CN104632189A - 稠油自动检测系统和助采剂注入量的自动调整系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种稠油自动检测系统，包括检测容器、原油含水分析仪、搅拌装置和液位传感器，其中：检测容器的顶部设置有排气装置，检测容器的进油口通过第一逆止阀和第一电动阀连接至原油主管路且该连接点与原油主管路的接入点之间设置有流量计，检测容器的底部安装有搅拌装置并通过第二电动阀、增压泵和第二逆止阀连接至原油主管路；原油含水分析仪连接至检测容器内，用于检测容器内稠油的含水率；液位传感器设置在检测容器上并连接至第一电动阀，用于检测容器内稠油的液面高度并在液面高度大于预设值时控制第一电动阀关闭。本发明还提供了一种助采剂注入量的自动调整系统。提供本发明，能够实现稠油在线自动检测。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采技术领域，具体而言，涉及一种稠油自动检测系统和一种助采剂注入量的自动调整系统。
背景技术
全球石油资源大概是9～13万亿桶(1.4～2.1万亿立方米)，常规原油只占其中的大约30％，其余都是稠油、超稠油和沥青。一般来说，原油越稠，其经济价值就越低。但在石油需求强劲、油价高企、常规原油产量下降的背景下，石油工业在全球许多地方的重点正在转向稠油开采，以补充自身的石油储量。稠油开发在流体数椐采集分析和提高采收率方面，都给原油生产企业带来新的挑战和困难；然而通过采用新技术、新装备以及对常规油藏开发方法进行改进，能够实现对稠油油藏的有效开发。现在我国大型油企也正在积极转向稠油开发来增加产量、更新储量评估、测试新技术、投资基础设施建设，使其稠油资源的开发不至于落后发达国家。
目前，在稠油开采的诸多办法当中，，采用化学添加剂降低原油的凝固点和粘度，是最受国内外石油工业界普遍关注的、被认为是最有前途的方法之一。该方法可使稠油易于流动，降低开采阻力，减小开采成本，提高开采效率及效益。近年来，相关提高化学剂性能的研究较多，但有关稠油开采过程中，所用化学剂应用的技术及装备的研究相对较少。
工业上常用的稠油化学降粘技术包括：表面活性剂水溶液乳化降粘、掺稀原油降粘、掺有机溶剂(汽油、柴油、轻烃、混苯等)降粘及复合降粘等，其中最具技术经济价值的是水溶性乳化剂降粘和油溶性降粘剂降粘。水溶性乳化降粘技术作为降粘幅度最大和使用经济性最好的化学剂降粘技术，已在我国各稠油油田得到广泛应用。
水溶性乳化降粘技术的机理，就是在表面活性剂作用下，使稠油或“油包水(W/O)”型乳状液转变为“水包油(O/W)”型乳状液，使摩擦阻力大幅降低，依靠连续的水膜，减少稠油举升过程中的流动阻力。但由于在注入化学剂开采稠油的过程中，各油井的稠油和乳状液状况不尽相同，现场监测、分析流体样本数据的准确性，直接影响了稠油开采的效果。
稠油采出的流动过程可以分为三个步骤：从油藏到井底的流动(油层中的渗流)、从井底到井口的流动(举升)以及从井口到地面站的流动(集输)，水溶性乳化降粘技术主要针对的是后两个过程粘度对产量的影响。
虽然水溶性乳化降粘技术有着很好的降粘效果，但是在当前稠油开采中，检测技术和工艺装备相对单一，均是现场采取取样实验室送检的方法，其检测周期较长；即使是现场检测，也是使用便携式的检测仪器进行简单分析。这样的分析技术和工艺装备，在现场实施中存在如下缺陷：
1、“开放式”的流体取样，易造成有害气体泄漏使人员中毒的风险；
2、无法实现实时检测并根据检测结果及时调整注入化学剂量，容易造成浪费或者未达到最大增产效果；
3、不能及时根据生产情况调整化学剂用量，造成生产波动，使油井生产能力下降；
