率低至预设百分比含聚合物率的状态下，测量束缚水孔隙体积与聚合物溶液在多孔介质中的滞留体积之和；及基于束缚水孔隙体积及其与聚合物溶液的滞留体积之和，确定聚合物溶液在多孔介质中的滞留量。本发明可精确地对聚合物溶液在多孔介质中的滞留量进行量化表征。

Description

聚合物溶液在多孔介质中的滞留信息的测定方法及系统
技术领域
本发明涉及油田开发技术领域，具体地涉及一种聚合物溶液在多孔介质中的滞留信息的测定方法及测定系统。
背景技术
化学驱提高采收率技术是我国提高原油采收率的主体技术，其年产油量已超过1500×104吨。化学驱通常指聚合物溶液驱、聚合物溶液/表面活性剂二元复合驱以及聚合物溶液/表面活性剂/碱三元复合驱，这三种驱替技术中均含有水溶性的高分子聚合物溶液。聚合物溶液可以增加水相粘度，改善油水流度比，其在地层中的吸附、滞留能增加驱替介质的渗流阻力，进而扩大波及体积，缓解油藏非均质性。因此，聚合物溶液在储层中吸附滞留量的测定，尤其是聚合物溶液在岩石孔隙的各个孔喉尺寸区间内吸附滞留量的确定是化学驱提高采收率的重要问题，也是化学驱方案设计的重要依据。
目前，通过室内实验测定聚合物溶液的吸附是明确储层中聚合物溶液吸附状况的主要途径，室内实验测定主要包括静态吸附测试及动态吸附测试。静态吸附是指将固体吸附剂加入一定量已知浓度的化学药剂溶液中，待吸附平衡后测化学药剂溶液的浓度变化；动态吸附是指在密闭系统中使化学药剂溶液循环通过固体吸附后达到吸附平衡，然后再测化学药剂溶液的浓度变化。无论上述哪种方法均需要测试吸附前后聚合物溶液的浓度变化，而聚合物溶液的浓度测试方法包括淀粉-碘化镉检测法、浊度法、黏度法、荧光分光光度法、色谱法等。然而这些方法都需要绘制标准曲线，测试流程繁琐，尤其是不同类型的聚合物溶液经过多孔介质剪切后残余聚合物溶液的分子形态存在差别，导致测试结果存在偏差，失败率较高；同时这些方法均无法定量获得聚合物溶液在岩心不同大小的孔隙区间内的吸附滞留量，即无法确定聚合物溶液的滞留位置。
发明内容
本发明的目的是提供一种聚合物溶液在多孔介质中的滞留信息的测定方法及测定系统，其可简单且精确地对聚合物溶液在多孔介质中的吸附滞留量进行定量表征。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种聚合物溶液在多孔介质中的滞留信息的测定方法，所述测定方法包括：采用氟油驱替所述多孔介质中的饱和标准水，并在所述氟油驱替所述饱和标准水的过程中得到的第一采出液的含油率高达预设百分比含油率的状态下，测量所述多孔介质的束缚水孔隙体积；采用所述聚合物溶液驱替所述氟油，直至所述聚合物溶液在所述多孔介质中的滞留量达到饱和状态为止；采用所述氟油驱替滞留在所述多孔介质中的所述聚合物溶液，并在所述氟油驱替所述聚合物溶液的过程中得到的第二采出液的含聚合物率低至预设百分比含聚合物率的状态下，测量所述多孔介质的所述束缚水孔隙体积与所述聚合物溶液在所述多孔介质中的滞留体积之和；以及基于所述多孔介质的所述束缚水孔隙体积及其与所述聚合物溶液在所述多孔介质中的滞留体积之和，确定所述聚合物溶液在所述多孔介质中的滞留量。
优选地，在采用氟油驱替所述多孔介质中的饱和标准水之前，所述测定方法还包括：向所述多孔介质注入标准水，并在所述多孔介质中的所述标准水达到饱和状态下，确定所述多孔介质的孔隙体积；测量在所述多孔介质中的所述标准水达到饱和状态下的所述多孔介质的第三核磁共振图；以及基于所述多孔介质的孔隙体积及所述第三核磁共振图，确定与单位孔隙体积相对应的核磁共振峰的强度。
优选地，在采用氟油驱替所述多孔介质中的饱和标准水之前，所述测定方法还包括：向所述多孔介质注入标准水；在所述多孔介质中的所述标准水达到饱和状态下，向所述多孔介质所在的夹持装置施加预设围压且不断注入所述标准水；经过预设时间段之后，测量所述多孔介质的第四核磁共振图；以及基于所述第四核磁共振图，确定所述多孔介质的孔隙体积及与单位孔隙体积相对应的核磁共振峰的强度。
优选地，所述测量所述多孔介质的束缚水孔隙体积包括：测量在所述第一采出液的含油率高达预设百分比含油率的状态下的所述多孔介质的第一核磁共振图；以及基于所述第一核磁共振图及与单位孔隙体积相对应的所述核磁共振峰的强度，确定所述多孔介质的束缚水孔隙体积。以及，所述测量所述多孔介质的所述束缚水孔隙体积与所述聚合物溶液在所述多孔介质中的滞留体积之和包括：测量在所述第二采出液的含聚合物率低至预设百分比含聚合物率的状态下的所述多孔介质的第二核磁共振图；以及基于所述第二核磁共振图及与单位孔隙体积相对应的所述核磁共振峰的强度，确定所述多孔介质的所述束缚水孔隙体积与所述聚合物溶液在所述多孔介质中的滞留体积之和。
