CN106568912A - 一种酸性气体在高温高压地层水中溶解度的测试方法和装置 - Google Patents

一种酸性气体在高温高压地层水中溶解度的测试方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN106568912A
CN106568912A CN201610954579.4A CN201610954579A CN106568912A CN 106568912 A CN106568912 A CN 106568912A CN 201610954579 A CN201610954579 A CN 201610954579A CN 106568912 A CN106568912 A CN 106568912A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
pressure
reaction tubes
pvt
pvt reaction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610954579.4A
Other languages
English (en)
Inventor
邓宽海
林元华
刘婉颖
宁华中
曾德智
王锦昌
袁吉平
仝闯闯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest Petroleum University
Original Assignee
Southwest Petroleum University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest Petroleum University filed Critical Southwest Petroleum University
Priority to CN201610954579.4A priority Critical patent/CN106568912A/zh
Publication of CN106568912A publication Critical patent/CN106568912A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/18—Water

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)

Abstract

一种酸性气体在高温高压地层水中溶解度的测试方法和装置，装置主要包括：储气瓶、连接管线、减压阀、第一压力表、驱替泵、进气阀、软管、PVT反应筒、活塞、温控箱、手动驱替顶杆、出气阀、第二压力表、气液分离器、干燥装置和气量计，测试方法及装置的特点在于结构简单、操作方面，且可开展酸性气体在不同地层水（不同温度、压力、矿化度及是否添加各种缓蚀剂等）中溶解度的测试实验，弄清酸性气体在真实环境下的溶解度及相关因素对溶解度的作用规律，探索缓蚀剂对酸性气体溶解度的影响规律及减缓腐蚀的其它机理。该装置属于石油与天然气钻采工程技术领域，适用于酸性气体在地层水中的溶解度研究及其与油套管失效机理的相关性研究。