4、流体取样后须到专业实验室进行分析，样本容易沉淀分层，难以反应在井内环境(温度、压力、混合程度)下的生产参数，数据针对性差；
5、现有管道式检测仪器的承压均在6.4MPa以下，难以达到与油井内同等压力(20MPa)，无法实现直接检测；
6、生产过程中取样及检测量很大，既需要大量的人力、物力，也会造成不必要污染和损耗。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种能够实现稠油在线自动检测的系统。本发明所要解决的另一技术问题在于，提供一种助采剂注入量的自动调整系统。
因此，本发明的技术方案如下：
一种稠油自动检测系统，包括检测容器、原油含水分析仪、搅拌装置和液位传感器，其中：所述检测容器的顶部设置有排气装置，所述检测容器的进油口通过第一逆止阀和第一电动阀连接至原油主管路且该连接点与所述原油主管路的接入点之间设置有流量计，所述检测容器的底部安装有所述搅拌装置并通过第二电动阀、增压泵和第二逆止阀连接至所述原油主管路；所述原油含水分析仪连接至所述检测容器内，用于检测所述检测容器内稠油的含水率；所述液位传感器设置在所述检测容器上并连接至所述第一电动阀，用于检测所述检测容器内稠油的液面高度并在所述液面高度大于预设值时控制所述第一电动阀关闭。
其中，所述增压泵可以为柱塞增压泵。
在该技术方案中，能够实现稠油的在线自动检测，得到可靠的关于稠油流量和含水率数据，从而可以根据该数据调整助采剂的配比，具有以下优点：
1、“封闭式”在线随机取样，自动检测；
2、由于是在线检测，所测得数据真实反应出井内的各种参数，最大程度的消除了环境误差；
3、自动排气、消泡，检测结果更加真实；
4、通过搅拌装置对检测的稠油自动搅拌混合，保持井下“油包水(W/O)”乳状液状态，使所得检测数据在指导调整化学剂注入量时，更加精准；
5、流体样本检测后，通过增压泵所在的管路回注，避免污染和浪费；
6、可连接远程控制设备检测程序，传送监测数据，从而实时调整化学剂注入量；
7、全封闭的检测、分析装备，确保人员及设备无风险；
8、随时可在线检测，并依据检测结果调整化学剂注入量，将生产波动减至最低，确保稳定生产；
9、施工不影响正常生产，周期短、费用低、见效快。
在所述检测容器与所述原油主管路的连接点和所述原油主管路的接入点之间还设置有温度仪表和第一压力仪表。
所述的稠油自动检测系统还包括原油粘度分析仪，连接至所述检测容器内，用于检测所述检测容器内稠油的粘度。
进一步，所述的稠油自动检测系统还包括清洗液储罐、清洗泵和清洗喷头，所述清洗喷头安装在所述检测容器内并依次通过第三逆止阀、所述清洗泵和第三电动阀连接至所述清洗液储罐，用于对所述检测容器内进行清洗。
在该技术方案中，能够实现检测容器的自动清洗，确保下次检测时，检测容器和其内传感器的清洁。
在所述第三电动阀与所述第三逆止阀之间还安装有清洗泵，可以更好地保证清洗效果。
在所述第三电动阀与所述清洗泵之间还设置有流量仪表和第二压力仪表。
本发明还提供了一种稠油开采中助采剂注入量的自动调整系统，包括上述技术方案中任一项所述的稠油自动检测系统，所述的自动调整系统还包括控制器、助采剂储液罐、第一变量泵、水储罐、第二变量泵，其中：
所述助采剂储罐依次通过所述第一变量泵和助采剂输入管路连接至油井回注管路，所述水储罐依次通过所述第二变量泵和所述助采剂输入管路连接至所述油井回注管路；
所述控制器连接至所述流量计、所述原油含水分析仪、所述第一变量泵和所述第二变量泵，用于根据所述流量计检测到的流量和所述原油含水分析仪检测到的含水率控制所述第一变量泵和所述第二变量泵的排量。