优选地，所述测定方法还包括：基于所述第三核磁共振图或所述第四核磁共振图，确定所述多孔介质内的所述标准水在不同横向弛豫时间内的第一分布信息；基于所述第一核磁共振图及所述第二核磁共振图，确定所述多孔介质内的所述聚合物溶液在不同横向弛豫时间内的第二分布信息；以及基于所述第一分布信息、所述多孔介质的压汞曲线及所述第二分布信息，确定所述多孔介质内的所述聚合物溶液在不同预设孔隙尺寸区间中的滞留信息。
优选地，所述确定所述多孔介质内的所述聚合物溶液在不同预设孔隙尺寸区间中的滞留信息包括：基于所述第一分布信息，确定所述多孔介质内的所述标准水在不同横向弛豫时间内的第一累积分布信息；基于所述压汞曲线，确定所述多孔介质内的汞在不同孔隙尺寸内的第二累积分布信息；基于所述第一累积分布信息及所述第二累积分布信息，确定由横向弛豫时间转换为孔隙尺寸的转换系数；以及基于所确定的转换系数及所述第二分布信息，确定所述多孔介质内的所述聚合物溶液在不同预设孔隙尺寸区间内的滞留信息。
优选地，所述确定由横向弛豫时间转换为孔隙尺寸的转换系数包括：对所述第一累积分布信息的峰型及所述第二累积分布信息的峰型进行匹配，以确定由横向弛豫时间转换为孔隙尺寸的转换系数。
优选地，在采用所述聚合物溶液驱替所述氟油之前，所述测定方法还包括：采用所述标准水驱替所述氟油，直至所述标准水驱替所述氟油的过程中得到的第三采出液的含水率达到预设百分比含水率的状态为止。
本发明第二方面提供一种聚合物溶液在多孔介质中的滞留信息的测定系统，所述测定系统包括：第一测量装置，用于采用氟油驱替所述多孔介质中的饱和标准水，并在所述氟油驱替所述饱和标准水的过程中得到的第一采出液的含油率高达预设百分比含油率的状态下，测量所述多孔介质的束缚水孔隙体积；第一驱替装置，用于采用所述聚合物溶液驱替所述氟油，直至所述聚合物溶液在所述多孔介质中的滞留量达到饱和状态为止；第二测量装置，用于采用所述氟油驱替滞留在所述多孔介质中的所述聚合物溶液，并在所述氟油驱替所述聚合物溶液的过程中得到的第二采出液的含聚合物率低至预设百分比含聚合物率的状态下，测量所述多孔介质的所述束缚水孔隙体积与所述聚合物溶液在所述多孔介质中的滞留体积之和；以及第一确定装置，用于基于所述多孔介质的所述束缚水孔隙体积及其与所述聚合物溶液在所述多孔介质中的滞留体积之和，确定所述聚合物溶液在所述多孔介质中的滞留量。
优选地，所述测定系统还包括：第二确定装置，用于向所述多孔介质注入标准水，并在所述多孔介质中的所述标准水达到饱和状态下，确定所述多孔介质的孔隙体积；第三测量装置，用于测量在所述多孔介质中的所述标准水达到饱和状态下的所述多孔介质的第三核磁共振图；以及第三确定装置，用于基于所述多孔介质的孔隙体积及所述第三核磁共振图，确定与单位孔隙体积相对应的核磁共振峰的强度。
优选地，所述第一测量装置包括：第一测量模块，用于测量在所述第一采出液的含油率高达预设百分比含油率的状态下的所述多孔介质的第一核磁共振图；以及第一确定模块，用于基于所述第一核磁共振图及与单位孔隙体积相对应的所述核磁共振峰的强度，确定所述多孔介质的束缚水孔隙体积，以及所述第二测量装置包括：第二测量模块，用于测量在所述第二采出液的含聚合物率低至预设百分比含聚合物率的状态下的所述多孔介质的第二核磁共振图；以及第二确定模块，用于基于所述第二核磁共振图及与单位孔隙体积相对应的所述核磁共振峰的强度，确定所述多孔介质的所述束缚水孔隙体积与所述聚合物溶液在所述多孔介质中的滞留体积之和。
优选地，第四确定装置，用于基于所述第三核磁共振图或所述第四核磁共振图，确定所述多孔介质内的所述标准水在不同横向弛豫时间内的第一分布信息；第五确定装置，用于基于所述第一核磁共振图及所述第二核磁共振图，确定所述多孔介质内的所述聚合物溶液在不同横向弛豫时间内的第二分布信息；以及第六确定装置，用于基于所述第一分布信息、所述多孔介质的压汞曲线及所述第二分布信息，确定所述多孔介质内的所述聚合物溶液在不同预设孔隙尺寸区间中的滞留信息。
通过上述技术方案，本发明创造性地在采用氟油驱替饱和标准水的过程中，当采出液的含油率增高至预设百分比含油率时测量多孔介质的束缚水孔隙体积；接着在采用聚合物溶液驱替氟油且所述聚合物溶液在多孔介质中饱和之后，在采用氟油驱替滞留在多孔介质中的聚合物溶液的过程中，当采出液的含聚合物率降低至预设百分比含聚合物率时测量所述多孔介质的束缚水孔隙体积与聚合物溶液在所述多孔介质中的滞留体积之和；最后确定聚合物溶液在所述多孔介质中的滞留量。由此，本发明突破了需测定采出液中的聚合物溶液浓度来反推聚合物溶液在多孔介质中的滞留量的传统思想，转而以多孔介质为研究目标，直接检测多孔介质中聚合物溶液的吸附滞留体积，从而可简单且精确地对聚合物溶液在多孔介质中的吸附滞留量进行量化表征。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明一实施例提供的聚合物溶液在多孔介质中的滞留信息的测定方法的流程图；
