CN105606489B - 一种聚合物溶液粘度损失在线检测系统及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种聚合物溶液粘度损失在线检测系统及工艺，属于石油工业聚合物驱油技术领域。该系统包括：与注水井口连通的泵房；与所述泵房连通的储液罐，所述储液罐分为原液罐和废液罐两部分；所述储液罐上的固定装置，用于固定配注工具；固定在所述储液罐上、与注水井口连通的所述配注工具，所述配注工具上的出液孔与所述废液罐上的进液口相对；粘度检测装置；其特征在于，所述配注工具的出液孔附近安装有用于收集从所述配注工具的出液孔排放出来的聚合物溶液的聚合物溶液收集器，该聚合物溶液收集器与所述粘度检测装置连通。该系统可以实时、在线检测聚合物溶液通过配注工具后的粘度变化，检测条件与实际生产条件相同，准确度高，安全、环保。

Description

一种聚合物溶液粘度损失在线检测系统及工艺

技术领域

本发明涉及一种聚合物溶液粘度损失检测系统及工艺，属于石油工业聚合物驱油技术领域。

背景技术

聚合物驱提高采收率技术是老油田提高油层动用程度的重要技术手段，依靠聚合物水溶液的粘度高、扩大注入地层后的波及体积来达到提高油气采收率的目的。在注入过程中，聚合物溶液在通过配注工具时，聚合物溶液的粘度会降低。因此，在进行分层注聚管柱配套工具研发时，配套的配注工具对聚合物粘度损失的影响是工程技术人员重点考虑的问题。

由于配注工具安装在油井内部，很难在工程现场实时、在线对通过配注工具后的聚合物溶液的粘度进行检测。目前，检测聚合物粘度损失的方法均是利用室内检测装置进行检测，主要采用切片法定性室内试验、聚合物剪切性能试验装置等检测方法。

切片法定性室内试验通过切取一小片滤砂管样，进行切片法定性室内试验，这种方法由于试样小，聚合物流量控制难度大，抗干扰性差，测试结果误差大，且不能满足聚合物通过配注工具时的性能检测。

聚合物剪切性能检测装置采用密封工作筒和试验工具组合的方式在室内进行检测，能够对聚合物通过注聚工具后的机械降解粘损、压降等参数进行检测与评价，但检测条件与现场实际注入条件相差较大，且室内试验聚合物溶液配制困难、成本高，检测周期长，检测过程中流量不易控制，检测结束后聚合物废液处理困难，同时，由于该检测装置需要将试验工具固定在密封筒内，因此无法满足各种长度及外径的试验工具的性能检测。

在实现本发明的过程中，本发明人发现现有技术中至少存在以下问题：现有技术中聚合物粘度损失的检测条件与实际生产条件不一致，检测结果不能代表聚合物溶液在实际通过配注工具后的粘度变化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种聚合物溶液粘度损失在线检测系统及工艺，将配注工具固定在工程现场的储液罐上，利用现场注入设备，检测聚合物溶液在实际通过配注工具后的粘度变化。

具体而言，包括以下的技术方案：

本发明一方面提供一种聚合物溶液粘度损失在线检测系统，该系统包括：

与注水井口连通的泵房；

与所述泵房连通的储液罐，所述储液罐分为原液罐和废液罐两部分；

所述储液罐上的固定装置，用于固定配注工具；

固定在所述储液罐上、与注水井口连通的所述配注工具，所述配注工具上的出液孔与所述废液罐上的进液口相对；以及

粘度检测装置；

所述配注工具的出液孔附近安装有用于收集从所述配注工具的出液孔排放出来的聚合物溶液的第一聚合物溶液收集器，该第一聚合物溶液收集器与所述第一粘度检测装置连通。

具体地，所述储液罐上的固定装置为铁丝、钢丝。

具体地，所述粘度检测装置为乌氏粘度计、恩氏粘度计、布氏粘度计或者流变仪。

具体地，在所述注水井口附近设有取样管，所述取样管连接有第二聚合物溶液收集器，该第二聚合物溶液收集器与第二粘度检测装置连通。

具体地，在所述注水井口与所述配注工具连通的管线上设有球形阀。

具体地，所述储液罐与泵房连通的管线上设有原液罐阀门及废液罐阀门。

具体地，所述储液罐的原液罐上设有进料口。

本发明另一方面提供一种聚合物溶液粘度损失在线检测工艺，包括以下步骤：

步骤(1)，将聚合物原料及水通过储液罐中原液罐上的进料口加入到原液罐中，配制聚合物溶液；并使配制好的聚合物溶液在所述原液罐中进行熟化，将熟化好的聚合物溶液取样并测定其粘度；

