CN102877834B - 井下泡点压力快速测试器和井下泡点压力测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种井下泡点压力快速测试器和一种井下泡点压力测试方法。所述井下泡点压力快速测试器包括：筒体、取样体积室、多个依次与所述取样体积室通过管线和阀门串联连接的中间体积室、以及采集系统。所述井下泡点压力测试方法包括：A：将井下泡点压力快速测试器投入到井下，使井底地层油样品进入取样体积室；B：然后每隔一定时间，在井下依次使所述地层油样品依次进入各中间体积室，记录每次地层油样品依次进入各中间体积室前后所述取样体积室的压力；C：到所述地层油样品进入最后一个中间体积室后，将井下泡点压力快速测试器提捞回井口；D：在地面上获取所述井下泡点压力快速测试器记录的压力变化数据，根据压力变化数据绘制曲线得出泡点压力。
Description
技术领域
本发明涉及油藏流体高压物性测试实验中的地层油泡点压力测试技术领域，具体涉及一种井下泡点压力快速测试器和一种井下泡点压力测试方法。
背景技术
地层油高压物性参数测试，如泡点压力、溶解油气比、体积系数、压缩系数和粘度等对于一系列有关油气的储量计算、油藏数值模拟都是不可或缺的重要参数。而泡点压力在油田开发中显得尤为重要。其确定方法一般是通过井下取样在实验室进行分析得到的，这种办法虽具有直接可靠的优点，但其缺点也较为显著：(1)取样点要多，要有足够的平面上均匀分布的取样点；(2)取样周期长，取样井需用小油嘴控制生产一定时间以达到稳定；(3)影响生产，部分因条件差、取样不合格或无价值的井改变了工作制度；(4)测试周期长，样品运输、实验室转样、测试过程所需大量工时。前三点都要以减少油田产量为代价。
发明内容
本发明提供一种井下泡点压力快速测试器和一种井下泡点压力测试方法，以实现在油田井下取样的同时，获得较为准确的泡点压力，缩短运送到实验室测试的时间，及时满足工程技术人员要求快速获得该参数的需求。
为此，本发明提出一种井下泡点压力快速测试器，所述井下泡点压力快速测试器包括：筒体、设置在所述筒体中的取样体积室、设置在所述筒体中的多个依次与所述取样体积室通过管线和阀门串联连接的中间体积室、以及设置在所述筒体中的对所述取样体积室的压力的和温度进行数据采集的采集系统。
进一步地，所述采集系统包括：设置在所述取样体积室中的压力传感器和温度传感器、设置在所述筒体中并位于所述取样体积室外的采集模块、以及与所述采集模块连接将采集数据输出的数据采集口。
进一步地，所述井下泡点压力快速测试器还包括控制系统，所述控制系统包括：电池和与所述电池连接的控制模块，所述控制模块与各所述阀门连接并控制各所述阀门的开关。
进一步地，所述筒体包括一个主筒体和至少一个辅助筒体，所述主筒体和所述至少一个辅助筒体并行设置，所述采集系统和所述取样体积室设置在所述主筒体内，并且所述主筒体内和各所述辅助筒体内均分别设有控制系统和多个所述中间体积室。
进一步地，所述辅助筒体的数目为两个，所述主筒体和两个所述辅助筒体均为取样器的筒体，所述取样体积室的容积为20ml，所述中间体积室的容积为1ml，所述主筒体和两个所述辅助筒体并行设置并在径向截面上相互外切。
进一步地，所述主筒体内设有一个所述取样体积室和八个所述中间体积室，各所述辅助筒体内设有八至十个所述中间体积室。
进一步地，所述主筒体的顶端还设有保护所述数据采集口的端盖。
本发明还提出一种井下泡点压力测试方法，所述井下泡点压力测试方法包括：
A：将所述井下泡点压力快速测试器投入到井下，使井底地层油样品进入取样体积室；
B：然后每隔一定时间，在井下使所述地层油样品依次进入各中间体积室，使所述地层油样品依次进入各中间体积室，记录每次地层油样品依次进入各中间体积前后所述取样体积室的压力；
C：到所述地层油样品进入最后一个中间体积室后，将所述井下泡点压力快速测试器提捞回井口；
D：在地面上获取所述井下泡点压力快速测试器记录的压力变化数据，根据所述压力变化数据绘制曲线得出泡点压力。
进一步地，所述取样体积室的容积为20ml，所述中间体积室的容积为1ml，所述取样体积室的数目为一个，所述中间体积室的数目为28个。