图2是本发明一实施例提供的用于聚合物溶液在多孔介质中的滞留信息的测定实验的装置图；
图3是本发明一实施例提供的不同驱替阶段的岩心的核磁共振图；
图4是本发明一实施例提供的定量表征聚合物溶液在多孔介质的不同孔隙尺寸区间中的滞留信息的流程图；
图5是本发明一实施例提供的岩心内的饱和标准水在不同横向弛豫时间内的分布曲线及累积分布曲线；
图6是本发明一实施例提供的岩心内的汞在不同孔隙尺寸内的分布曲线及累积分布曲线；
图7是本发明一实施例提供的滞留在岩心中的聚合物溶液的核磁共振图；以及
图8是本发明一实施例提供的聚合物溶液在多孔介质中的滞留信息的测定系统的结构图。
附图标记说明
10 第一测量装置 20 第一驱替装置
30 第二测量装置 40 第一确定装置
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
图1是本发明一实施例提供的聚合物溶液在多孔介质中的滞留信息的测定方法的流程图。其中，所述多孔介质可为具有与实验目的地层的渗透率和/或孔隙度相匹配的特征参数的天然岩心(本文中可简称为岩心)，并且可提前利用抽提装置对岩心进行洗油处理并烘干以将多孔介质中的原油及水分去除。对所述岩心进行核磁共振扫描，以获得岩心本身的核磁共振图(其可作为后续核磁图谱的背景干扰图)。
如图1所示，所述聚合物溶液在多孔介质中的滞留信息的测定方法可包括步骤S101-S105。
步骤S101，采用氟油驱替所述多孔介质中的饱和标准水，并在所述氟油驱替所述饱和标准水的过程中得到的第一采出液的含油率高达预设百分比含油率的状态下，测量所述多孔介质的束缚水孔隙体积。
在一实施例中，在执行步骤S101之前，所述测定方法还可包括：向所述多孔介质注入标准水，并在所述多孔介质中的所述标准水达到饱和状态下，确定所述多孔介质的孔隙体积；测量在所述多孔介质中的所述标准水达到饱和状态下的所述多孔介质的第三核磁共振图；以及基于所述多孔介质的孔隙体积及所述第三核磁共振图，确定与单位孔隙体积相对应的核磁共振峰的强度。
具体地，对岩心称量干重后，将岩心置于中间容器(未示出)中，并向该中间容器中加入一定量的标准水(例如用于模拟地层水的矿化度的蒸馏水，以下均简称为蒸馏水)；接着在利用真空泵抽真空2小时(岩心中的标准水达到饱和状态)后，称取该岩心的湿重，从而根据岩心的干重与湿重之差即可获得岩心的饱和水体积(或岩心的孔隙体积)。然后，如图2所示，可将具有饱和标准水的岩心置于岩心夹持器6中，采用核磁共振扫描仪5对岩心进行扫描以获取相应的核磁共振图。最后，可将所述核磁共振图中的共振峰的信号幅度(即强度)除以岩心的孔隙体积，以得到单位体积孔隙体积的核磁共振峰的强度。
在另一实施例中，在执行步骤S101之前，所述测定方法还可包括：向所述多孔介质注入标准水；在所述多孔介质中的所述标准水达到饱和状态下，向所述多孔介质所在的夹持装置施加预设围压且不断注入所述标准水；经过预设时间段之后，测量所述多孔介质的第四核磁共振图；以及基于所述第四核磁共振图，确定所述多孔介质的孔隙体积及与单位孔隙体积相对应的核磁共振峰的强度。
具体地，将岩心置于中间容器(未示出)中，并向该中间容器中加入一定量的标准水(例如蒸馏水)；接着利用真空泵抽真空2小时(岩心中的标准水达到饱和状态)。接着，可将具有饱和标准水的岩心置于岩心夹持器6中，通过围压泵(未示出)对所述岩心夹持器6施加围压，开启恒流泵1并通过活塞容器2将标准水注入岩心中以使得岩心中的饱和水分布更均匀，采用核磁共振扫描仪5对岩心进行扫描以获取相应的核磁共振图。然后，可将所述核磁共振图减去背景干扰图以获取有效核磁共振图(如图3中的与饱和水对应的核磁共振图)，并计算所述有效核磁共振图的信号幅度(即强度)与横向弛豫时间的包络面积，该包络面积即为岩心的孔隙体积(其更接近实际的孔隙体积)。最后，将所述有效核磁共振图中的共振峰的强度除以岩心的孔隙体积，以得到单位体积孔隙体积的核磁共振峰的强度。
对于步骤S101，测量所述多孔介质的束缚水孔隙体积可包括：测量在所述第一采出液的含油率高达预设百分比含油率的状态下的所述多孔介质的第一核磁共振图；以及基于所述第一核磁共振图及与单位孔隙体积相对应的所述核磁共振峰的强度，确定所述多孔介质的束缚水孔隙体积。