步骤(2)，将所述原液罐中的熟化好的聚合物溶液通过泵房的泵输送到注水井；

步骤(3)，将所述注水井的井口的聚合物溶液的一部分或者全部通过管线输送到固定在所述储液罐上的配注工具中；

步骤(4)，利用安装在所述配注工具的出液孔附近的第一聚合物溶液收集器，收集从配注工具的出液孔排放出来的聚合物溶液；

步骤(5)，通过与所述第一聚合物溶液收集器连通的第一粘度检测装置测量所述第一聚合物溶液收集器收集的从配注工具的出液孔排放出来的聚合物溶液的粘度。

具体地，在步骤(2)之后还包括：

步骤(2a)，利用与安装在所述注水井的井口附近的取样器连通的第二聚合物溶液收集器，收集所述注水井的井口的聚合物溶液的一部分，然后通过与所述第二聚合物溶液收集器连通的第二粘度检测装置测量所收集的聚合物溶液的粘度。

具体地，改变步骤(1)中所述原液罐中所述聚合物原料和水的比例得到不同浓度的聚合物溶液。

具体地，在步骤(2)中通过所述泵房中的泵调节聚合物溶液的排量，从而在步骤(5)中检测不同排量下聚合物溶液的粘度。

具体地，还包括将步骤(3)中所述配注工具从所述储液罐上拆卸下来，安装不同结构的配注工具，检测聚合物溶液在通过不同配注工具后的粘度变化。

具体地，从所述配注工具出液孔流出但是没有进入所述第一聚合物溶液收集器的聚合物溶液由废液罐上的进液口进入所述废液罐。

具体地，进入所述废液罐中的所述聚合物溶液通过管线和泵房中的泵输送到注水井。

本发明的有益效果是：

(1)利用工程现场的储液罐配制聚合物溶液、利用工程现场的管线及泵房等设备输送聚合物溶液，实时、在线检测聚合物溶液通过配注工具后的粘度变化，检测条件与现场实际注入条件一致，检测结果准确度高；

(2)固定在储液罐上的配注工具拆卸方便，可以更换不同结构的配注工具，来检测聚合物溶液通过不同结构配注工具后的粘度变化。

(3)检测过程中产生的废液可以注入油井内，减少聚合物用量，减少环境污染；整个检测过程操作简便、易控制、效率高、成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1中聚合物溶液粘度损失在线检测系统的示意图；

图2为图1的局部放大图。

图中标记分别表示：

1、注水井口；2、第一球形阀；3、第二球形阀；

4、取样管；5、高压软管；6、进料口；7、储液罐；

8、短节；9、配注工具；10、进液口；11、固定装置；

12、丝堵；13、废液罐阀门；14、原液罐阀门；

15、第一地面管线；16、泵房；17、第二地面管线；18、三通；

19、第一聚合物溶液收集器；20、第一粘度检测装置；

21、第二聚合物溶液收集器；22、第二粘度检测装置；

A、储液罐中的原液罐；B、储液罐中的废液罐。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明一方面提供一种聚合物溶液粘度损失在线检测系统，该系统包括：

与注水井口连通的泵房；

与所述泵房连通的储液罐，所述储液罐分为原液罐和废液罐两部分；

所述储液罐上的固定装置，用于固定配注工具；

固定在所述储液罐上、与注水井口连通的所述配注工具，所述配注工具上的出液孔与所述废液罐上的进液口相对；以及

粘度检测装置；

所述配注工具的出液孔附近安装有用于收集从所述配注工具的出液孔排放出来的聚合物溶液的第一聚合物溶液收集器，该第一聚合物溶液收集器与第一粘度检测装置连通。

在上述的检测系统中，储液罐、泵房均为工程现场的设备，将配注工具固定在储液罐上并与注水井口连通，就可以使在储液罐中配制好的聚合物溶液通过泵房、管线输送到配注工具中，使聚合物溶液通过配注工具，进而检测聚合物溶液在通过配注工具后的粘度变化。由于整个检测系统与实际生产条件一致，因此本发明的检测结果比实验室模拟所得结果准确、可靠。而检测过程中，没有进入收集器的聚合物溶液则由废液罐上的进液孔进入废液罐。