Description

一种酸性气体在高温高压地层水中溶解度的测试方法和装置
技术领域
本发明专利属于石油与天然气钻采工程技术领域，具体涉及酸性气体溶解度的测定装置及测定方法。
背景技术
酸性气藏已经成为我国重要的接替能源，H2S、CO2等酸性气体不仅具有剧毒性，而且具有强腐蚀性，能够引起油套管失效等事故，对酸性油气藏的开发造成较大的困扰。国内外在酸性油气藏开发方面十分重视油气井的本质安全和公众安全。井筒完整性，实质就是井筒的本质安全，是酸性油气藏能否安全有效开采的重要影响因素。研究表明：油套管的应力腐蚀开裂、氢致开裂等是引起井筒完整性失效的主要形式，此外，油田现场调查统计显示：在同一区块不同油气井或同一油气井不同井段，油套管的腐蚀情况差别很大。引起上述现象的主要原因是：H2S、CO2等酸性气体在地层水中的溶解度变化。
然而，H2S、CO2等酸性气体在地层水中的溶解度及其与油套管失效机理的相关性研究较为匮乏，酸性气体在地层水中的溶解度测试方法及装置国内外进展较为滞后。
综上所述，迫切需要开展酸性气体（H2S、CO2等）在高温高压地层水中溶解度的实验研究，弄清酸性气体在高温高压地层水中的溶解度及各影响因素对其溶解度的作用规律，探索缓蚀剂对酸性气体溶解度的影响规律及减缓腐蚀的其它机理，为酸性气体在地层水中的溶解度研究及其与油套管失效机理的相关性研究提供技术依据。因此，本发明提出了一种酸性气体在高温高压地层水中溶解度的测试方法及装置，利用该测试方法及装置，可开展不同温度、压力、矿化度等条件下酸性气体在地层水中的溶解度测试实验，从而弄清酸性气体在真实环境下的溶解度及相关因素对溶解度的作用规律，探索缓蚀剂对酸性气体溶解度的影响规律及减缓腐蚀的其它机理。
发明内容
本发明的目的是提供一种酸性气体在高温高压地层水中溶解度的测试方法及装置，以解决高温高压下酸性气体溶解度难以准确预测的技术难题，为H2S、CO2等酸性气体在地层水中的溶解度研究及其与油套管失效机理的相关性研究提供技术依据。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
本发明提出了一种酸性气体在高温高压地层水中溶解度的测试方法，所述测试方法包括以下步骤：
A. 清洗PVT反应筒，连接实验装置，并对测试系统进行试压检查；
B. 将事先配置好的样品溶液转入PVT反应筒，并准确记录转入样品溶液体积V1（L）；
C. 开启驱替泵，确保测试系统各个阀门处于畅通状态，以低压状态向PVT反应筒内缓慢注入CO2、H2S等酸性气体，排出测试系统内部残存的空气；
D. 排出残存空气后，关闭PVT反应筒的出气阀，开启温控箱，加热PVT反应筒内部样品到实验所需温度，并维持在实验所需温度，直至实验结束；
E. 温度稳定后，开启驱替泵，向PVT反应筒内缓慢注入酸性气体，直至PVT反应筒压力达到实验所需压力为止，关闭PVT反应筒进气阀；
F. PVT反应筒内气液平衡后，开启出气阀，并推动手动驱替顶杆，将未与实验溶液溶解平衡的气样缓慢释放，直至气液分离器内的PVT反应筒出气端出现第一滴液体，关闭出气阀，向下推动手动驱替顶杆一段距离，使PVT反应筒内实现初步的气液分离；
G. 缓慢开启PVT反应筒的出气阀，开始计量气体体积，并记为V0（L），直到PVT反应筒压力降低至常压并不再有气体析出时为止，关闭测试系统；
H. 记录气液分离器内析出的液体体积，记为V2（L）；
I. 计算溶解度，酸性气体（CO2、H2S等）在此实验温度及压力下的溶解度为V0/（V1-V2）（单位m³/m³）；
J. 为保证排出气体体积的准确性，采用干燥装置进行干燥冷却恒温处理，且为了确保测试的准确性，重复实验三次以上，以确保实验结果的一致性。
