CN107558965A - 用于模拟稠油掺稀降粘参数的优选评价装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及稠油开采领域，公开了一种用于模拟稠油掺稀降粘参数的优选评价装置。该装置包括：稠油输送装置，掺稀介质输送装置，同时与稠油输送装置和掺稀介质输送装置相连的井筒模拟装置，与井筒模拟装置相连的高温高压流变仪，以及至少用于对井筒模拟装置进行温度控制的加热保温装置。其中，井筒模拟装置包括混配装置和与混配装置相连且位于混配装置上方的模拟油管装置，稠油输送装置和掺稀介质输送装置与混配装置相连，高温高压流变仪与模拟油管装置相连。本发明的优选评价装置能够模拟并准确测量不同比例稠油掺稀降粘过程中不同深度井段中流体流动性参数，从而评价不同掺稀比例条件下不同深度井段的流体性能，以达到优选掺稀降粘参数的目的。

Description

用于模拟稠油掺稀降粘参数的优选评价装置

技术领域

本发明涉及稠油开采领域，具体涉及一种用于模拟稠油掺稀降粘参数的优选评价装置。

背景技术

塔河油田的主力产层为奥陶系，该油藏为下古生界碳酸盐岩岩溶裂缝性油藏，其原油属于中—高含硫、含蜡、高黏的重质超稠油。由于该稠油在油层中的流动性差或不流动，从而导致原油很难流入井筒，而即便原油可以流入井筒，但仅依靠油藏自身的压力和温度，原油也很难流出地面。

目前，在本领域中，通常采用掺稀工艺来开采稠油油藏，即向稠油体系中掺入一定比例的液体或气体来分散稠油体系中的沥青质和胶质，从而降低稠油的黏度，以增加稠油的流动性。对于塔河油田来说，稠油油藏埋藏深，而且塔河油田超深层稠油由于原油性质的非均质性，油井自喷期短，因此稠油开采及开发和上产的难度很大，而寻找合适的掺稀比例并获得流体流动性能参数，是目前稠油开采的关键所在。然而，目前在本领域中该掺稀比例以及流体流动性能参数的获得方式主要是基于使用实验中获得的压力差、流量、温度等参数通过公式推导计算得出，该方式操作繁杂，并不能直接实现对掺稀后流体流动性参数的实时测量。

针对现有技术的不足之处，本领域的技术人员希望寻求一种能够模拟并准确测量稠油掺稀降粘过程中不同掺稀比例条件下流体流动性参数的模拟装置，从而获得合适的掺稀比例和流体流动参数以用于稠油的实际开采中。

发明内容

为了寻求一种能够模拟并准确测量稠油掺稀降粘过程中的掺稀比例和流体流动参数，从而用于稠油的实际开采中，本发明提供了一种用于模拟稠油掺稀降粘参数的优选评价装置。

根据本发明的用于模拟稠油掺稀降粘参数的优选评价装置，包括：稠油输送装置，掺稀介质输送装置，同时与稠油输送装置和掺稀介质输送装置相连的井筒模拟装置，与井筒模拟装置相连的高温高压流变仪，以及至少用于对井筒模拟装置进行温度控制的加热保温装置。其中，井筒模拟装置包括混配装置和与混配装置相连且位于混配装置上方的模拟油管装置，稠油输送装置和掺稀介质输送装置与混配装置相连，高温高压流变仪与模拟油管装置相连。

进一步地，稠油输送装置包括第一驱替泵和与第一驱替泵相连的用于容纳原油的第一中间容器，掺稀介质输送装置包括第二驱替泵和与第二驱替泵相连的用于容纳掺稀介质的第二中间容器，其中，第一驱替泵对第一中间容器内部施力以推送原油进入混配装置，第二驱替泵对第二中间容器内部施力以推送掺稀介质进入混配装置。

进一步地，第一中间容器的出口、第二中间容器的出口和混配装置的入口通过多通阀连通在一起。

进一步地，混配装置的出口处设置有第一开关阀，模拟油管装置的入口处设置有第二开关阀，连接第一开关阀与第二开关阀的管道上连接有第一管路，第一管路与多通阀相连，且第一管路与多通阀之间设置有第三开关阀。