在该技术方案中，将稠油自动检测系统与控制系统联系起来，控制器根据检测系统检测到的参数(流量和含水率)控制第一变量泵和第二变量泵的排量，从而控制助采剂水的配比，实现助采剂的自动调整，检测参数准确，效率高。
进一步，在所述助采剂储液罐与所述第一变量泵之间设置有第一过滤器，在所述储水罐与所述第二变量泵之间设置有第二过滤器。
进一步，在所述第一变量泵与所述助采剂输入管路之间设置有第四电动阀和第四逆止阀，在所述第二变量泵与所述助采剂输入管路之间设置有第五电动阀和第五逆止阀。
附图说明
图1是根据本发明实施例的助采剂注入量的自动调整系统的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1所示，根据本发明的实施例的稠油自动检测系统，包括检测容器1、原油含水分析仪2、搅拌装置3和液位传感器4，其中：所述检测容器1的顶部设置有排气装置1a，所述检测容器1的进油口通过第一逆止阀5a和第一电动阀6a连接至原油主管路7且该连接点与所述原油主管路7的接入点71之间设置有流量计8，所述检测容器1的底部安装有所述搅拌装置3并通过第二电动阀6b、增压泵9和第二逆止阀5b连接至所述原油主管路7；所述原油含水分析仪2连接至所述检测容器1内，用于检测所述检测容器1内稠油的含水率；所述液位传感器4设置在所述检测容器1上并连接至所述第一电动阀6a，用于检测所述检测容器1内稠油的液面高度并在所述液面高度大于预设值时控制所述第一电动阀1关闭。
其中，所述增压泵9可以为柱塞增压泵。
在该技术方案中，能够实现稠油的在线自动检测，得到可靠的关于稠油流量和含水率数据，从而可以根据该数据调整助采剂的配比，具有以下优点：
1、“封闭式”在线随机取样，自动检测；
2、由于是在线检测，所测得数据真实反应出井内的各种参数，最大程度的消除了环境误差；
3、自动排气、消泡，检测结果更加真实；
4、通过搅拌装置3对检测的稠油自动搅拌混合，保持井下“油包水(W/O)”乳状液状态，使所得检测数据在指导调整化学剂注入量时，更加精准；
5、流体样本检测后，通过增压泵9所在的管路回注，避免污染和浪费；
6、可连接远程控制设备检测程序，传送监测数据，从而实时调整化学剂注入量；
7、全封闭的检测、分析装备，确保人员及设备无风险；
8、随时可在线检测，并依据检测结果调整化学剂注入量，将生产波动减至最低，确保稳定生产；
9、施工不影响正常生产，周期短、费用低、见效快。
在所述检测容器1与所述原油主管路7的连接点和所述原油主管路7的接入点71之间还设置有温度仪表10和第一压力仪表11。
所述的稠油自动检测系统还包括原油粘度分析仪12，连接至所述检测容器1内，用于检测所述检测容器1内稠油的粘度。
进一步，所述的稠油自动检测系统还包括清洗液储罐13、清洗泵14和清洗喷头15，所述清洗喷头15安装在所述检测容器1内并依次通过第三逆止阀5c、所述清洗泵14和第三电动阀6c连接至所述清洗液储罐13，用于对所述检测容器1内进行清洗。
在该技术方案中，能够实现检测容器1的自动清洗，确保下次检测时，检测容器1和其内传感器的清洁。
在所述第三电动阀6c与所述第三逆止阀5c之间还安装有清洗泵14，可以更好地保证清洗效果。
在所述第三电动阀6c与所述清洗泵14之间还设置有流量仪表和16第二压力仪表17。
本发明还提供了一种稠油开采中助采剂注入量的自动调整系统，包括上述技术方案中任一项所述的稠油自动检测系统，所述的自动调整系统还包括控制器18、助采剂储液罐19、第一变量泵20、水储罐21、第二变量泵22，其中：
