CN106978994B - 一种泡排剂检查系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种泡排剂检查系统，所述泡排剂检查系统包括：模拟井筒；所述模拟井筒设置有腐蚀性测试件；容纳所述模拟井筒的温度控制装置；所述温度控制装置能够控制所述模拟井筒的实验环境温度；与所述模拟井筒内部相通的施加装置；所述施加装置能够向所述模拟井筒内输入油、水以及气；与所述模拟井筒内部相通的药剂输入装置；所述药剂输入装置能够向所述模拟井筒内输入药剂；用于控制所述模拟井筒内泡沫排出压力的压力控制装置。本发明公开的泡排剂检查系统能够真实模拟实际井底环境，从而真实测试出的泡排剂性质。

Description

一种泡排剂检查系统

技术领域

本发明涉及石油开采领域，尤其涉及一种泡排剂检查系统。

背景技术

气水同层的气藏开采时，水不能自动流出地面，而是靠天然气流的作用将其带出井口。在气田开发初期，气藏压力较高、能量充足，多数气藏能够通过自身能量有效带出井底积液。但是随着开发的逐渐深入，气藏压力产量降低，多数气藏产量低于临界携液流速，导致井底积液无法正常带出，形成井底回压，减少生产压差，以致天然气产量降低，甚至造成气藏水淹停产，降低气藏采收率。

泡沫排水是清除井底积液，提高气藏采收率，延长开采周期的有效办法。特别是低压低产气藏难以靠自身能量实现带水采气，使气藏井底积液严重。目前多数产水气藏主要依靠泡沫排水实现辅助排液，泡排工艺已成为维护气田日常生产的一项关键技术。

作为气藏用发泡剂的诸多性质中，最主要的是发泡能力、携液量和泡沫稳定性。而这些性质在室内实验室一般是在常温常压下测得，与实际井底情况相差甚远，因此，研制一套在高温高压下能够测试泡排剂性质的实验装置迫在眉睫。

发明内容

目前，测定泡沫力的方法有罗氏法、搅拌法、振荡法等。其中罗氏法是国家规定的标准方法，故在实验室中一般采用罗氏泡沫仪进行测量，测量环境一般为常温常压下进行，而罗氏泡沫仪结构简单，但无法提供其他压力温度环境，从而无法真实模拟实际井底环境，导致无法真实测试出的泡排剂性质。

鉴于上述不足，本发明有必要提供一种泡排剂检查系统，以能够真实模拟实际井底环境，从而真实测试出的泡排剂性质。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种泡排剂检查系统，包括：

模拟井筒；所述模拟井筒设置有腐蚀性测试件；

容纳所述模拟井筒的温度控制装置；所述温度控制装置能够控制所述模拟井筒的实验环境温度；

与所述模拟井筒内部相通的施加装置；所述施加装置能够向所述模拟井筒内输入油、水以及气；

与所述模拟井筒内部相通的药剂输入装置；所述药剂输入装置能够向所述模拟井筒内输入药剂；

用于控制所述模拟井筒内泡沫排出压力的压力控制装置。

作为一种优选的实施方式，所述温度控制装置设置有观测窗；

所述泡排剂检查系统还包括观察组件；所述观察组件通过所述观测窗观察泡排剂的发泡情况。

作为一种优选的实施方式，所述观察组件包括视频机构、以及与所述视频机构连接的影像捕捉机构；所述视频机构能够将观察到的泡排剂的发泡情况发送至所述影像捕捉机构；所述影像捕捉机构能够播放和/或存储泡排剂的发泡情况。

作为一种优选的实施方式，所述视频机构包括正对所述观测窗的摄像头；所述观测窗的材质为蓝宝石玻璃。

作为一种优选的实施方式，所述温度控制装置包括加热组件、控制机构、温度传感器、第一容器以及密封盖；所述密封盖盖设在所述第一容器上形成容纳所述模拟井筒的空间；所述控制机构与所述加热组件、所述温度传感器相连接，以控制所述空间内的加热温度。