进一步地，连接混配装置的入口与多通阀的管道上设置有第四开关阀，当第一开关阀和第四开关阀关闭，第二开关阀和第三开关阀开启时，混配装置处于非工作状态。

进一步地，加热保温装置包括设置在稠油输送装置的外表面的第一加热保温装置，设置在掺稀介质输送装置的外表面的第二加热保温装置，设置在混配装置的外表面的第三加热保温装置，设置在模拟油管装置的外表面的第四加热保温装置，以及设置在连接模拟油管装置的出口与高温高压流变仪之间的管路的外表面的第五加热保温装置。

进一步地，用于模拟稠油掺稀降粘参数的优选评价装置还包括与加热保温装置相连的温度监测装置，温度监测装置包括多个沿第三加热保温装置的长度方向间隔设置的第一温度传感器，和多个沿第三加热保温装置的长度方向间隔设置的第二温度传感器。

进一步地，用于模拟稠油掺稀降粘参数的优选评价装置还包括压力监测装置，压力监测装置包括设置在混配装置的入口处、混配装置的出口处和模拟油管装置的出口处的压力传感器。

进一步地，模拟油管装置的出口处设置有第一回压阀，高温高压流变仪的出口处设置有第二回压阀，第一回压阀的压力大于等于第二回压阀的压力。

进一步地，用于模拟稠油掺稀降粘参数的优选评价装置还包括控制装置，控制装置分别与加热保温装置、温度监测装置和压力监测装置相连。

与现有技术相比，本发明的用于模拟稠油掺稀降粘参数的优选评价装置能够更准确贴切地建立稠油掺稀降粘的生产动态模拟的模型；同时能够实现在高温高压、无组分损失条件下对不同掺稀比例时的流体流动性参数的准确测量，从而能够对稠油掺稀比例等生产参数进行优化，以用于为稠油油藏开发提供实验技术支持。此外，本发明的用于模拟稠油掺稀降粘参数的优选评价装置全程能够实现自动化控制，操作更为安全便捷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为根据本发明的用于模拟稠油掺稀降粘参数的优选评价装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

图1示出了根据本发明提供的用于模拟稠油掺稀降粘参数的优选评价装置100的结构示意图。如图1所示，用于模拟稠油掺稀降粘参数的优选评价装置100包括：包括：稠油输送装置1，掺稀介质输送装置2，同时与稠油输送装置1和掺稀介质输送装置2相连的井筒模拟装置(图1中虚线框内示出的部分)，与井筒模拟装置相连的高温高压流变仪5，以及至少用于对井筒模拟装置进行温度控制的加热保温装置。其中，井筒模拟装置包括混配装置3和与混配装置3相连且位于混配装置3上方的模拟油管装置4，稠油输送装置1和掺稀介质输送装置2与混配装置3相连，高温高压流变仪5与模拟油管装置4相连。

本发明提供的用于模拟稠油掺稀降粘参数的优选评价装置100在使用时，通过稠油输送装置1和掺稀介质输送装置2将原油和掺稀介质以一定的体积比和一定的压力输送至混配装置3中进行混合，原油和掺稀介质在混配装置3中能够实现充分混合，混合形成的掺稀原油继续竖直向上运动并进入模拟油管装置4中，通过控制稠油输送装置1和掺稀介质输送装置2的输送压力和模拟油管装置的出口处的第一回压阀可实现对混配装置3和模拟油管装置4中的压力控制，以模拟稠油掺稀降粘生产状况下井筒内的压力，通过加热保温装置可实现对混配装置3和模拟油管4中的温度控制，以模拟稠油掺稀降粘生产状况下井筒内的温度，而经模拟油管装置4流出的掺稀原油部分进入高温高压流变仪5，高温高压流变仪5可以对该掺稀原油的流变特征参数(即掺稀原油的粘度)进行测量，其温度范围优选为0至150℃，其压力范围优选为0至50MPa。所测得的不同掺稀比例下的流体流变特征参数可以作为实际生产中的参考依据，从而能够为油田开发技术人员提供研究和工作的支撑。

本发明的用于模拟稠油掺稀降粘参数的优选评价装置100一方面建立了稠油掺稀降粘的生产动态模拟的模型，使得该装置更贴切于稠油实际的开采过程，另一方面本发明的用于模拟稠油掺稀降粘参数的优选评价装置100可以实时测量产出流体的流变特征参数(即掺稀原油的粘度)，样品不用取出转移，从而避免了轻质组分挥发损失对流体性质的影响。另外，由于本发明的用于模拟稠油掺稀降粘参数的优选评价装置在工作时全程处于密闭和高温高压条件下，因此可以准确测量出掺液原油、掺气原油、掺入的气体和掺入的液体等多种流体的流动特性。此外，通过高温高压流变仪5对掺稀原油样本的检测和分析，可实现对稠油掺稀比例等参数的优化。