所述助采剂储罐19依次通过所述第一变量泵20和助采剂输入管路23连接至油井回注管路，所述水储罐21依次通过所述第二变量泵20和所述助采剂输入管路23连接至所述油井回注管路；
所述控制器18连接至所述流量计8、所述原油含水分析仪2、所述第一变量泵20和所述第二变量泵22，用于根据所述流量计8检测到的流量和所述原油含水分析仪2检测到的含水率控制所述第一变量泵20和所述第二变量泵22的排量。
其中，热水及药剂的加入量分别按下式计算：
S1＝(0.25Y-S)/0.75
X＝(Y+S1)×0.5％
其中：S1为加水的量，m3/d；
X为加入的药剂量，t/d；
Y为流量计检测到的流量，m3/d；
S为含水率分析仪检测到的采出液中的含水率m3/d。
助采剂输入管路23可以多条并列设置，例如如图中所示。
在该技术方案中，将稠油自动检测系统与控制系统联系起来，控制器18根据检测系统检测到的参数(流量和含水率)控制第一变量泵20和第二变量泵22的排量，从而控制助采剂水的配比，实现助采剂的自动调整，检测参数准确，效率高。
进一步，在所述助采剂储液罐19与所述第一变量泵20之间设置有第一过滤器25，在所述储水罐21与所述第二变量泵22之间设置有第二过滤器26。
进一步，在所述第一变量泵20与所述助采剂输入管路23之间设置有第四电动阀6d和第四逆止阀5d，在所述第二变量泵22与所述助采剂输入管路23之间设置有第五电动阀6e和第五逆止阀5e。
整个系统的工作流程可以如下：
取样操作：检测信息指令发出，并联在主管路上的第一电动阀6a打开，稠油或油包水乳状液在油井压力的推动下，由检测容器1上部注入；检测容器1可以进行偏心设计，流体在压力的作用下沿检测容器1侧壁螺旋下行；流体内所含的压缩空气，会随着环境压力的变化产生膨胀溢出(注：这些大量溢出的气泡会直接影响检测准确性)，检测容器1上部安装的排气装置1a会自动排放消泡，从而确保检测容器1内部的流体压力恒定；当液位上升到一定高度，第一电动阀6a关闭，此时，各检测元件开始检测流体样本数据。在这个过程中，由于稠油或油包水乳状液的注入、排气消泡，均有一定的时间周期，流体样本会出现不同程度的水油分离沉淀(注：这同样会影响检测数据的准确性)，因此，容检测器1底部的搅拌装置3会随着检测流体的注入进行自动搅拌，保持乳状液的状态，避免油水分离沉淀。
分析后的执行操作：流体样本的检测数据，由数据线传递到控制器18(例如可以为PLC)内，进行数据分析比对，然后将分析结果传输到触屏上(或远程传输到处理中心)，现场操作人员可在触屏上进行调取、设定相关数据和程序(根据注药量及注水量公式)；控制器18根据分析结果，发指令给化学助采剂和水的定量注入装置(第一变量泵20和第二变量泵22)，向油井注入规定量的助剂和水。
取样分析后的清洗操作：当流体样本的全部检测、分析完成后，检测容器1底部的第二电动阀6b开启，流体样本被排放至原油主管道内。排放结束后，清洗泵14开启，当建立一定的清洗操作压力后，清洗剂由清洗喷头15喷入检测容器1内，清洗传感器和筒壁上存留的稠油。清洗完毕后，检测容器1底部的第二电动阀6b再次开启，增压泵9泵建立压力后，将清洗后的残液排入原油主管路7。
综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，本领域的技术人员可以在本发明的技术指导思想之内提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本发明的范围之内。
Claims (10)
1.一种稠油自动检测系统，其特征在于，包括检测容器(1)、原油含水分析仪(2)、搅拌装置(3)和液位传感器(4)，其中：