进一步地，每隔5分钟使所述地层油样品依次进入各中间体积室。
本发明记录的压力变化数据完全是在井下进行，实现在油田井下取样的同时，获得较为准确的泡点压力，缩短运送到实验室测试的时间，及时满足工程技术人员要求快速获得该参数的需求。本发明还可以避免实验室测试操作过程中，由于地层油样品损失或温度漂移导致的泡点压力不准确。本发明还可对实验室测试结果进行对比检验。
附图说明
图1为根据本发明实施例的井下泡点压力快速测试器的主筒体的结构示意图；
图2为根据本发明实施例的井下泡点压力快速测试器的第一辅助筒体结构示意图；
图3为根据本发明实施例的井下泡点压力快速测试器的第二辅助筒体结构示意图；
图4为根据本发明实施例的井下泡点压力快速测试器的整体结构俯视方向结构示意图；
图5为压力与体积间关系曲线原理图；
图6为根据本发明实施例测量得出的压力与体积关系曲线。
附图标号说明：
1、主筒体 2、第一辅助筒体 3、第二辅助筒体 4、管线 5、中间体积室7、取样体积室 41、管线接 42、管线接 43、管线接 44、管线接口61、电池 62、控制模块 63、导线(数据线) K0至k29均为阀门，其中，K0控制地层油样品进入取样体积室，k1至k29控制地层油样品进入各中间体积室 141、压力传感器 142、温度传感器 143、采集模块 144、数据采集口 17、端盖
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
如图1和图4所示，根据本发明实施例的井下泡点压力快速测试器包括：筒体、设置在所述筒体中的取样体积室7、设置在所述筒体中的多个依次与所述取样体积室通过管线4和阀门串联连接的中间体积室5、以及设置在所述筒体中的对所述取样体积室的压力的和温度进行数据采集的采集系统。
所述筒体可以为钢质材料，在下入到井下的工作中能够保护内部组件。取样体积室7取样体积室7能够从井下获取地层油样品，是井下泡点压力快速测试器中最初获取地层油样品的取样室或存储室，取样体积室7在取样前为真空。设置多个中间体积室5是为了获得多个压力的和温度数据，中间体积室5越多，就能获得越多的压力的和温度数据，测试结果就越准确。所以，根据中间体积室5的数目和体积，以及筒体的体积，可以设置一个长的筒体，容纳多个中间体积室5。较佳的地，所述筒体包括一个主筒体1和至少一个辅助筒体，所述主筒体和所述至少一个辅助筒体并行设置，这样，能够减少筒体的长度，方便制作，方便测试。
进一步地，如图1所示，所述采集系统包括：设置在所述取样体积室7中的压力传感器141和温度传感器142、设置在所述筒体中并位于所述取样体积室外的采集模块143、以及与所述采集模块143连接将采集数据输出的数据采集口144。采集模块143例如为CPU或PLC，采集模块143与压力传感器141和温度传感器142，对压力的和温度数据进行记录。通过数据采集口144可以数据采集口144到电脑中或实验设备中。
进一步地，如图1所示，所述井下泡点压力快速测试器还包括控制系统，所述控制系统包括：电池61和与所述电池连接的控制模块62。电池61例如为蓄电池。所述控制模块62与各所述阀门连接并控制各所述阀门的开关。控制模块62例如为CPU或PLC，通过导线(或数据线)63与各所述阀门连接。各所述阀门包括从阀门k0至阀门k29的30个阀门。其中，K0控制地层油样品进入取样体积室，k1至k29控制地层油样品进入各中间体积室。
进一步地，如图4所示，所述辅助筒体的数目为两个，分别为第一辅助筒体2以及第二辅助筒体3，这样，是为了获得较为合理数目的压力的和温度数据。所述主筒体1和两个所述辅助筒体均为取样器的筒体，主筒体1和第一辅助筒体2以及第二辅助筒体3均由相同的取样器制成，这样，便于制作，便于连接。