具体地，利用恒流泵1并通过活塞容器2将氟油注入进入岩心夹持器6内的岩心中，当检测注入到量筒3的采出液的实时含油率为96％及其以上时表明岩心内的氟油达到饱和状态。在此过程中驱替出的水量即为岩心内饱和的氟油量，此时岩心内所保留的水分即为岩心束缚水。同时对岩心进行扫描以获取相应的核磁共振图。由于氟油可屏蔽油相信号，故所获取的核磁共振图为水相信号图(即岩心束缚水信号)。然后，可将所述核磁共振图减去背景干扰图以获取岩心束缚水的有效核磁共振图(如图3中的与饱和油对应的核磁共振图)，并将所述岩心束缚水的有效核磁共振图中的共振峰的强度除以上述单位体积孔隙体积的核磁共振峰，以得到束缚水孔隙体积。
步骤S102，采用所述聚合物溶液驱替所述氟油，直至所述聚合物溶液在所述多孔介质中的滞留量达到饱和状态为止。
在执行步骤S102之前，所述测定方法还可包括：采用所述标准水驱替所述氟油，直至所述标准水驱替所述氟油的过程中得到的第三采出液的含水率达到预设百分比含水率的状态为止。
具体地，利用恒流泵1并通过活塞容器2将蒸馏水注入岩心中以进行水驱油过程，全过程持续至注入蒸馏水可达到3个岩心的孔隙体积(即3个PV)，此时检测注入到量筒3的采出液的实时含水率接近95％及其以上(近似为水饱和状态)，然后通过控制装置4控制停止注入蒸馏水。同时对岩心进行扫描以获取相应的核磁共振图，并将所述核磁共振图减去背景干扰图以获取水驱氟油后的有效核磁共振图(如图3中的与水驱对应的核磁共振图)。此外，还可通过所驱替出的油量计算水驱采收率。
由于蒸馏水不能完全将岩心内的氟油驱出，故在步骤S102中通过聚合物溶液对岩心内滞留的氟油进行驱替，从而可提高原油的采收率。具体地，利用恒流泵1并通过活塞容器2将聚合物溶液注入岩心中以进行聚合物溶液驱油过程，全过程持续至注入聚合物溶液达到2个岩心的孔隙体积(即2个PV)，此时聚合物溶液在岩心中达到吸附滞留的饱和状态，然后通过控制装置4控制停止注入聚合物溶液。同时对岩心进行扫描以获取相应的核磁共振图，并将所述核磁共振图减去背景干扰图以获取聚合物驱氟油后的有效核磁共振图(如图3中的与聚合物驱对应的核磁共振图)此外，还可通过新驱出的油量计算由聚合物溶液提高的采收率。
步骤S103，采用所述氟油驱替滞留在所述多孔介质中的所述聚合物溶液，并在所述氟油驱替所述聚合物溶液的过程中得到的第二采出液的含聚合物率低至预设百分比含聚合物率的状态下，测量所述多孔介质的所述束缚水孔隙体积与所述聚合物溶液在所述多孔介质中的滞留体积之和。
对于步骤S103，测量所述多孔介质的束缚水孔隙体积与聚合物溶液在所述多孔介质中的滞留体积之和可包括：测量在所述第二采出液的含聚合物率低至预设百分比含聚合物率的状态下的所述多孔介质的第二核磁共振图；以及基于所述第二核磁共振图及与单位孔隙体积相对应的所述核磁共振峰的强度，确定所述多孔介质的所述束缚水孔隙体积与所述聚合物溶液在所述多孔介质中的滞留体积之和。
具体地，利用恒流泵1并通过活塞容器2将将氟油注入岩心中以进行油驱聚合物溶液过程，全过程持续至注入氟油2个岩心的孔隙体积(2个PV)，此时检测注入到量筒3的采出液的实时含聚合物率接近5％及其以下(近似为不存在聚合物溶液)，然后通过控制装置4控制停止注入氟油。同时对岩心进行扫描以获取滞留有聚合物溶液的岩心的核磁共振图；然后可将滞留有聚合物溶液的岩心的核磁共振图减去背景干扰图，以获取滞留有聚合物溶液的岩心的有效核磁共振图(如图3中的与油驱对应的核磁共振图)，并将该有效核磁共振图中的共振峰的强度除以上述单位体积孔隙体积的核磁共振峰，以得到束缚水孔隙体积与聚合物溶液在岩心中的滞留体积之和。
步骤S104，基于所述多孔介质的所述束缚水孔隙体积及其与所述聚合物溶液在所述多孔介质中的滞留体积之和，确定所述聚合物溶液在所述多孔介质中的滞留量。
具体地，将束缚水孔隙体积与聚合物溶液在岩心中的滞留体积之和减去束缚水孔隙体积可得到聚合物溶液在岩心中的滞留体积，再根据所述聚合物溶液在岩心中的滞留体积及所述聚合物溶液的浓度可计算得到聚合物溶液在岩心中的滞留量。
具体而言，以大庆油田工业化使用的聚合物溶液为例对驱替过程中的滞留量及滞留位置进行测试。实验选取普通聚合物溶液(浓度是2000mg/L)，天然岩心为气测渗透率758mD、直径2.5cm及长度4.5cm的圆柱岩心，该圆柱岩心的孔隙度为23.4％，干重为41.2g。按照上述测定方法依次进行一次背景的核磁扫描及五次在线驱替扫描，获得各驱替阶段的核磁信号图谱(已扣除背景干扰图)，如图2所示。
可以通过岩心的孔隙体积(或饱和标准水体积)和饱和水状态下的核磁共振的信号幅度，算出单位体积对应的信号量，本次测试中1ml水对应的信号幅度是45031。还可通过各个驱替阶段信号的变化获得岩心的含油饱和度、水驱采收率和聚合物驱采收率，如表1所示。对于比使用信号幅度变化计算的采收率与量筒称量算出的采收率，二者吻合度较高。
