CN102979492A - 溶剂萃取开采薄层稠油实验装置 - Google Patents

Abstract

一种溶剂萃取开采薄层稠油实验装置，其特征在于包括装有填砂模型或岩心夹持器的填砂模型或岩心夹持器和计量泵、增压泵、回压阀、油气分离器、湿式气体流量计、稠油活塞容器、溶剂活塞容器、水活塞容器、辅助活塞容器，期间通过各种阀门连接；本发明的溶剂萃取开采薄层稠油实验装置，具有以下有益效果：不但可以做溶剂蒸气萃取模拟实验研究，还可以做溶剂蒸气吞吐/溶剂蒸气驱、水驱采油等多种驱油方式的模拟研究；装置结构简单，方便灵活，驱油方式可通过阀门组的开闭实现灵活切换，覆盖整套驱油作业流程；填砂模型或岩心夹持器内岩心和填砂模型可灵活拆卸、安装。

Description

溶剂萃取开采薄层稠油实验装置

技术领域

本发明涉及一种用于研究薄层稠油溶剂蒸汽采油的实验工具，特别是涉及一种溶剂萃取开采薄层稠油实验装置。

背景技术

随着对石油开采程度的加深，易开采输送的常规石油资源越来越少，对稠油等非常规石油资源的开发利用变得日益迫切，已成为21 世纪世界性的重要能源项目之一。由于稠油粘度高，相对密度大，胶质和沥青质含量高，流动阻力大，甚至不能流动，因而用常规技术难以经济有效地开发。

目前，开采稠油油藏的常规技术是热力采油，即蒸汽吞吐CSS，蒸汽驱SF，火烧油层ISC，蒸汽辅助重力泄油SAGD等。这些技术开采稠油原理是通过加热而降低油藏中原油的粘度。在蒸汽吞吐技术中，原油最大采收率几乎没有超过20%，通常情况下，要采用蒸汽驱技术，而蒸汽驱又存在着蒸汽密度和粘度均较低，易发生超覆和汽窜的问题，产生不均匀的垂直扫油效率，导致地层中残余油饱和度高、蒸汽波及系数小、驱油效率和采收率低。

火烧油层技术要取得成功，原油地层条件下的粘度要足够低，要求                                                

<1000 mPa·s，从而可以使原油从燃烧区驱替到冷油藏区。

尽管SAGD技术在稠油开采方面是可行的，但是SAGD技术具有热利用率低，尤其是该技术应用到在薄层油藏中，成本高昂。SAGD技术除了存在着热利用效率低的问题，还存在着其它相关的问题，主要包括采出水的处理及相关环境问题，需要消耗大量淡水资源及粘土膨胀可能引起的地层损害等。因此，为了降低成本，提高采收率，需要寻求一种更清洁，效率更高的技术。

1991年Butler等提出了Vapex技术，Vapex技术是基于对SAGD技术研究的基础上提出的一种新方法，有着比SAGD技术更明显的优势。这种采油技术可以解决热力采油的关键技术问题，如蒸汽的产生、燃料的成本、二氧化碳的排放等。

因此，利用溶剂蒸气萃取开采方式应是动用这种低丰度、薄油层、高粘度稠油的经济有效方法。

溶剂蒸气萃取技术用于开采稠油是可行的，并且在国外的稠油矿场试验中也有成功的实例。溶剂蒸气萃取技术具有一系列优点，它是一项很有吸引力的开采薄层稠油的新工艺，是一项有前途的绿色科技。

目前，我国大部分稠油油藏都处于注蒸汽热采开发中后期高含水，且有些油藏较薄，油藏储量所占比例较大，这些薄层稠油油藏的开发在某种程度上都可应用溶剂蒸气萃取技术提高采收率，目前仍处于探索阶段，但是有关研究溶剂蒸气萃取薄层稠油油藏的模拟试验仪器还没有，仍有待于技术开发予以补充。