为使用上述方法，本发明提出了一种酸性气体在高温高压地层水中溶解度的测试装置，包括：储气瓶、连接管线、减压阀、第一压力表、驱替泵、进气阀、软管、PVT反应筒、活塞、温控箱、手动驱替顶杆、出气阀、第二压力表、气液分离器、干燥装置、气量计、抽风橱；其中，减压阀用于降低储气瓶中气体压力到一个稳定压力，PVT反应筒用于提供具有一定温度和压力的地层水，第二压力表用于显示PVT反应筒内部流体的压力，温控箱用于控制PVT反应筒内部流体的温度；驱替泵用于对储气瓶中酸性气体进行加压，第一压力表用于显示加压气体的压力；手动驱替顶杆用于实现活塞的上下移动，实现过饱和酸性溶液的制备及多余酸性气体的排出；气液分离器用于实现实验计量阶段的气液分离；干燥装置一方面用于干燥气液分离后的酸性气体，另一方面也用于对酸性气体进行降温；气量计用于测量气液分离后的酸性气体体积；整个实验过程要求温度和压力保持不变，并确保气体不发生泄漏。
本发明具有以下的优点：
利用该测试装置可开展酸性气体在不同地层水（不同温度、压力、矿化度及是否添加各种缓蚀剂等）中溶解度的测试实验，弄清酸性气体在真实环境下的溶解度及相关因素对溶解度的作用规律，为H2S、CO2等酸性气体在地层水中的溶解度研究及其与油套管失效机理的相关性研究提供技术依据。
附图说明
图1是本发明装置结构之示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明进行详细的描述，本发明包含所有能够实现该方法的实验装置，不仅限于附图所示结构，该装置不构成对本发明的任何限制。
参见附图1，本发明提出的一种酸性气体在高温高压地层水中溶解度的测试装置，包括：储气瓶1、连接管线2、减压阀3、第一压力表4、驱替泵5、进气阀6、软管7、PVT反应筒8、活塞9、温控箱10、手动驱替顶杆11、出气阀12、第二压力表13、气液分离器14、干燥装置15、气量计16、抽风橱17；其中，减压阀3用于降低储气瓶1中气体压力到一个稳定压力，PVT反应筒8用于提供具有一定温度和压力的地层水，第二压力表13用于显示PVT反应筒8内部流体的压力，温控箱10用于控制PVT反应筒8内部流体的温度；驱替泵5用于对储气瓶1中酸性气体进行加压，第一压力表4用于显示加压气体的压力；手动驱替顶杆11用于实现活塞9的上下移动，实现过饱和酸性溶液的制备及多余酸性气体的排出；气液分离器14用于实现实验计量阶段的气液分离；干燥装置15一方面用于干燥气液分离后的酸性气体，另一方面也用于对酸性气体进行降温；气量计16用于测量气液分离后的酸性气体体积；整个实验过程要求温度和压力保持不变，并确保气体不发生泄漏。
利用本发明提出测试方法及装置对酸性气体在高温高压地层水中的溶解度进行测试，具体测试过程包括以下步骤：
A. 清洗PVT反应筒8，连接实验装置，并对测试系统进行试压检查；
B. 将事先配置好的样品溶液转入PVT反应筒8，并准确记录转入样品溶液体积V1（L）；
C. 开启驱替泵5，确保测试系统各个阀门处于畅通状态，以低压状态向PVT反应筒8内缓慢注入CO2、H2S等酸性气体，排出测试系统内部残存的空气；
D. 排出残存空气后，关闭PVT反应筒8的出气阀12，开启温控箱10，加热PVT反应筒8内部样品到实验所需温度，并维持在实验所需温度，直至实验结束；
E. 温度稳定后，开启驱替泵5，向PVT反应筒8内缓慢注入酸性气体，直至PVT反应筒8压力达到实验所需压力为止，关闭PVT反应筒8的进气阀6，此过程大约需3~4小时左右；
F. PVT反应筒8内气液平衡后，开启出气阀12，并推动手动驱替顶杆11，将未与实验溶液溶解平衡的气样缓慢释放，直至气液分离器14内的PVT反应筒8出气端出现第一滴液体，关闭出气阀12，向下推动手动驱替顶杆11一段距离，使PVT反应筒8内实现初步的气液分离；
G. 缓慢开启PVT反应筒8的出气阀12，并开始计量气体体积，并记为V0（L），直到PVT反应筒8压力降低至常压并不再有气体析出时为止，关闭测试系统；
H. 记录气液分离器14内析出的液体体积，记为V2（L）；
I. 计算溶解度，酸性气体（CO2、H2S等）在此实验温度及压力下的溶解度为V0/（V1-V2）（单位m³/m³）；
J. 为保证排出气体体积的准确性，采用干燥装置15进行干燥冷却恒温处理，且为了确保测试的准确性，重复实验三次以上，以确保实验结果的一致性。