所述检测容器(1)的顶部设置有排气装置(1a)，所述检测容器(1)的进油口通过第一逆止阀(5a)和第一电动阀(6a)连接至原油主管路(7)且该连接点与所述原油主管路(7)的接入点(71)之间设置有流量计(8)，所述检测容器(1)的底部安装有所述搅拌装置(3)并通过第二电动阀(6b)、增压泵(9)和第二逆止阀(5b)连接至所述原油主管路(7)；
所述原油含水分析仪(2)连接至所述检测容器(1)内，用于检测所述检测容器(1)内稠油的含水率；
所述液位传感器(4)设置在所述检测容器(1)上并连接至所述第一电动阀(6a)，用于检测所述检测容器(1)内稠油的液面高度并在所述液面高度大于预设值时控制所述第一电动阀(1)关闭。
2.根据权利要求1所述的稠油自动检测系统，其特征在于，在所述检测容器(1)与所述原油主管路(7)的连接点和所述原油主管路(7)的接入点(71)之间还设置有温度仪表(10)和第一压力仪表(11)。
3.根据权利要求1所述的稠油自动检测系统，其特征在于，还包括原油粘度分析仪(12)，连接至所述检测容器(1)内，用于检测所述检测容器(1)内稠油的粘度。
4.根据权利要求1所述的稠油自动检测系统，其特征在于，所述增压泵(9)为柱塞增压泵。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的稠油自动检测系统，其特征在于，还包括清洗液储罐(13)、清洗泵(14)和清洗喷头(15)，所述清洗喷头(15)安装在所述检测容器(1)内并依次通过第三逆止阀(5c)、所述清洗泵(14)和第三电动阀(6c)连接至所述清洗液储罐(13)，用于对所述检测容器(1)内进行清洗。
6.根据权利要求5所述的稠油自动检测系统，其特征在于，在所述第三电动阀(6c)与所述第三逆止阀(5c)之间还安装有清洗泵(14)。
7.根据权利要求5所述的稠油自动检测系统，其特征在于，在所述第三电动阀(6c)与所述清洗泵(14)之间还设置有流量仪表和(16)第二压力仪表(17)。
8.一种稠油开采中助采剂注入量的自动调整系统，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一项所述的稠油自动检测系统，所述的自动调整系统还包括控制器(18)、助采剂储液罐(19)、第一变量泵(20)、水储罐(21)、第二变量泵(22)，其中：
所述助采剂储罐(19)依次通过所述第一变量泵(20)和助采剂输入管路(23)连接至油井回注管路，所述水储罐(21)依次通过所述第二变量泵(20)和所述助采剂输入管路(23)连接至所述油井回注管路；
所述控制器(18)连接至所述流量计(8)、所述原油含水分析仪(2)、所述第一变量泵(20)和所述第二变量泵(22)，用于根据所述流量计(8)检测到的流量和所述原油含水分析仪(2)检测到的含水率控制所述第一变量泵(20)和所述第二变量泵(22)的排量。
9.根据权利要求8所述的稠油开采中助采剂注入量的自动调整系统，其特征在于，在所述助采剂储液罐(19)与所述第一变量泵(20)之间设置有第一过滤器(25)，在所述储水罐(21)与所述第二变量泵(22)之间设置有第二过滤器(26)。
10.根据权利要求8或9所述的稠油开采中助采剂注入量的自动调整系统，其特征在于，在所述第一变量泵(20)与所述助采剂输入管路(23)之间设置有第四电动阀(6d)和第四逆止阀(5d)，在所述第二变量泵(22)与所述助采剂输入管路(23)之间设置有第五电动阀(6e)和第五逆止阀(5e)。
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