发明内容

为了给溶剂蒸气萃取用于薄层稠油油藏的研究工作提供实验条件，本发明提供了一种溶剂萃取开采薄层稠油实验装置，可用于溶剂蒸气萃取的采油工艺研究。

本发明采用的技术方案为：一种溶剂萃取开采薄层稠油实验装置，其特征在于包括填砂模型或岩心夹持器和计量泵，填砂模型或岩心夹持器两侧分别设有入口和出口，入口通过管道依次连接有第一阀门、第二阀门和增压泵，出口通过管道依次连接有第三阀门、回压阀、油气分离器、湿式气体流量计、第四阀门、溶剂回收罐；计量泵出口通过管道依次串接有第五阀门、缓冲罐、第六阀门和回压阀；计量泵出口和第五阀门间的管道上通过第七阀门、第八阀门、第九阀门、第十阀门分别与稠油活塞容器、溶剂活塞容器、水活塞容器、辅助活塞容器连接，稠油活塞容器、溶剂活塞容器、水活塞容器、辅助活塞容器分别通过第十一阀门、第十二阀门、第十三阀门、第十四阀门与第一阀门、第二阀门间的管道连接；第二阀门与增压泵间的管道上通过第十五阀门连接有溶剂罐；计量泵连接有一储水罐；填砂模型或岩心夹持器的入口处、出口处、缓冲罐与第六阀门间管道上、阀门二与增压泵间管道上分别连接有压力表一、压力表二、压力表三、压力表四；填砂模型或岩心夹持器、稠油活塞容器、溶剂活塞容器、水活塞容器、辅助活塞容器、缓冲罐置于一空气浴密闭空间内。

所述计量泵为自动计量泵，第五阀门与缓冲罐间的管道上串连有第十六阀门，第五阀门与第十六阀门间的管道上通过第十七阀门连接有手动计量器，手动计量器通过第十八阀门连接到储水罐。

所述油气分离器下部设有液体采集器。

所述稠油活塞容器、溶剂活塞容器、水活塞容器、内分别盛有稠油、溶剂、水；溶剂罐内盛有溶剂。

所述溶剂为乙烷、丙烷或丁烷。

所述填砂模型、岩心夹持器内分别设有具有孔隙结构的石英砂和岩心。

所述填砂模型或岩心夹持器置于一具有密封盖的密封容器内，密封容器两端分别与第一阀门和第三阀门连接，除填砂模型或岩心夹持器入口和出口端外，填砂模型或岩心夹持器周围填充密封料后用密封盖密封。

本发明的溶剂萃取开采薄层稠油实验装置，具有以下有益效果：不但可以做溶剂蒸气萃取模拟实验研究，还可以做溶剂蒸气吞吐/溶剂蒸气驱、水驱采油等多种驱油方式的模拟研究；装置结构简单，方便灵活，驱油方式可通过阀门组的开闭实现灵活切换，覆盖整套驱油作业流程；填砂模型或岩心夹持器内岩心和填砂模型可灵活拆卸、安装。

附图说明

图1为本发明实施例整体结构组成示意图；

图中标号名称：1第一阀门; 2第二阀门; 3第三阀门;4第四阀门; 5第五阀门; 6第六阀门; 7第七阀门; 8第八阀门; 9第九阀门; 10第十阀门; 11第十一阀门; 12第十二阀门;13第十三阀门; 14第十四阀门; 15第十五阀门; 16第十六阀门; 17第十七阀门; 18第十八阀门; 19填砂模型或岩心夹持器；20计量泵；21增压泵；22回压阀；23油气分离器；24湿式气体流量计；25溶剂回收罐26缓冲罐；27稠油活塞容器；28溶剂活塞容器；29水活塞容器；30辅助活塞容器；31压力表一；32压力表二；33压力表三；34压力表四；35溶剂罐；36手动计量器；37储水罐；38液体采集器；39空气浴。