表1核磁计算与驱替计量的采收率的对比表
Figure GDA0002812110450000121
将油驱聚合物对应的信号值与饱和油对应的信号值做差，计算出滞留的聚合物溶液的体积为1.83ml。由于所述聚合物溶液的浓度为2000mg/L，故吸附滞留的聚合物质量为3.66mg。将滞留的聚合物质量除以岩心的质量，计算聚合物在岩心中的滞留占比为0.089mg/g。由此，本实施例可简便、快速、准确地测试岩心中聚合物的吸附滞留量，此方法直接以岩心为研究对象，不用进行大量的聚合物浓度测试，不受聚合物种类和测试环境的影响(例如，不受聚合物溶液透明度、浓度、温度及PH值的影响)。
除了确定聚合物溶液在岩心中的滞留量之外，本发明还可定量确定聚合物溶液在岩心的不同孔隙尺寸区间中的滞留信息(滞留量占比或滞留量)。
所述聚合物溶液在多孔介质中的滞留信息的测定方法还可包括：基于不同驱替阶段的核磁共振图及压汞曲线，定量表征聚合物溶液在多孔介质的不同孔隙尺寸区间中的滞留信息。具体地，如图4所示，所述定量表征聚合物溶液在多孔介质的不同孔隙尺寸区间中的滞留信息可包括：步骤S401，基于所述第三核磁共振图或所述第四核磁共振图，确定所述多孔介质内的所述标准水在不同横向弛豫时间内的第一分布信息；步骤S402，基于所述第一核磁共振图及所述第二核磁共振图，确定所述多孔介质内的所述聚合物溶液在不同横向弛豫时间内的第二分布信息；以及步骤S403，基于所述第一分布信息、所述多孔介质的压汞曲线及所述第二分布信息，确定所述多孔介质内的所述聚合物溶液在不同预设孔隙尺寸区间中的滞留信息。
对于步骤S401，对核磁共振的横坐标(即横向弛豫时间)进行无限细分用，每个横向弛豫时间所对应的无限小面积占核磁共振图的包络面积(岩心的孔隙体积)的比例为标准水在每个横向弛豫时间(或其所对应的无限小区间内)的分布频率(即分布占比)，如图5中的曲线A所示。
对于步骤S402，可将所述第二核磁共振图减去所述第一核磁共振图，以获取滞留在所述多孔介质(例如岩心)中的聚合物溶液的核磁共振图(如图7所示)，然后通过类似于步骤S401的处理可得到聚合物溶液在每个横向弛豫时间(或其所对应的无限小区间内)的分布频率(即分布占比)(未示出)。
由于所述多孔介质的压汞曲线(汞在多孔介质的不同孔隙尺寸内的分布频率情况)的获取过程不是本发明的主要改进点(仅被用于获取转换系数)，故于此不再对其进行赘述。图6中的曲线a示出了岩心的压汞曲线。
接下来在步骤S403中，可通过所述第一分布信息及所述多孔介质的压汞曲线，确定横向弛豫时间与孔隙尺寸这两个参量之间的转换系数C，然后通过转换系数C将所述第二分布信息中的横向弛豫时间转换为孔隙尺寸，由此获取聚合物溶液在多孔介质的不同预设孔隙尺寸区间内的滞留信息。其中，所述预设孔隙尺寸区间可根据实际需要进行划分。
具体地，以下公式(1)表示横向弛豫时间T2与孔隙的比表面积S/V之间的关系：
1/T2＝ρ2S/V， (1)
其中，ρ2为界面驰豫系数，其与多孔介质组成和孔隙的表面性质有关。
以下公式(2)表示孔隙的比表面积S/V和孔隙尺寸r之间的关系：
S/V＝Fs/r， (2)
其中，Fs为形状因子，其随着孔隙模型的变化而变化；r是孔隙的半径。
根据上述公式(1)和(2)可获得以下公式(3)：
Figure GDA0002812110450000141
令
Figure GDA0002812110450000142
可将公式(3)变形为公式(4)：
T2＝C×r， (4)
对于一个岩心而言，界面驰豫系数ρ2和形状因子Fs是一个常数，因此C也是一个常数。也就是说，可通过转换系数C实现横向弛豫时间与孔隙尺寸这两个参量之间的转换。
对于步骤S403，所述确定所述多孔介质内的所述聚合物溶液在不同预设孔隙尺寸区间中的滞留信息包括：基于所述第一分布信息，确定所述多孔介质内的所述标准水在不同横向弛豫时间内的第一累积分布信息；基于所述压汞曲线，确定所述多孔介质内的汞在不同孔隙尺寸内的第二累积分布信息；基于所述第一累积分布信息及所述第二累积分布信息，确定由横向弛豫时间转换为孔隙尺寸的转换系数；以及基于所确定的转换系数及所述第二分布信息，确定所述多孔介质内的所述聚合物溶液在不同预设孔隙尺寸区间内的滞留信息。由此，本发明还可精确地对聚合物溶液在多孔介质中的吸附滞留量进行分区域量化表征。
因为即使采用高压压汞测定孔隙结构的方法，汞也很难进入全部的细小孔隙中，同时大孔隙部分在压汞曲线计算中又进行了取舍，所以很难将两条累积分布曲线在整个区域进行匹配，主要来拟合两条曲线在大孔隙部分(共振峰处)的匹配程度，同时要注意峰值部分的拟合。具体地，所述确定由横向弛豫时间转换为孔隙尺寸的转换系数可包括：对所述第一累积分布信息的峰型及所述第二累积分布信息的峰型进行匹配，以确定由横向弛豫时间转换为孔隙尺寸的转换系数。