Claims (2)

1.一种酸性气体在高温高压地层水中溶解度的测试方法，其特征在于，所述的酸性气体在高温高压地层水中溶解度的测试方法包括以下步骤：
A. 清洗PVT反应筒(8)，连接实验装置，并对测试系统进行试压检查；
B. 转入样品溶液到PVT反应筒(8)，并准确记录转入样品溶液体积V1（L）；
C. 开启驱替泵(5)，确保测试系统各个阀门处于畅通状态，以低压状态向PVT反应筒(8)内缓慢注入CO2、H2S等酸性气体，排出测试系统内部残存的空气；
D. 排出残存空气后，关闭PVT反应筒(8)的出气阀(12)，开启温控箱(10)，加热PVT反应筒(8)内部样品到实验所需温度，并维持在实验所需温度，直至实验结束；
E. 开启驱替泵(5)，向PVT反应筒(8)内缓慢注入酸性气体，直至PVT反应筒(8)压力达到实验所需压力为止，关闭PVT反应筒(8)的进气阀(6)；
F. PVT反应筒(8)内气液平衡后，开启出气阀(12)，并推动手动驱替顶杆(11)，将未与实验溶液溶解平衡的气样缓慢释放，直至气液分离器(14)内出现第一滴液体，关闭出气阀(12)，向下推动手动驱替顶杆(11)一段距离，使PVT反应筒(8)内实现初步的气液分离；
G. 缓慢开启PVT反应筒(8)的出气阀(12)，并开始计量气体体积，并记为V0（L），直到PVT反应筒(8)压力降低至常压并不再有气体析出时为止，关闭测试系统；
H. 记录气液分离器(14)内析出的液体体积，记为V2（L）；
I. 计算溶解度，酸性气体在此实验温度及压力下的溶解度为V0/（V1-V2）（单位m³/m³）；
J. 为保证测试的准确性，重复实验三次以上，以确保实验结果的一致性。
2.一种为权利要求1所述的方法使用的酸性气体在高温高压地层水中溶解度的测试装置，其特征在于：主要包括：减压阀(3)、驱替泵(5)、进气阀(6)、软管(7)、PVT反应筒(8)、活塞(9)、温控箱(10)、手动驱替顶杆(11)、出气阀(12)、气液分离器(14)、干燥装置(15)和气量计(16)，其中，减压阀(3)用于降低储气瓶(1)中气体压力到一个稳定压力，PVT反应筒(8)用于提供具有一定温度和压力的地层水，第二压力表(13)用于显示PVT反应筒(8)内部流体的压力，温控箱(10)用于控制PVT反应筒(8)内部流体的温度，驱替泵(5)用于对储气瓶(1)中酸性气体进行加压，第一压力表(4)用于显示加压气体的压力，手动驱替顶杆(11)用于实现活塞(9)的上下移动，实现过饱和酸性溶液的制备及多余酸性气体的排出，气液分离器(14)用于实现实验计量阶段的气液分离，干燥装置(15)一方面用于干燥气液分离后的酸性气体，另一方面也用于对酸性气体进行降温，气量计(16)用于测量气液分离后的酸性气体体积。
CN201610954579.4A 2016-11-03 2016-11-03 一种酸性气体在高温高压地层水中溶解度的测试方法和装置 Pending CN106568912A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610954579.4A CN106568912A (zh) 2016-11-03 2016-11-03 一种酸性气体在高温高压地层水中溶解度的测试方法和装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610954579.4A CN106568912A (zh) 2016-11-03 2016-11-03 一种酸性气体在高温高压地层水中溶解度的测试方法和装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106568912A true CN106568912A (zh) 2017-04-19