作为一种优选的实施方式，还包括泡沫输出机构、以及泡沫接收机构；所述泡沫输出机构与所述压力控制装置相连通，以将所述模拟井筒内的泡沫输入至所述泡沫接收机构。

作为一种优选的实施方式，所述压力控制装置包括通过管道与所述模拟井筒相连通的回压阀；所述泡沫输出机构包括与所述回压阀相连通的输出管道；所述泡沫接收机构包括与所述输出管道相通的承接容器。

作为一种优选的实施方式，所述承接容器上设置有刻度。

作为一种优选的实施方式，所述施加装置通过管道通入所述模拟井筒的底部；所述药剂输入装置以及所述压力控制装置通入所述模拟井筒的顶部。

作为一种优选的实施方式，所述药剂输入装置包括串联的药剂盛放箱、加药泵；所述加药泵通过管道向所述模拟井筒内输入药剂。

作为一种优选的实施方式，所述施加装置包括油水施加组件、以及气施加组件；所述油水施加组件用于向所述模拟井筒内输入油水；所述气施加组件用于向所述模拟井筒内输入气体。

作为一种优选的实施方式，所述油水施加组件包括驱替泵、与所述驱替泵相连通的第一中间容器以及第二中间容器；

所述第一中间容器内设有可滑动的第一分隔板；所述第一分隔板将所述第一中间容器内部分割为第一空间及第二空间；所述第一空间与所述驱替泵相通；所述第二空间用于存储油，并通过管道通入所述模拟容器；

所述第二中间容器内设有可滑动的第二分隔板；所述第二分隔板将所述第二中间容器内部分割为第三空间及第四空间；所述第三空间与所述驱替泵相通；所述第四空间用于存储水，并通过管道通入所述模拟井筒。

作为一种优选的实施方式，所述气施加组件包括串联的气源、空气压缩机、以及流量控制器；所述流量控制器通过管道通入所述模拟井筒。

作为一种优选的实施方式，所述腐蚀性测试件为圆环形状，其可拆卸地安装于所述模拟井筒内。

通过以上描述可以看出，本发明中通过温度控制装置、压力控制装置以及施加装置相配合，从而为模拟井筒模拟真实井下环境，并通过泡排剂向模拟井筒内输入泡排剂进行发泡，从而可以真实模拟井下积液及产出过程。

同时，借由温度控制装置、压力控制装置以及施加装置相配合所形成的高温高压环境，从而本发明的泡排剂检查系统可以真实测试泡排剂气泡性能、泡沫高度、携液量等。

另外，在本发明泡排剂检查系统的模拟井筒内设置有腐蚀性测试件，通过腐蚀性测试件可以在高温高压条件下评价井筒液体的腐蚀性，并对是否添加缓蚀剂及缓蚀剂的评价提供理论依据。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种实施方式提供的泡排剂检查系统示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，为本发明一种实施方式提供的一种泡排剂检查系统，所述泡排剂检查系统包括：模拟井筒1；所述模拟井筒1设置有腐蚀性测试件4；容纳所述模拟井筒1的温度控制装置；所述温度控制装置能够控制所述模拟井筒1的实验环境温度；与所述模拟井筒1内部相通的施加装置；所述施加装置能够向所述模拟井筒1内输入油、水以及气；与所述模拟井筒1内部相通的药剂输入装置；所述药剂输入装置能够向所述模拟井筒1内输入药剂(泡排剂)；用于控制所述模拟井筒1内泡沫排出压力的压力控制装置7。

在使用时，通过施加装置向模拟井筒1内输入油气水，并调试模拟井筒1内的压力。泡排剂通过药剂输入装置加入到模拟井筒1中，并在模拟井筒1中遇气水发泡产生泡沫。随着泡沫量的增多直至达到压力控制装置7的打开压力排出泡沫。在实验过程中，温度控制装置以及压力控制装置7可以控制模拟井筒1所处的模拟环境，从而形成高温高压环境。同时，模拟井筒1内的腐蚀性测试件4与现场管柱材料一致，在该模拟井筒1内可以模拟真实钢材在地层泡沫状态下的腐蚀情况，从而在模拟实验结束后通过观察腐蚀性测试件4的腐蚀情况来判断采用该泡排剂的现场腐蚀情况，对是否添加缓蚀剂及缓蚀剂的评价提供理论依据。