具体地，首先根据多孔介质内的标准水在不同横向弛豫时间内的分布曲线(如图5中的曲线A所示)确定相应的累积分布曲线(如图5中的曲线B所示)，类似地根据多孔介质的汞在不同孔隙尺寸内的分布曲线(如图6中的曲线a所示)确定相应的累积分布曲线(如图6中的曲线b所示)。接着将图5中的累积分布曲线B与图6中的累积分布曲线b的峰型进行匹配，例如通过最小二乘法不断修改C值进行误差计算，使得两条累积分布曲线尽量重合，从而确定C值(C＝7.1)。然后，将多孔介质内的聚合物溶液在不同横向弛豫时间内的分布曲线通过转换系数C转换为多孔介质内的聚合物溶液在不同孔隙尺寸内的分布曲线，根据转换后的分布曲线确定不同预设孔隙尺寸区间内的滞留量占比(相对含量)或滞留量(绝对含量)，如表2所示。
表2聚合物溶液在不同孔隙中的滞留量占比
Figure GDA0002812110450000151
通过该方法可以精确获得聚合物溶液在多孔介质中的滞留量及滞留的孔隙区间，为聚合物溶液驱替药剂用量设计提供依据。并且可以通过对比不同种类的聚合物溶液吸附滞留量研究聚合物溶液的结构性能对其在多孔介质中的渗流规律。
综上所述，本发明创造性地在采用氟油驱替饱和标准水的过程中，当采出液的含油率增高至预设百分比含油率时测量多孔介质的束缚水孔隙体积；接着在采用聚合物溶液驱替氟油且所述聚合物溶液在多孔介质中饱和之后，在采用氟油驱替滞留在多孔介质中的聚合物溶液的过程中，当采出液的含聚合物率降低至预设百分比含聚合物率时测量所述多孔介质的束缚水孔隙体积与聚合物溶液在所述多孔介质中的滞留体积之和；最后确定聚合物溶液在所述多孔介质中的滞留量。由此，本发明突破了需测定采出液中的聚合物溶液浓度来反推聚合物溶液在多孔介质中的滞留量的传统思想，转而以多孔介质为研究目标，直接检测多孔介质中聚合物溶液的吸附滞留体积，从而可简单且精确地对聚合物溶液在多孔介质中的吸附滞留量进行量化表征。
图8是本发明一实施例提供的聚合物溶液在多孔介质中的滞留信息的测定系统的结构图。如图8所示，所述测定系统可包括：第一测量装置10，用于采用氟油驱替所述多孔介质中的饱和标准水，并在所述氟油驱替所述饱和标准水的过程中得到的第一采出液的含油率高达预设百分比含油率的状态下，测量所述多孔介质的束缚水孔隙体积；第一驱替装置20，用于采用所述聚合物溶液驱替所述氟油，直至所述聚合物溶液在所述多孔介质中的滞留量达到饱和状态为止；第二测量装置30，用于采用所述氟油驱替滞留在所述多孔介质中的所述聚合物溶液，并在所述氟油驱替所述聚合物溶液的过程中得到的第二采出液的含聚合物率低至预设百分比含聚合物率的状态下，测量所述多孔介质的所述束缚水孔隙体积与所述聚合物溶液在所述多孔介质中的滞留体积之和；以及第一确定装置40，用于基于所述多孔介质的所述束缚水孔隙体积及其与所述聚合物溶液在所述多孔介质中的滞留体积之和，确定所述聚合物溶液在所述多孔介质中的滞留量。
优选地，所述测定系统还包括：第二确定装置(未示出)，用于向所述多孔介质注入标准水，并在所述多孔介质中的所述标准水达到饱和状态下，确定所述多孔介质的孔隙体积；第三测量装置(未示出)，用于测量在所述多孔介质中的所述标准水达到饱和状态下的所述多孔介质的第三核磁共振图；以及第三确定装置(未示出)，用于基于所述多孔介质的孔隙体积及所述第三核磁共振图，确定与单位孔隙体积相对应的核磁共振峰的强度。
优选地，所述第一测量装置包括：第一测量模块，用于测量在所述第一采出液的含油率高达预设百分比含油率的状态下的所述多孔介质的第一核磁共振图；以及第一确定模块，用于基于所述第一核磁共振图及与单位孔隙体积相对应的所述核磁共振峰的强度，确定所述多孔介质的束缚水孔隙体积，以及所述第二测量装置包括：第二测量模块，用于测量在所述第二采出液的含聚合物率低至预设百分比含聚合物率的状态下的所述多孔介质的第二核磁共振图；以及第二确定模块，用于基于所述第二核磁共振图及与单位孔隙体积相对应的所述核磁共振峰的强度，确定所述多孔介质的所述束缚水孔隙体积与所述聚合物溶液在所述多孔介质中的滞留体积之和。
优选地，所述测定系统还包括：第四确定装置，用于基于所述第三核磁共振图或所述第四核磁共振图，确定所述多孔介质内的所述标准水在不同横向弛豫时间内的第一分布信息；第五确定装置，用基于所述第一核磁共振图及所述第二核磁共振图，确定所述多孔介质内的所述聚合物溶液在不同横向弛豫时间内的第二分布信息；以及第六确定装置，用于基于所述第一分布信息、所述多孔介质的压汞曲线及所述第二分布信息，确定所述多孔介质内的所述聚合物溶液在不同预设孔隙尺寸区间中的分布信息。