Family

ID=58535497

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610954579.4A Pending CN106568912A (zh) 2016-11-03 2016-11-03 一种酸性气体在高温高压地层水中溶解度的测试方法和装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106568912A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106950149A (zh) * 2017-04-24 2017-07-14 西南石油大学 一种测量溢流气体溶解度的实验装置及方法
CN108593490A (zh) * 2018-04-19 2018-09-28 辽宁石油化工大学 基于亨利定律测算气体溶解度与压力关系的方法及装置
CN108627417A (zh) * 2018-05-23 2018-10-09 中国海洋石油集团有限公司 一种高温高压气藏条件下凝析水含量测试及计算方法
CN109781573A (zh) * 2019-01-22 2019-05-21 西南石油大学 一种高含co2、h2s的天然气中含水量的模拟测量装置和方法
CN110231253A (zh) * 2019-05-09 2019-09-13 西南石油大学 一种co2在油水混合体系中竞争溶解的实验测试方法
CN110702484A (zh) * 2019-11-11 2020-01-17 西南石油大学 含水溶盐储层岩心原地孔隙度计算与含水饱和度建立方法
CN113970588A (zh) * 2020-07-24 2022-01-25 中国石油化工股份有限公司 气体的单质硫溶解度的测定装置和测定方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203216814U (zh) * 2013-04-09 2013-09-25 北京科技大学 一种测定酸性气体在碱性吸收液中平衡溶解度的装置
CN103454391A (zh) * 2013-08-22 2013-12-18 西南石油大学 高含co2天然气在地层水中的溶解度测试方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203216814U (zh) * 2013-04-09 2013-09-25 北京科技大学 一种测定酸性气体在碱性吸收液中平衡溶解度的装置
CN103454391A (zh) * 2013-08-22 2013-12-18 西南石油大学 高含co2天然气在地层水中的溶解度测试方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨学锋 等: "高含硫气体在地层水中溶解规律实验研究", 《特种油气藏》 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106950149A (zh) * 2017-04-24 2017-07-14 西南石油大学 一种测量溢流气体溶解度的实验装置及方法
CN108593490A (zh) * 2018-04-19 2018-09-28 辽宁石油化工大学 基于亨利定律测算气体溶解度与压力关系的方法及装置
CN108627417A (zh) * 2018-05-23 2018-10-09 中国海洋石油集团有限公司 一种高温高压气藏条件下凝析水含量测试及计算方法
CN109781573A (zh) * 2019-01-22 2019-05-21 西南石油大学 一种高含co2、h2s的天然气中含水量的模拟测量装置和方法
CN110231253A (zh) * 2019-05-09 2019-09-13 西南石油大学 一种co2在油水混合体系中竞争溶解的实验测试方法
CN110231253B (zh) * 2019-05-09 2021-08-24 西南石油大学 一种co2在油水混合体系中竞争溶解的实验测试方法
CN110702484A (zh) * 2019-11-11 2020-01-17 西南石油大学 含水溶盐储层岩心原地孔隙度计算与含水饱和度建立方法
CN113970588A (zh) * 2020-07-24 2022-01-25 中国石油化工股份有限公司 气体的单质硫溶解度的测定装置和测定方法
CN113970588B (zh) * 2020-07-24 2024-04-30 中国石油化工股份有限公司 气体的单质硫溶解度的测定装置和测定方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106568912A (zh) 一种酸性气体在高温高压地层水中溶解度的测试方法和装置
CN102169112B (zh) 一种用于天然气水合物低剂量抑制剂研究的装置和方法
Wang et al. Experimental study on effects of CO2 and improving oil recovery for CO2 assisted SAGD in super-heavy-oil reservoirs
CN104677778A (zh) 煤层气压裂过程中冰冻暂堵性能评价装置及方法
US10095819B2 (en) Simulation experiment system and simulation method of entire natural gas hydrate exploitation process
CN102865066B (zh) 含天然气水合物相变的深水井筒多相流动实验装置及方法
CN112459760B (zh) 一种二氧化碳蓄能复合压裂实验装置
CN106761498B (zh) 一种用于对天然气水合物钻井液进行多相分离的实验装置及方法
CN101709639B (zh) 模拟深水油气开采的井筒多相流动装置
Li et al. Production behavior of methane hydrate in porous media using huff and puff method in a novel three-dimensional simulator
Bachu et al. Chromatographic partitioning of impurities contained in a CO2 stream injected into a deep saline aquifer: Part 1. Effects of gas composition and in situ conditions
CN106908314B (zh) 一种高压环境下岩心热致裂实验系统与方法
CN101532936A (zh) 评价钻井液对水合物形成和分解抑制能力的方法及装置
de Koeijer et al. CO2 transport–Depressurization, heat transfer and impurities
CN206177773U (zh) 一种模拟裂缝性特低渗油藏动态渗吸的实验装置
CN205538584U (zh) 一种蒸汽驱动煤体瓦斯解吸渗流的测试装置
CN105699273A (zh) 一种蒸汽驱动煤体瓦斯解吸渗流的测试装置及方法
CN110939411B (zh) 一种超临界co2置换开采ch4水合物的实验装置及使用方法
CN113075109B (zh) 地下储气库储层干化盐析堵塞伤害实验模拟系统及方法
CN105842275A (zh) 一种蒸汽驱动煤体瓦斯解吸热传导的测试方法
Du et al. Laboratory study on oil recovery characteristics of carbonated water huff-n-puff process in tight cores under reservoir condition
CN112211625B (zh) 一种热与化学流体改造储层模拟装置及方法
CN105973781A (zh) 互层盐岩的应力-化学耦合可视化试验系统
Cao et al. Hydrate prevention based on convection and diffusion in alternate injection wells of carbon dioxide and water
CN2682411Y (zh) 高温高压岩心动态损害评价试验仪

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170419