在上述的检测系统中，第一聚合物溶液收集器和第一粘度检测装置之间可以设置阀门，来控制进入第一粘度检测装置的聚合物溶液的量，保证第一粘度检测装置正常运行。

在上述的检测系统中，配注工具是通过储液罐上的固定装置固定在储液罐上的；为了便于更换配注工具，固定方式应简单、便于拆卸安装，本发明所用的固定装置为铁丝、钢丝。

在上述的检测系统中，可以通过乌氏粘度计、恩氏粘度计、布氏粘度计或者流变仪等常规粘度测试装置来测定聚合物溶液的粘度。

在上述的检测系统中，在注水井口附近设有取样管，取样管可以安装在连接注水井口与配注工具的管线上，可以在取样管上连接另外一个第二聚合物溶液收集器，使该收集器与第二粘度检测装置连通，来测定聚合物溶液在进入配注工具前的粘度，以便与通过配注工具后的粘度进行对比。可以在该取样管上设置阀门。如球形阀，控制收集器内收集的聚合物溶液的量。所收集的聚合物溶液的量要根据所用粘度检测装置确定。

在上述的检测系统中，在注水井口与配注工具连通的管线上设有球形阀，控制注水井口与配注工具的连通与关闭。当该球形阀打开时，注水井口与配注工具连通，检测系统正常工作；当该球形阀关闭时，检测系统恢复为正常聚合物溶液注入系统，不影响注水井的正常注入。

在上述的检测系统中，储液罐与泵房连通的管线上设有原液罐阀门及废液罐阀门，控制原液罐、废液罐与泵房的连通与关闭。在检测过程中，打开原液罐阀门，关闭废液罐阀门。使原液罐中的聚合物溶液通过泵房、泵房与注水井口间的管线以及注水井口与配注工具间的管线进入配注工具；当检测结束后，关闭原液罐阀门、注水井口与配注工具间的管线上的阀门，打开废液罐阀门，使聚合物废液经过泵房、泵房与注水井口间的管线注入注水井，这样不会造成聚合物溶液的浪费以及环境污染。

在上述的检测系统中，储液罐的原液罐上设有进料口，用于添加聚合物原料和水，来配制聚合物溶液。

在本发明的检测系统中，配注工具在储液罐上的固定方式、聚合物溶液收集器在配注工具、取样管上的固定方式、聚合物溶液收集器与粘度检测装置的连接方式以及各个管线、阀门之间的连接方式都没有严格限定，本领域技术人员可以根据实际情况确定，只要能使本发明的检测系统正常工作即可。

本发明另一方面利用本发明第一方面提供的系统对聚合物溶液粘度损失进行在线检测，包括以下步骤：

步骤(1)，将聚合物原料及水通过储液罐中原液罐上的进料口加入到原液罐中，配制聚合物溶液；并使配制好的聚合物溶液在所述原液罐中进行熟化，将熟化好的聚合物溶液取样并测定其粘度；

步骤(2)，将所述原液罐中的熟化好的聚合物溶液通过泵房的泵输送到注水井；

步骤(3)，将所述注水井的井口的聚合物溶液的一部分或者全部通过管线输送到固定在所述储液罐上的配注工具中；

步骤(4)，利用安装在所述配注工具的出液孔附近的第一聚合物溶液收集器，收集从配注工具的出液孔排放出来的聚合物溶液；

步骤(5)，通过与所述第一聚合物溶液收集器连通的第一粘度检测装置测量所述第一聚合物溶液收集器收集的从配注工具的出液孔排放出来的聚合物溶液的粘度。

在上述的检测工艺中，在开始检测前，要确认废液罐阀门处于关闭状态，原液罐阀门、注水井口与配注工具间的管线上的球形阀处于打开状态、此外，如果要使输送到注水井口的聚合物溶液全部输送至配注工具，则还要关闭注水井口。

在上述的检测工艺中，步骤(1)中对初始聚合物溶液粘度进行测定可以通过检测系统中的第一粘度检测装置或者第二粘度检测装置进行。

在上述的检测工艺中，在聚合物溶液进入配注工具之前，要先利用与安装在注水井的井口附近的取样器连通的第二聚合物溶液收集器，收集聚合物溶液样品，对其粘度进行检测，用于和通过配注工具后的聚合物溶液的粘度进行对比。