通过以上描述可以看出，本实施方式中通过温度控制装置、压力控制装置7以及施加装置相配合，从而为模拟井筒1模拟真实井下环境，并通过泡排剂向模拟井筒1内输入泡排剂进行发泡，从而可以真实模拟井下积液及产出过程。

同时，借由温度控制装置、压力控制装置7以及施加装置相配合所形成的高温高压环境，从而本实施方式的泡排剂检查系统可以真实测试泡排剂气泡性能、泡沫高度、携液量等。

另外，在本实施方式泡排剂检查系统的模拟井筒1内设置有腐蚀性测试件4，通过腐蚀性测试件4可以在高温高压条件下评价井筒液体的腐蚀性，并对是否添加缓蚀剂及缓蚀剂的评价提供理论依据。

在本实施方式中，模拟井筒1可以为油井的部分管段，模拟井筒1可以竖直放置在温度控制装置内。腐蚀性测试件4设置于模拟井筒1内，其材质与现场管材的材质相同，以便测试模拟腐蚀性测试件4在高温高压环境下的腐蚀情况。具体的，所述腐蚀性测试件4可以为圆环形状，该腐蚀性测试件4优选地可拆卸地安装于所述模拟井筒1内，以便于测试腐蚀情况时便于拆卸。

在本实施方式中，所述温度控制装置设置有观测窗5。所述泡排剂检查系统还包括观察组件。所述观察组件通过所述观测窗5观察泡排剂的发泡情况。其中，模拟井筒1的侧壁也可以开设一开口，该观测窗5可以内凹安装于该开口内，同时与温度控制装置的侧壁(的开口)相连接。

所述观察组件包括视频机构6、以及与所述视频机构6连接的影像捕捉机构16；所述视频机构6能够将观察到的泡排剂的发泡情况发送至所述影像捕捉机构16；所述影像捕捉机构16能够播放和/或存储泡排剂的发泡情况。具体的，所述视频机构6包括正对所述观测窗5的摄像头6。为使观测窗5能适应高温高压下的测试环境，所述观测窗5的材质可以为蓝宝石玻璃。

优选的，影像捕捉机构16可以为硬件、或硬件与软件的结合，比如，影像捕捉机构16可以为计算机、智能手机。通过在计算机或智能手机打开预定软件或程序来显示视频机构6观测到的泡沫情况。

在本实施方式中，所述温度控制装置可以包括加热组件(未示出)、控制机构(未示出)、温度传感器(未示出)、第一容器2以及密封盖3；所述密封盖3盖设在所述第一容器2上形成容纳所述模拟井筒1的空间；所述控制机构与所述加热组件、所述温度传感器相连接，以控制所述空间内的加热温度。

具体的，加热组件可以包括电阻丝、PTC元件、加热棒等加热元件。控制机构可以通过控制加热组件内的电流大小，来控制加热组件的发热量。温度传感器可以设置于所述空间内壁上，从而在试验中实时检测试验环境温度。密封盖3可以密封盖3设于第一容器2上，密封盖3与第一容器2之间可以设有密封措施，比如密封垫环。

在本实施方式中，所述泡排剂检查系统还可以包括泡沫输出机构18、以及泡沫接收机构17；所述泡沫输出机构18与所述压力控制装置7相连通，以将所述模拟井筒1内的泡沫输入至所述泡沫接收机构17。

具体的，所述压力控制装置7包括通过管道与所述模拟井筒1相连通的回压阀7；所述泡沫输出机构18包括与所述回压阀7相连通的输出管道18。所述泡沫接收机构17包括与所述输出管道相通的承接容器17。其中，回压阀7可以在模拟井筒1内的压力超过预定值时打开，从而泡沫经回压阀7、输出管道18进入泡沫接收机构17内。