所述第六确定装置包括：第三确定模块，用于基于所述第一分布信息，确定所述多孔介质内的所述标准水在不同横向弛豫时间内的第一累积分布信息；第四确定模块，用于基于所述压汞曲线，确定所述多孔介质内的汞在不同孔隙尺寸内的第二累积分布信息；第五确定模块，用于基于所述第一累积分布信息及所述第二累积分布信息，确定由横向弛豫时间转换为孔隙尺寸的转换系数；以及第六确定模块，用于基于所确定的转换系数及所述第二分布信息，确定所述多孔介质内的所述聚合物溶液在不同预设孔隙尺寸区间内的滞留信息。
优选地，所述测定系统还包括：第二驱替装置(未示出)，用于采用所述标准水驱替所述氟油，直至所述标准水驱替所述氟油的过程中得到的第三采出液的含水率达到预设百分比含水率的状态为止。
优选地，所述测定系统还包括：第一注入装置(未示出)，用于向所述多孔介质注入标准水；围压施加装置(未示出)，用于在所述多孔介质中的所述标准水达到饱和状态下，向所述多孔介质所在的夹持装置施加预设围压；第二注入装置(未示出)，用于不断注入所述标准水；第四测量装置(未示出)，用于经过预设时间段之后，测量所述多孔介质的第四核磁共振图；以及第四确定装置(未示出)，用于基于所述第四核磁共振图，确定所述多孔介质的孔隙体积及与单位孔隙体积相对应的核磁共振峰的强度。
有关本发明提供的聚合物溶液在多孔介质中的滞留信息的测定系统的具体细节及益处可参阅上述针对聚合物溶液在多孔介质中的滞留信息的测定方法的描述，于此不再赘述。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种聚合物溶液在多孔介质中的滞留信息的测定方法，其特征在于，所述测定方法包括：
采用氟油驱替所述多孔介质中的饱和标准水，并在所述氟油驱替所述饱和标准水的过程中得到的第一采出液的含油率高达预设百分比含油率的状态下，测量所述多孔介质的束缚水孔隙体积；
采用所述聚合物溶液驱替所述氟油，直至所述聚合物溶液在所述多孔介质中的滞留量达到饱和状态为止；
采用所述氟油驱替滞留在所述多孔介质中的所述聚合物溶液，并在所述氟油驱替所述聚合物溶液的过程中得到的第二采出液的含聚合物率低至预设百分比含聚合物率的状态下，测量所述多孔介质的所述束缚水孔隙体积与所述聚合物溶液在所述多孔介质中的滞留体积之和；以及
基于所述多孔介质的所述束缚水孔隙体积及其与所述聚合物溶液在所述多孔介质中的滞留体积之和，确定所述聚合物溶液在所述多孔介质中的滞留量，
其中，所述测量所述多孔介质的束缚水孔隙体积包括：
测量在所述第一采出液的含油率高达预设百分比含油率的状态下的所述多孔介质的第一核磁共振图；以及
基于所述第一核磁共振图及与单位孔隙体积相对应的核磁共振峰的强度，确定所述多孔介质的束缚水孔隙体积，以及
其中，所述测量所述多孔介质的所述束缚水孔隙体积与所述聚合物溶液在所述多孔介质中的滞留体积之和包括：
测量在所述第二采出液的含聚合物率低至预设百分比含聚合物率的状态下的所述多孔介质的第二核磁共振图；以及
基于所述第二核磁共振图及与单位孔隙体积相对应的核磁共振峰的强度，确定所述多孔介质的所述束缚水孔隙体积与所述聚合物溶液在所述多孔介质中的滞留体积之和。
2.根据权利要求1所述的聚合物溶液在多孔介质中的滞留信息的测定方法，其特征在于，在采用所述氟油驱替多孔介质中的饱和标准水之前，所述测定方法还包括：
向所述多孔介质注入标准水，并在所述多孔介质中的所述标准水达到饱和状态下，确定所述多孔介质的孔隙体积；
测量在所述多孔介质中的所述标准水达到饱和状态下的所述多孔介质的第三核磁共振图；以及
基于所述多孔介质的孔隙体积及所述第三核磁共振图，确定与单位孔隙体积相对应的所述核磁共振峰的强度。
3.根据权利要求2所述的聚合物溶液在多孔介质中的滞留信息的测定方法，其特征在于，在采用氟油驱替所述多孔介质中的饱和标准水之前，所述测定方法还包括：
向所述多孔介质注入标准水；
在所述多孔介质中的所述标准水达到饱和状态下，向所述多孔介质所在的夹持装置施加预设围压且不断注入所述标准水；
经过预设时间段之后，测量所述多孔介质的第四核磁共振图；以及
基于所述第四核磁共振图，确定所述多孔介质的孔隙体积及与单位孔隙体积相对应的所述核磁共振峰的强度。
4.根据权利要求3所述的聚合物溶液在多孔介质中的滞留信息的测定方法，其特征在于，所述测定方法还包括：
基于所述第三核磁共振图或所述第四核磁共振图，确定所述多孔介质内的所述标准水在不同横向弛豫时间内的第一分布信息；
基于所述第一核磁共振图及所述第二核磁共振图，确定所述多孔介质内的所述聚合物溶液在不同横向弛豫时间内的第二分布信息；以及