具体实施方式

本发明实施例如图1所示，该溶剂萃取开采薄层稠油实验装置设有填砂模型或岩心夹持器19和计量泵20，计量泵20为自动计量泵，填砂模型或岩心夹持器19两侧分别设有入口和出口，入口通过管道依次连接有第一阀门1、第二阀门2和增压泵21，增压泵21用于为管路加压，出口通过管道依次连接有第三阀门3、回压阀22、油气分离器23、湿式气体流量计24、第四阀门4、溶剂回收罐25，回压阀22用于控制实验中气液比控制出口压力；计量泵20出口通过管道依次串接有第五阀门5、缓冲罐26、第六阀门6和回压阀22，缓冲罐26储气用于给回压阀22加回压之用；计量泵20出口和第五阀门5间的管道上通过第七阀门7、第八阀门8、第九阀门9、第十阀门10分别与稠油活塞容器27、溶剂活塞容器28、水活塞容器29、辅助活塞容器30连接，分别用于储油、出驱油介质、储水、容量拓展，稠油活塞容器27、溶剂活塞容器28、水活塞容器29、辅助活塞容器30分别通过第十一阀门11、第十二阀门12、第十三阀门13、第十四阀门14与第一阀门1、第二阀门2间的管道连接；第二阀门2与增压泵21间的管道上通过第十五阀门15连接有溶剂罐35，用于溶剂活塞容器28的溶剂充注；计量泵20连接有一储水罐37，为计量泵20驱动活塞容器提供水源；填砂模型或岩心夹持器19的入口处、出口处、缓冲罐26与第六阀门6间管道上、阀门二2与增压泵21间管道上分别连接有压力表一31、压力表二32、压力表三33、压力表四34，用于压力监测；填砂模型或岩心夹持器19、稠油活塞容器27、溶剂活塞容器28、水活塞容器29、辅助活塞容器30、缓冲罐26置于一空气浴39密闭空间内，利用空气浴39进行温度控制；第五阀门5与缓冲罐25间的管道上串连有第十六阀门16，第五阀门5与第十六阀门16间的管道上通过第十七阀门17连接有手动计量器36，手动计量器36通过第十八阀门18连接到储水罐37，手动计量器36用于为回压阀加压；油气分离器23下部设有液体采集器38；填砂模型或岩心夹持器具有孔隙结构。

利用本发明实验装置实验方法，实验时根据需要在填砂模型或岩心夹持器19内装入岩心或石英砂并密封，在活塞容器27、活塞容器28、活塞容器29内分别注入稠油、所需驱油介质和水。辅助活塞容器30，根据需要用于实验时补充稠油活塞容器27、溶剂活塞容器28或水活塞容器29容量不足，溶剂活塞容器28内的溶剂是通过增压泵21注入的高压驱油液体溶剂或溶剂蒸汽，然后对填砂模型或岩心19进行抽真空饱和水，根据吸水量计算填砂模型或岩心的孔隙体积和孔隙度，再向填砂模型或岩心19饱和油建立束缚水饱和度；通过空气浴39对其内部各活塞容器和填砂模型或岩心19进行加热，模拟不同地层的温度环境，然后即可进行驱油实验操作；溶剂活塞容器28内注入的是高压驱油液体溶剂时，打开第八阀门8、第十二阀门12、第一阀门1、第三阀门3和第四阀门4向填砂模型或岩心19注入驱油溶剂，可进行溶剂驱油实验操作；溶剂活塞容器28内注入的是高压驱油溶剂蒸汽时，打开第八阀门8、第十二阀门12、第一阀门1、第三阀门3和第四阀门4向填砂模型或岩心19注入蒸汽，通过调节第八阀门8、第十二阀门12控制回压和压差，可以进行溶剂蒸气萃取实验操作；溶剂活塞容器28内注入的是高压驱油溶剂蒸汽时，关闭第三阀门3、第六阀门6，空气浴升温至地层温度，经增压泵21推动，将溶剂蒸气注入填砂模型或岩心19内饱和油中，进行闷井，期间调整恒温空气浴温度模拟现场油藏温度情况，然后关闭第一阀门1，打开第三阀门3，可以考察萃取稠油情况；打开第十三阀门、第九阀门、第一阀门、第三阀门和第六阀门，用自动计量泵推动可进行后续驱油实验操作；各实验流程均通过各阀门间的组合切换来完成，本实验装置驱油介质可采用乙烷、丙烷或丁烷。