所述取样体积室7的容积为20ml，与取样器的取样室相同，这样，充分利用了取样器的外壳和取样室，便于本发明的井下泡点压力快速测试器的选材和制作。所述中间体积室5的容积为1ml，可以观察到压力的和温度数据的细微变化，有利于测量的精确。如图4所示，所述主筒体1和两个所述辅助筒体并行设置并在径向截面上相互外切。这样，井下泡点压力快速测试器结构紧凑，占用的面积和体积都较小，连接紧密，不易损坏。其中，如图4所示，主筒体1具有管线接口41，第一辅助筒体2具有管线接口42和管线接口43，第二辅助筒体3具有管线接口44，上述各管线接口均位于管线4上，用于筒体之间的连接，例如，管线接口41连接管线接口42，管线接口43连接管线接口44，形成管线4的串联连接。
当本发明采用主筒体1和第一辅助筒体2以及第二辅助筒体3时，如图1所示，所述采集系统和所述取样体积室7设置在所述主筒体1内，并且所述主筒体1内和各所述辅助筒体内均分别设有多个所述中间体积室5和控制系统。采集系统只需获得取样体积室7的压力的和温度数据即可，无需设置多个，因此，将采集系统和所述取样体积室7设置在所述主筒体1内有利于降低成本。
进一步地，如图1所示，所述主筒体1内设有一个所述取样体积室7和八个所述中间体积室5，各所述辅助筒体内设有八至十个所述中间体积室5。如图2和图3所示，第一辅助筒体2以及第二辅助筒体3分别设有十个所述中间体积室5。这样与所述取样体积室7的容积为20ml，所述中间体积室5的容积为1ml的设置是相匹配的，也与筒体由取样器制成相匹配，因为，取样器已为标准件，可以从市场上购得，取样器的体积为已知的。
进一步地，所述主筒体1的顶端还设有保护所述数据采集口的端盖17。
本发明还提出一种井下泡点压力测试方法，所述井下泡点压力测试方法包括：
A：将井下泡点压力快速测试器投入到井下，使井底地层油样品进入取样体积室7，在地层油样品进入取样体积室7前要由控制模块初始设定所有阀门均关闭；
B：然后每隔一定时间，在井下依次打开各阀门，使所述地层油样品依次进入各中间体积室5，记录每次打开阀门前后所述取样体积室7的压力；
C：到所述地层油样品进入最后一个中间体积室5后，将所述井下泡点压力快速测试器提捞回井口；
D：在地面上获取所述井下泡点压力快速测试器记录的压力变化数据，例如，通过数据采集口将温度和压力数据输出的地面的电脑或测试设备中，根据所述压力变化数据绘制曲线得出泡点压力。
由于本发明是在井下就记录了压力变化数据，实现在油田井下取样的同时，获得较为准确的泡点压力，缩短运送到实验室测试的时间。
进一步地，所述取样体积室的容积为20ml，所述中间体积室的容积为1ml，所述取样体积室的数目为一个，所述中间体积室的数目为28个，这样多的数据足够进行精确的测量。
进一步地，每隔5分钟打开一个阀门，使所述地层油样品依次进入各中间体积室，这样，获得的数据较为稳定。
下面更为具体的描述一下井下泡点压力测试方法的操作流程：
(1)由控制模块初始设定所有阀门均关闭；
(2)根据现场实际情况，自行设定投放测试器所有阀门打开或关闭时间，投放至井底，稳定1小时；
(3)打开阀门k0，使井底地层油样品进入20mL体积室，稳定5分钟后关闭，再稳定10分钟；
(4)每隔5分钟，依次打开阀门k1至阀门k29，使所述地层油样品依次进入各中间体积室，记录每次打开阀门前后的压力；
(5)到所述地层油样品进入最后一个中间体积室5后，将测试器提捞回井口，经数据采集口获取压力变化数据，利用计算机绘制曲线得出泡点压力。
计算过程：①通过采集模块获得20mL体积室初始压力为P0，每打开一个阀门，系统体积增加ΔV，压力变化为P1……P28，得到如下数据表，见表1
表1压力与体积关系数据表
利用表1绘制图5的压力体积P V关系曲线，得到图5的曲线拐点即为泡点压力Pb。
表2为根据本发明实施例测量得出的压力与体积数据，
表2压力与体积关系数据表
| 序号 | 压力/MPa | 体积/mL |
| 1 | 95.48 | 30 |
| 2 | 65.26 | 31 |
| 3 | 40.91 | 32 |
| 4 | 21.62 | 33 |
| 5 | 9.42 | 34 |
| 6 | 6.93 | 35 |
| 7 | 5.60 | 36 |
| 8 | 4.93 | 37 |
| 9 | 4.52 | 38 |
| 10 | 4.10 | 39 |
| 11 | 3.88 | 40 |