在上述的检测工艺中，可以通过改变步骤(1)中聚合物原料和水的比例得到不同浓度的聚合物溶液，从而在步骤(5)中检测不同浓度聚合物溶液通过配注工具后的粘度。

在上述的检测工艺中，可以在步骤(2)中通过泵房中的泵调节聚合物溶液的排量，从而在步骤(5)中检测不同排量下聚合物溶液的粘度。

在上述的检测工艺中，还可以将配注工具从储液罐上拆卸下来，安装不同结构的配注工具，检测聚合物溶液在通过不同配注工具后的粘度变化。

需要注意的是，在每次改变聚合物溶液浓度、排量或者更换配注工具后，在粘度测试之前都要先使整个系统运行一段时间，待聚合物溶液排量稳定后在进行粘度检测。

实施例1

本实施例提供一种本发明的聚合物溶液粘度损失在线检测系统。

如图1所示，图1为本实施例中聚合物溶液粘度损失在线检测系统的示意图，注水井口1、第一球形阀2、第二地面管线17分别通过接箍与三通18相连接；泵房16与第二地面管线17相连接，进而与注水井口1连通；第一球形阀2、第二球形阀3、高压软管5、短节8依次通过接箍相连接，取样管4上设置有第二球形阀3；配注工具9的一端通过丝扣与短节8相连接进而与高压软管5连接，配注工具9的另一端通过丝扣和丝堵12相连接；短节8、丝堵12通过储液罐7上的钢丝(即固定装置11)固定在储液罐7上。

储液罐7分为原液罐A、废液罐B两部分，原液罐A上的进料口6运用于向原液罐A中添加聚合物原料和水，配制所需浓度的聚合物溶液；废液罐B用来储存检测过程中产生的聚合物废液；配注工具9上的出液孔与废液罐B上的进液口10相对，从配注工具9的出液孔流出的聚合物溶液通过与进液口10流入废液罐B中。

第一聚合物溶液收集器19(如图1的局部放大图图2所示)通过钢丝固定在配注工具9上的出液孔附近，第一聚合物溶液收集器19与第一粘度检测装置20连通；第二聚合物溶液收集器21通过钢丝固定在取样管4上，第二聚合物溶液收集器21与第二粘度检测装置22连通；所述第一粘度检测装置和第二粘度检测装置选自乌氏粘度计、恩氏粘度计或布氏粘度计。

废液罐阀门13及原液罐阀门14位于第一地面管线上，分别控制原液罐A和废液罐B与泵房16连通。

正常检测时，注水井口1和废液罐阀门13关闭，原液罐阀门14和第一球形阀2打开；第二球形阀3只在取样进行粘度检测时打开，取样结束后关闭。原液罐A中的聚合物溶液经原液罐阀门14和第一地面管线15后，进入泵房16；由泵房16中的柱塞泵(图中未画出)将聚合物溶液的排量调节到所需排量。检测结束后首先关闭第一球形阀2和原液罐阀门14，然后打开注水井口1和废液罐阀门13，将废液罐B中的聚合物溶液注入井筒。

实施例2

本实施例利用实施例1的检测系统对聚合物溶液通过配注工具后的粘度变化进行在线检测。具体步骤如下：

步骤(1)，将聚丙烯酰胺及水通过储液罐7中原液罐A上的进料口6加入到原液罐A中，配制浓度为1500mg/L的聚丙烯酰胺溶液10m³，熟化2小时后，利用第一粘度检测装置20检测其粘度，粘度为47.8mpa.s；

步骤(2)，按照图1所示的检测系统示意图将检测系统各部分连接好，关闭第一球形阀2、第二球形阀3和废液罐阀门13，打开注水井口1和原液罐阀门14；使聚丙烯酰胺溶液经过第一地面管线15、泵房16和第二地面管线17后注入井筒；利用泵房16中的柱塞泵调节排量至3m³/h；

步骤(3)，待排量稳定后关闭注水井口1，然后打开第一球形阀2，使聚丙烯酰胺溶液从原液罐A流出后经过第一地面管线15、泵房16、第二地面管线17、高压软管5后，进入配注工具9，在检测系统连续运行40min后打开第二球形阀3，使聚丙烯酰胺溶液由取样管4流出，进入第二聚合物溶液收集器21，待第二聚合物溶液收集器21中的聚丙烯酰胺溶液的量满足第二粘度检测装置22要求后，关闭第二球形阀3。同时将第二聚合物溶液收集器21中的聚丙烯酰胺溶液输送至第二粘度检测装置22，测定其粘度，粘度为47.2mpa.s；