本发明可实施多种驱油方式的模拟研究，装置结构简单，方便灵活，驱油方式可通过阀门组的开闭实现灵活切换，覆盖整套驱油作业流程，填砂模型或岩心夹持器内岩心和填砂模型可灵活拆卸、安装，对教学和研究工作至关重要，适于在该领域应用推广。

本发明实施时填砂模型或岩心夹持器可置于一具有密封盖的密封容器内，密封容器两端分别与第一阀门和第三阀门连接，除填砂模型或岩心夹持器入口和出口端外，填砂模型或岩心夹持器周围填充密封料后用密封盖密封，便于更换。

Claims (7)

1.一种溶剂萃取开采薄层稠油实验装置，其特征在于包括填砂模型或岩心夹持器（19）和计量泵（20），填砂模型或岩心夹持器（19）两侧分别设有入口和出口，入口通过管道依次连接有第一阀门(1)、第二阀门(2）和增压泵（21），出口通过管道依次连接有第三阀门（3）、回压阀（22）、油气分离器（23）、湿式气体流量计（24）、第四阀门（4）、溶剂回收罐（25）；计量泵（20）出口通过管道依次串接有第五阀门（5）、缓冲罐（26）、第六阀门（6）和回压阀（22）；计量泵（20）出口和第五阀门（5）间的管道上通过第七阀门（7）、第八阀门（8）、第九阀门（9）、第十阀门（10）分别与稠油活塞容器（27）、溶剂活塞容器（28）、水活塞容器（29）、辅助活塞容器（30）连接，稠油活塞容器（27）、溶剂活塞容器（28）、水活塞容器（29）、辅助活塞容器（30）分别通过第十一阀门（11）、第十二阀门（12）、第十三阀门（13）、第十四阀门（14）与第一阀门（1）、第二阀门（2）间的管道连接；第二阀门（2）与增压泵（21）间的管道上通过第十五阀门（15）连接有溶剂罐（35）；计量泵（20）连接有一储水罐（37）；填砂模型或岩心夹持器（19）的入口处、出口处、缓冲罐（26）与第六阀门（6）间管道上、阀门二（2）与增压泵（21）间管道上分别连接有压力表一（31）、压力表二（32）、压力表三（33）、压力表四（34）；填砂模型或岩心夹持器（19）、稠油活塞容器（27）、溶剂活塞容器（28）、水活塞容器（29）、辅助活塞容器（30）、缓冲罐（26）置于一空气浴（39）密闭空间内。

2.根据权利要求1所述的溶剂萃取开采薄层稠油实验装置，其特征在于所述计量泵（20）为自动计量泵，第五阀门（5）与缓冲罐（25）间的管道上串连有第十六阀门（16），第五阀门（5）与第十六阀门（16）间的管道上通过第十七阀门（17）连接有手动计量器（36），手动计量器（36）通过第十八阀门（18）连接到储水罐（37）。

3.根据权利要求1所述的溶剂萃取开采薄层稠油实验装置，其特征在于所述油气分离器（23）下部设有液体采集器（38）。

4.根据权利要求1至3任一所述的溶剂萃取开采薄层稠油实验装置，其特征在于所述稠油活塞容器（27）、溶剂活塞容器（28）、水活塞容器29、内分别盛有稠油、溶剂、水；溶剂罐（35）内盛有溶剂。

5.根据权利要求4所述的溶剂萃取开采薄层稠油实验装置，其特征在于所述溶剂为乙烷、丙烷或丁烷。

6.根据权利要求1至3任一所述的溶剂萃取开采薄层稠油实验装置，其特征在于所述填砂模型、岩心夹持器（19）内分别设有具有孔隙结构的石英砂和岩心。

7.根据权利要求1至3任一所述的溶剂萃取开采薄层稠油实验装置，其特征在于所述填砂模型或岩心夹持器（19）置于一具有密封盖的密封容器内，密封容器两端分别与第一阀门和第三阀门连接，除填砂模型或岩心夹持器（19）入口和出口端外，填砂模型或岩心夹持器（19）周围填充密封料后用密封盖密封。

Images