| 12 | 3.63 | 41 |
| 13 | 3.34 | 42 |
| 14 | 3.18 | 43 |
| 15 | 2.99 | 44 |
| 16 | 2.86 | 45 |
| 17 | 2.64 | 46 |
| 18 | 2.10 | 47 |
| 19 | 1.84 | 48 |
在实际获得的29个压力与体积数据组中，表2采用了连续的19个压力与体积数据组，放弃了开始一段的10个压力与体积数据组，因为开始一段的10个压力与体积数据组的实验意义不大或具有较大的误差。根据表2，绘制图6，图6中曲线拐点Pb即为所求的地层油流体泡点压力。
与现有的方法比较，本发明具有以下优点：
1.在井底取样的同时即可进行泡点压力测试，节省实验时间，使测试时间由原来的两天左右缩短到4至5个小时；
2.取样后，在现场可及时获得地层油样品的泡点压力值，获得实时数据；
3.实现井底在线测试，压力和温度准确无偏差；
4.为实验室测试结果提供对比检验数据。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。为本发明的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种井下泡点压力快速测试器，其特征在于，所述井下泡点压力快速测试器包括：筒体、设置在所述筒体中的取样体积室、设置在所述筒体中的多个依次与所述取样体积室通过管线和阀门串联连接的中间体积室、以及设置在所述筒体中的对所述取样体积室的压力的和温度进行数据采集的采集系统；
所述筒体为钢质材料。
2.如权利要求1所述的井下泡点压力快速测试器，其特征在于，所述采集系统包括：设置在所述取样体积室中的压力传感器和温度传感器、设置在所述筒体中并位于所述取样体积室外的采集模块、以及与所述采集模块连接将采集数据输出的数据采集口。
3.如权利要求1所述的井下泡点压力快速测试器，其特征在于，所述井下泡点压力快速测试器还包括控制系统，所述控制系统包括：电池和与所述电池连接的控制模块，所述控制模块与各所述阀门连接并控制各所述阀门的开关。
4.如权利要求3所述的井下泡点压力快速测试器，其特征在于，所述筒体包括一个主筒体和至少一个辅助筒体，所述主筒体和所述至少一个辅助筒体并行设置，所述采集系统和所述取样体积室设置在所述主筒体内，并且所述主筒体内和各所述辅助筒体内均分别设有控制系统和多个所述中间体积室。
5.如权利要求4所述的井下泡点压力快速测试器，其特征在于，所述辅助筒体的数目为两个，所述主筒体和两个所述辅助筒体均为取样器的筒体，所述取样体积室的容积为20ml，所述中间体积室的容积为1ml，所述主筒体和两个所述辅助筒体并行设置并在径向截面上相互外切。
6.如权利要求5所述的井下泡点压力快速测试器，其特征在于，所述主筒体内设有一个所述取样体积室和八个所述中间体积室，各所述辅助筒体内设有八至十个所述中间体积室。
7.如权利要求4所述的井下泡点压力快速测试器，其特征在于，所述主筒体的顶端还设有保护所述数据采集口的端盖。
8.一种井下泡点压力测试方法，其特征在于，所述井下泡点压力测试方法包括：
A:将权利要求1至7中任一项所述的井下泡点压力快速测试器投入到井下，使井底地层油样品进入取样体积室；
B：然后每隔一定时间，在井下使所述地层油样品依次进入各中间体积室，记录每次所述地层油样品依次进入各中间体积室前后所述取样体积室的压力；
C：到所述地层油样品进入最后一个中间体积室后，将所述井下泡点压力快速测试器提捞回井口；
D:在地面上获取所述井下泡点压力快速测试器记录的压力变化数据，根据所述压力变化数据绘制曲线得出泡点压力。
9.如权利要求8所述的井下泡点压力测试方法，其特征在于，所述取样体积室的容积为20ml，所述中间体积室的容积为1ml，所述取样体积室的数目为一个，所述中间体积室的数目为28个。
10.如权利要求8或9所述的井下泡点压力测试方法，其特征在于，每隔5分钟使所述地层油样品依次进入各中间体积室。
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