步骤(4)，将第一聚合物溶液收集器19中收集的从配注工具9出液孔流出的聚丙烯酰胺溶液输送至第一粘度检测装置20，测定其粘度，粘度为47.0mpa.s；

步骤(5)，将原液罐A中的聚丙烯酰胺溶液排空，关闭第一球形阀2和原液罐阀门14，打开注水井口1和废液罐阀门13，将废液罐B中储存的聚丙烯酰胺废液注入井筒；

步骤(6)，在原液罐A中配制浓度为2000mg/L的聚丙烯酰胺溶液，重复步骤(1)-步骤(5)，测定不同浓度聚丙烯酰胺溶液在通过配注工具9后的粘度变化，在该浓度下，聚丙烯酰胺溶液在进入配注工具9前的粘度为71mpa.s，通过配注工具9之后的粘度为69.7mpa.s；

步骤(6a)，在原液罐A中配制浓度为2500mg/L的聚丙烯酰胺溶液，重复步骤(1)-步骤(5)，测定不同浓度聚丙烯酰胺溶液在通过配注工具9后的粘度变化，在该浓度下，聚丙烯酰胺溶液在进入配注工具9前的粘度为76.9mpa.s，通过配注工具9之后的粘度为74.7mpa.s。

从上述过程可以看出，本发明的聚合物溶液粘度损失在线检测系统及方法可以在实际生产条件下对聚合物溶液通过配注工具后的粘度变化进行检测，检测结果准确、可靠，检测过程简单、安全、环保。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种聚合物溶液粘度损失在线检测系统，所述系统包括：

与注水井口连通的泵房；

与所述泵房连通的储液罐，所述储液罐分为原液罐和废液罐两部分；

所述储液罐上的固定装置，用于固定配注工具；

固定在所述储液罐上、与注水井口连通的所述配注工具，所述配注工具上的出液孔与所述废液罐上的进液口相对；以及

粘度检测装置；

其特征在于，所述配注工具的出液孔附近安装有用于收集从所述配注工具的出液孔排放出来的聚合物溶液的第一聚合物溶液收集器，该第一聚合物溶液收集器与第一粘度检测装置连通；

在所述注水井口附近设有取样管，所述取样管连接有第二聚合物溶液收集器，该第二聚合物溶液收集器与第二粘度检测装置连通。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述储液罐上的固定装置为铁丝、钢丝。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述粘度检测装置为乌氏粘度计、恩氏粘度计、布氏粘度计或者流变仪。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述注水井口与所述配注工具连通的管线上设有球形阀。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述储液罐与泵房连通的管线上设有原液罐阀门及废液罐阀门。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述储液罐的原液罐上设有进料口。

7.一种聚合物溶液粘度损失在线检测工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤：

步骤(1)，将聚合物原料及水通过储液罐中原液罐上的进料口加入到原液罐中，配制聚合物溶液；并使配制好的聚合物溶液在所述原液罐中进行熟化，将熟化好的聚合物溶液取样并测定其粘度；

步骤(2)，将所述原液罐中的熟化好的聚合物溶液通过泵房的泵输送到注水井；利用与安装在所述注水井的井口附近的取样器连通的第二聚合物溶液收集器，收集所述注水井的井口的聚合物溶液的一部分，然后通过与所述第二聚合物溶液收集器连通的第二粘度检测装置测量所收集的聚合物溶液的粘度；

步骤(3)，将所述注水井的井口的聚合物溶液的一部分或者全部通过管线输送到固定在所述储液罐上的配注工具中；

步骤(4)，利用安装在所述配注工具的出液孔附近的第一聚合物溶液收集器，收集从配注工具的出液孔排放出来的聚合物溶液；

步骤(5)，通过与所述第一聚合物溶液收集器连通的第一粘度检测装置测量所述第一聚合物溶液收集器收集的从配注工具的出液孔排放出来的聚合物溶液的粘度。

8.根据权利要求7所述的工艺，其特征在于，改变步骤(1)中所述原液罐中所述聚合物原料和水的比例得到不同浓度的聚合物溶液。

9.根据权利要求7所述的工艺，其特征在于，在步骤(2)中通过所述泵房中的泵调节聚合物溶液的排量，从而在步骤(5)中检测不同排量下聚合物溶液的粘度。

10.根据权利要求7所述的工艺，其特征在于，还包括将步骤(3)中所述配注工具从所述储液罐上拆卸下来，安装不同结构的配注工具，检测聚合物溶液在通过不同配注工具后的粘度变化。

11.根据权利要求7所述的工艺，其特征在于，从所述配注工具出液孔流出但是没有进入所述第一聚合物溶液收集器的聚合物溶液由废液罐上的进液口进入所述废液罐。

12.根据权利要求11所述的工艺，其特征在于，进入所述废液罐中的所述聚合物溶液通过管线和泵房中的泵输送到注水井。