所述承接容器17上设置有刻度。承接容器17可以接收泡排剂与气体产生的泡沫，通过承接容器17上的刻度可以直接读取泡沫高度、携液量等。其中，承接容器17可以为竖直放置的筒状、管状、或杯状结构。输出管道18可以伸入承接容器17的开口，从而向承接容器17内输入泡沫。承接容器17上的刻度值从下到上逐渐增大。如图1所示，输出管道18上可以设置有阀门，优选的该阀门可以为球阀。

为避免药剂(泡排剂)刚输入至模拟井筒1内即遇气发送剧烈反应，同时避免泡沫倒灌至与施加装置，基于此考虑，如图1所示，所述施加装置通过管道通入所述模拟井筒1的底部；所述药剂输入装置以及所述压力控制装置7通入所述模拟井筒1的顶部。其中，为便于控制向模拟井筒1内输入物质的量，施加装置、药剂输入装置与模拟井筒1相连的通道上均可以设有阀门，部分管道上还可以设置有流量控制器13，以便精细调控。

在本实施方式中，所述药剂输入装置包括串联的药剂盛放箱8、加药泵9；所述加药泵9通过管道向所述模拟井筒1内输入药剂。其中，药剂盛放箱8通过管道连接加药泵9，加药泵9通过管道通入模拟井筒1内。通过运转加药泵9，可以抽取药剂盛放箱8内的泡排剂并输入至模拟井筒1内。泡排剂进入模拟井通内时随着施加装置输入的油气水，泡排剂大量产生泡沫。

为真实模拟地层环境，本实施方式的泡排剂检查系统设置有可向模拟井筒1内施加油气水的施加装置，从而可以真实模拟井下情况，再配合可向模拟井筒1内输入药剂的药剂输入装置，从而可以真实模拟井下的积液过程。

在本实施方式中，所述施加装置包括油水施加组件、以及气施加组件。所述油水施加组件用于向模拟井筒1内输入油水，从而模拟真实地下环境中的原油、地层水。所述气施加组件用于向模拟井筒1内输入气体，从而模拟真实地层压力。同时，施加装置输入的油气水，部分也会用于与泡排剂反应生成泡沫。

具体的，所述油水施加组件包括驱替泵10、与所述驱替泵10相连通的第一中间容器11以及第二中间容器12。驱替泵10可以向第一中间容器11以及第二中间容器12内输入打压气体，从而推动第一中间容器11的第一分隔板(未标示)、以及第二中间容器12的第二分隔板(未标示)滑动。

如图1所示，所述第一中间容器11内设有可滑动的第一分隔板(也可以称为活塞)。所述第一分隔板将所述第一中间容器11内部分割为第一空间及第二空间；所述第一空间与所述驱替泵10相通；所述第二空间用于存储油，并通过管道通入所述模拟容器；

所述第二中间容器12内设有可滑动的第二分隔板。所述第二分隔板将所述第二中间容器12内部分割为第三空间及第四空间；所述第三空间与所述驱替泵10相通；所述第四空间用于存储水，并通过管道通入所述模拟井筒1。

在本实施方式中，所述气施加组件可以包括串联的气源15、空气压缩机14、以及流量控制器13。所述流量控制器通过管道通入所述模拟井筒1。其中，气源15内可以存储有石油现场的天然气样，具体的，气源15可以为一气瓶15。相应的，第一中间容器11的第二空间可以存储有地层原油，第二中间容器12的第四空间存储有地层水，从而模拟真实地层环境。

下面将结合附图1对本实施方式的工作原理进行详细阐述，以便更好地理解本发明。

将地层原油与地层水分别放入第一中间容器11的第二空间以及第二中间容器12的第四空间中，用驱替泵10将原油及地层水打入模拟井筒1中。现场天然气样在气源15(气瓶15)中通过空气压缩机14打入模拟井筒1，并调试井筒内压力。