基于所述第一分布信息、所述多孔介质的压汞曲线及所述第二分布信息，确定所述多孔介质内的所述聚合物溶液在不同预设孔隙尺寸区间中的滞留信息。
5.根据权利要求4所述的聚合物溶液在多孔介质中的滞留信息的测定方法，其特征在于，所述确定所述多孔介质内的所述聚合物溶液在不同预设孔隙尺寸区间中的滞留信息包括：
基于所述第一分布信息，确定所述多孔介质内的所述标准水在不同横向弛豫时间内的第一累积分布信息；
基于所述压汞曲线，确定所述多孔介质内的汞在不同孔隙尺寸内的第二累积分布信息；
基于所述第一累积分布信息及所述第二累积分布信息，确定由横向弛豫时间转换为孔隙尺寸的转换系数；以及
基于所确定的转换系数及所述第二分布信息，确定所述多孔介质内的所述聚合物溶液在不同预设孔隙尺寸区间内的滞留信息。
6.根据权利要求5所述的聚合物溶液在多孔介质中的滞留信息的测定方法，其特征在于，所述确定由横向弛豫时间转换为孔隙尺寸的转换系数包括：
对所述第一累积分布信息的峰型及所述第二累积分布信息的峰型进行匹配，以确定由横向弛豫时间转换为孔隙尺寸的转换系数。
7.根据权利要求1所述的聚合物溶液在多孔介质中的滞留信息的测定方法，其特征在于，在采用所述聚合物溶液驱替所述氟油之前，所述测定方法还包括：
采用所述标准水驱替所述氟油，直至所述标准水驱替所述氟油的过程中得到的第三采出液的含水率达到预设百分比含水率的状态为止。
8.一种聚合物溶液在多孔介质中的滞留信息的测定系统，其特征在于，所述测定系统包括：
第一测量装置，用于采用氟油驱替所述多孔介质中的饱和标准水，并在所述氟油驱替所述饱和标准水的过程中得到的第一采出液的含油率高达预设百分比含油率的状态下，测量所述多孔介质的束缚水孔隙体积；
第一驱替装置，用于采用所述聚合物溶液驱替所述氟油，直至所述聚合物溶液在所述多孔介质中的滞留量达到饱和状态为止；
第二测量装置，用于采用所述氟油驱替滞留在所述多孔介质中的所述聚合物溶液，并在所述氟油驱替所述聚合物溶液的过程中得到的第二采出液的含聚合物率低至预设百分比含聚合物率的状态下，测量所述多孔介质的所述束缚水孔隙体积与所述聚合物溶液在所述多孔介质中的滞留体积之和；以及
第一确定装置，用于基于所述多孔介质的所述束缚水孔隙体积及其与所述聚合物溶液在所述多孔介质中的滞留体积之和，确定所述聚合物溶液在所述多孔介质中的滞留量，
其中，所述第一测量装置包括：
第一测量模块，用于测量在所述第一采出液的含油率高达预设百分比含油率的状态下的所述多孔介质的第一核磁共振图；以及
第一确定模块，用于基于所述第一核磁共振图及与单位孔隙体积相对应的核磁共振峰的强度，确定所述多孔介质的束缚水孔隙体积，以及
其中，所述第二测量装置包括：
第二测量模块，用于测量在所述第二采出液的含聚合物率低至预设百分比含聚合物率的状态下的所述多孔介质的第二核磁共振图；以及
第二确定模块，用于基于所述第二核磁共振图及与单位孔隙体积相对应的核磁共振峰的强度，确定所述多孔介质的所述束缚水孔隙体积与所述聚合物溶液在所述多孔介质中的滞留体积之和。
9.根据权利要求8所述的聚合物溶液在多孔介质中的滞留信息的测定系统，其特征在于，所述测定系统还包括：
第二确定装置，用于向所述多孔介质注入标准水，并在所述多孔介质中的所述标准水达到饱和状态下，确定所述多孔介质的孔隙体积；
第三测量装置，用于测量在所述多孔介质中的所述标准水达到饱和状态下的所述多孔介质的第三核磁共振图；以及
第三确定装置，用于基于所述多孔介质的孔隙体积及所述第三核磁共振图，确定与单位孔隙体积相对应的所述核磁共振峰的强度。
10.根据权利要求9所述的聚合物溶液在多孔介质中的滞留信息的测定系统，其特征在于，所述测定系统还包括：
第四确定装置，用于基于所述第三核磁共振图或第四核磁共振图，确定所述多孔介质内的所述标准水在不同横向弛豫时间内的第一分布信息；
第五确定装置，用于基于所述第一核磁共振图及所述第二核磁共振图，确定所述多孔介质内的所述聚合物溶液在不同横向弛豫时间内的第二分布信息；以及
第六确定装置，用于基于所述第一分布信息、所述多孔介质的压汞曲线及所述第二分布信息，确定所述多孔介质内的所述聚合物溶液在不同预设孔隙尺寸区间中的滞留信息，
所述第四核磁共振图通过以下方式被获取：
在采用氟油驱替所述多孔介质中的饱和标准水之前，向所述多孔介质注入标准水；
在所述多孔介质中的所述标准水达到饱和状态下，向所述多孔介质所在的夹持装置施加预设围压且不断注入所述标准水；以及
经过预设时间段之后，测量所述多孔介质的所述第四核磁共振图。
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