專利名稱：一種固體表面吸附層耐沖刷測試方法
技術領域：
本發明涉及一種固體表面吸附層耐沖刷測試方法，測試納米顆粒或其它有機分子吸附層在巖心片表面的吸附能力以及吸附有效期的評價，屬于實驗流體力學領域。
背景技術：
納米降壓增注技術是針對油田注水井高壓欠注問題開發的一項新技術，其作用機理受到廣泛關注和研究。疏水納米粉體通過在巖心孔道壁面吸附形成納米顆粒吸附層，納米顆粒吸附層具有強疏水性，可以顯著降低表面水流的阻力，從而達到降壓增注的目的。因此，納米吸附層在巖心表面存在的穩定性非常關鍵，納米顆粒與巖心孔壁表面的吸附強度關系到納米顆粒的減阻效果與有效時間。目前尚沒有合適的測試方法來測試和評價納米顆粒與孔壁的吸附能力以及有效時間，方便觀測納米顆粒吸附層的變化狀況。

發明內容
針對現有技術存在的缺陷，本發明的目的是提供一種固體表面吸附層耐沖刷測試方法，采用循環水流，水流速度可調，可以測試不同速度下納米顆粒或其它微小物質能夠在巖心表面吸附的時間；也可以測試吸附層在短時間內經受的最大水流速度，從而能夠評價微粒在巖心表面的吸附強度。為達到上述目的，本發明采用如下技術方案
一種固體表面吸附層耐沖刷測試方法，其特征在于，測試步驟為
1)將納米顆粒吸附的若干片巖心片裝入沖刷槽中的巖心片插槽內；
2)調節好流程，保持沖刷槽循環流道暢通，打開循環驅替泵，設定流量，打開進口三通閥門，讓水流通過沖刷槽，對壁面巖心片進行循環沖刷；
3)待流量穩定后，觀測進口壓力表和出口壓力表；
4)根據設定的時間間隔，按時間間隔調節進口三通閥和出口三通閥，使水流從旁通流道流出，進行不間斷循環，而同時也就關閉了沖刷槽，取出插槽內其中一塊巖心片，然后再調節進口三通閥和出口三通閥，關閉旁通流道，使水流從沖刷槽流出循環，繼續進行正常沖刷測試；
5)測試取出的巖心片表面的潤濕性，觀察其疏水性的變化，記錄數據；
6)重復步驟4)和5)，直至取出所有巖心片；
7)測試結束，關閉循環泵和電源，通過循環驅替泵的防空閥放掉管線中的水。與現有技術相比，本發明具有如下突出的優點
本發明能夠為納米顆粒和表面活性劑等多種物質的吸附層提供耐水流沖刷能力的評價測試，可以調節流量，測試不同流量時吸附層耐水流沖刷的有效時間。


圖I為表面吸附層耐沖刷測試方法的裝置的流程示意圖。
具體實施例方式現將本發明結合附圖的具體實施例敘述于后。
實施例如圖I所示，本測試方法的裝置包括循環驅替泵I、流量計2、進口壓力表3、進口三通閥4、沖刷槽5、巖心片插槽6、出口三通閥7、旁通流道8和出口壓力表9。循環驅替泵I一端依次用管線連接流量計2、進口壓力表3，然后通過進口三通閥4并行分別連接沖刷槽
5和旁通流道8，再通過出口三通閥7，連接出口壓力表9，然后再用管線與循環驅替泵I連接，形成循環流道。
本實施例的固體表面吸附層耐沖刷測試方法，測試步驟為
1)將納米顆粒吸附的7塊巖心片裝入沖刷槽5中的巖心片插槽6內；
2)調節好流程，保持沖刷槽5循環流道暢通，打開循環驅替泵1，將流量設定為4L/min，打開進口三通閥4，讓水流通過沖刷槽，對壁面巖心片進行循環沖刷；
3)待流量穩定后，并觀測進口壓力表3和出口壓力表7;
4)根據設定的時間間隔，按時間間隔調節進口三通閥4和出口三通閥7，使水流從旁通流道8流出，進行不間斷循環，而同時也就關閉了沖刷槽5;取出插槽6其中I塊巖心片，然后再調節進口三通閥4和出口三通閥7，關閉旁通流通8，使水流從沖刷槽5流出循環，繼續進行正常沖刷測試；
5)測試取出的巖心片表面的潤濕性，觀察其疏水性的變化，記錄數據。6)重復步驟4)和5)，直至取出所有巖心片。7)測試結束，關閉循環泵和電源，通過循環驅替泵的防空閥放掉管線中的水。沖刷不同時間對應的接觸角見表I :
表I沖刷時間與接觸角的關系
沖刷時間[day] |12 |18 |21 |25 |3θ|36 |41 ~
穩定接觸角[° ] | 14| 01· 9 |83· I |90. 5 |84+88· I 卜9· 1_
該結果表明，沖刷時間大約在20天左右，巖心片表面的接觸角開始轉變為親水性。說
明這時候納米顆粒吸附層已經出現脫落，且使表面潤濕性發生了反轉。
權利要求
1.一種固體表面吸附層耐沖刷測試方法，其特征在于，測試步驟為 .1)將納米顆粒吸附的若干片巖心片裝入沖刷槽中的巖心片插槽內； .2)調節好流程，保持沖刷槽循環流道暢通，打開循環驅替泵，設定流量，打開進口三通閥，讓水流通過沖刷槽，對壁面巖心片進行循環沖刷； .3)待流量穩定后，觀測進口壓力表和出口壓力表； .4 )根據設定的時間間隔，按時間間隔調節進口三通閥和出口三通閥，使水流從旁通流道流出，進行不間斷循環，而同時也就關閉了沖刷槽，取出插槽內其中一塊巖心片，然后再調節進口三通閥和出口三通閥，關閉旁通流道，使水流從沖刷槽流出循環，繼續進行正常沖刷測試； .5)測試取出的巖心片表面的潤濕性，觀察其疏水性的變化，記錄數據； . 6)重復步驟4)和5)，直至取出所有巖心片； .7)測試結束，關閉循環泵和電源，通過循環驅替泵的防空閥放掉管線中的水。
全文摘要
本發明涉及一種固體表面吸附層耐沖刷測試方法，采用一種沖刷裝置進行測試，測試步驟為1)將納米顆粒或表面活性劑吸附的巖心片裝入沖刷槽內的插槽中；2)啟動驅替泵，調節水流量，水流經循環流道循環沖刷巖心片；3)測試對應的進、出口壓力；4)根據設定的時間，調節進、出口三通閥，關閉沖刷槽，使水流從旁通流出；5)取出巖心片，測試其表面的潤濕性，記錄潤濕性恢復到吸附前或開始轉變為親水時的時間；6)重復4)和5)，可測試多個巖心片沖刷后的潤濕性。本發明能夠為納米顆粒和表面活性劑等物質的吸附層提供耐沖刷能力的評價方法，可測試不同流量時吸附層耐沖刷的有效時間，具有保持流體相似、不間斷循環測試的特征。
文檔編號G01N13/00GK102879304SQ201210361200
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月26日 優先權日2012年9月26日
發明者狄勤豐, 顧春元, 王新亮, 程毅翀, 龔瑋, 華帥, 葉峰 申請人:上海大學