泡排剂在药剂盛放箱8中通过加药泵9加入到模拟井筒1中，通过回压阀7控制出口压力，通过流量控制器控制气体流量，模拟产气发泡过程。同时，由于泡排剂的加入模拟井筒1会产生大量气泡，随着泡沫的产出打开回压阀7进入到泡沫接收机构17。由于泡沫接收机构17有刻度可直接读取泡沫高度、携液量等。此时也可将消泡剂加入此装置观察消泡情况。

在模拟过程中，视频机构6可通过蓝宝石玻璃的观测窗5实时观察模拟井筒1井下发泡情况，模拟实验结束后可通过腐蚀性测试件4(材质现场管柱材料)测试现场腐蚀情况，对是否添加缓蚀剂及缓蚀剂的评价提供理论依据。

本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。

Claims (1)

1.一种泡排剂检查系统，其特征在于，包括：

模拟井筒；所述模拟井筒设置有腐蚀性测试件；所述腐蚀性测试件为圆环形状，所述腐蚀性测试件可拆卸地安装于所述模拟井筒内；

容纳所述模拟井筒的温度控制装置；所述温度控制装置能够控制所述模拟井筒的实验环境温度；

与所述模拟井筒内部相通的施加装置；所述施加装置能够向所述模拟井筒内输入油、水以及气；

与所述模拟井筒内部相通的药剂输入装置；所述药剂输入装置能够向所述模拟井筒内输入药剂；

用于控制所述模拟井筒内泡沫排出压力的压力控制装置；

所述温度控制装置设置有观测窗；

所述泡排剂检查系统还包括观察组件；所述观察组件通过所述观测窗观察泡排剂的发泡情况；

所述观察组件包括视频机构、以及与所述视频机构连接的影像捕捉机构；所述视频机构能够将观察到的泡排剂的发泡情况发送至所述影像捕捉机构；所述影像捕捉机构能够播放和/或存储泡排剂的发泡情况；

所述视频机构包括正对所述观测窗的摄像头；所述观测窗的材质为蓝宝石玻璃；

所述温度控制装置包括加热组件、控制机构、温度传感器、第一容器以及密封盖；所述密封盖盖设在所述第一容器上形成容纳所述模拟井筒的空间；所述控制机构与所述加热组件、所述温度传感器相连接，以控制所述空间内的加热温度；

还包括泡沫输出机构、以及泡沫接收机构；所述泡沫输出机构与所述压力控制装置相连通，以将所述模拟井筒内的泡沫输入至所述泡沫接收机构；

所述压力控制装置包括通过管道与所述模拟井筒相连通的回压阀；所述泡沫输出机构包括与所述回压阀相连通的输出管道；所述泡沫接收机构包括与所述输出管道相通的承接容器；所述回压阀在所述模拟井筒内的压力超过预定值时打开，泡沫经所述回压阀、输出管道进入所述泡沫接收机构内；

所述承接容器上设置有刻度；

所述施加装置通过管道通入所述模拟井筒的底部；所述药剂输入装置以及所述压力控制装置通入所述模拟井筒的顶部；

所述药剂输入装置包括串联的药剂盛放箱、加药泵；所述加药泵通过管道向所述模拟井筒内输入药剂；

所述施加装置包括油水施加组件、以及气施加组件；所述油水施加组件用于向所述模拟井筒内输入油水；所述气施加组件用于向所述模拟井筒内输入气体；

所述油水施加组件包括驱替泵、与所述驱替泵相连通的第一中间容器以及第二中间容器；

所述第一中间容器内设有可滑动的第一分隔板；所述第一分隔板将所述第一中间容器内部分割为第一空间及第二空间；所述第一空间与所述驱替泵相通；所述第二空间用于存储油，并通过管道通入所述模拟井筒；

所述第二中间容器内设有可滑动的第二分隔板；所述第二分隔板将所述第二中间容器内部分割为第三空间及第四空间；所述第三空间与所述驱替泵相通；所述第四空间用于存储水，并通过管道通入所述模拟井筒；

所述气施加组件包括串联的气源、空气压缩机、以及流量控制器；所述流量控制器通过管道通入所述模拟井筒。

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