值得注意的是，本发明中的掺稀介质可以为气态，例如可以是氮气、二氧化碳，优选为天然气；当然，掺稀介质也可以为液态，例如稀油。

根据本发明，如图1所示，稠油输送装置1包括第一驱替泵11和与第一驱替泵11相连的用于容纳原油的第一中间容器12，掺稀介质输送装置2包括第二驱替泵21和与第二驱替泵21相连的用于容纳掺稀介质的第二中间容器22。其中，第一驱替泵11对第一中间容器12内部施力以推送原油进入混配装置3，第二驱替泵21对第二中间容器22内部施力以推送掺稀介质进入混配装置3。优选地，稠油输送装置1与掺稀介质输送装置2可以完全相同，其驱替泵可优选为高压驱替泵，承压90MPa，其中间容器可优选为活塞式中间容器，单体容积5L，承压100MPa。

进一步地，第一中间容器12的出口、第二中间容器22的出口和混配装置3的入口通过多通阀7连通在一起。该多通阀7可根据实际的连接管路来具体选择。通过设置多通阀7，可使掺稀介质与原油在进入混配装置3之前能够在多通阀7处进行初步混合，从而有助于掺稀介质与原油的充分混合。

优选地，如图1所示，混配装置3包括多组固定的螺旋扇叶片，该多组固定的螺旋叶片彼此之间形成用于混配流体(即掺稀原油)流动的通道，并同时在该流动通道内继续搅拌混配流体。该混配装置3优选设置为10m，承压为100MPa。

优选地，如图1所示，混配装置3的出口处设置有第一开关阀71，模拟油管装置4的入口处设置有第二开关阀72，连接第一开关阀71与第二开关阀72的管道上连接有第一管路，第一管路与多通阀7相连，且第一管路与多通阀7之间设置有第三开关阀73。进一步地，连接混配装置3的入口与多通阀7的管道上设置有第四开关阀74，当第一开关阀71和第四开关阀74关闭，第二开关阀72和第三开关阀73开启时，混配装置3处于非工作状态。通过上述开关阀的配合，可实现对混配装置3的拆卸以对混配装置3进行清洗或维修。

根据本发明，如图1所示，加热保温装置包括设置在稠油输送装置1的外表面的第一加热保温装置61，设置在掺稀介质输送装置2的外表面的第二加热保温装置62，设置在混配装置3的外表面的第三加热保温装置63，设置在模拟油管装置4的外表面的第四加热保温装置64，以及设置在连接模拟油管装置4的出口与高温高压流变仪5之间的管路的外表面的第五加热保温装置65。本发明的加热保温装置一方面用于模拟实际生产时井筒内的温度，另一方面还用于对管路中的流体进行保温，以保证其在管路内正常的流动。

优选地，第三加热保温装置63与第四加热保温装置64可分别对混配装置3和模拟油管装置4的不同段施加不同的温度，从而使混配装置3和模拟油管装置4更贴切地模拟实际生产中井筒内的温度分布。进一步优选地，沿混配装置3的底部至模拟油管装置4的顶部的方向上，施加的温度依次减小。

此外，如图1所示，用于模拟稠油掺稀降粘参数的优选评价装置100还包括与加热保温装置相连的温度监测装置，温度监测装置包括多个沿第三加热保温装置的长度方向间隔设置的第一温度传感器81，和多个沿第三加热保温装置的长度方向间隔设置的第二温度传感器82。该温度监测装置用于实现对混配装置3和模拟油管装置4的不同段的温度测量，并通过该测量结果的反馈来及时调整第三加热保温装置63与第四加热保温装置64进行加热或保温。优选地，第一温度传感器81和第二温度传感器82分别等间隔设置，以便更均匀准确地监测混配装置3和模拟油管装置4的不同段的温度。

优选地，温度监测装置还包括设置在第一加热保温装置61上用于检测稠油输送装置1的第三温度传感器83和设置在第二加热保温装置62上的用于检测掺稀介质输送装置2的第四温度传感器84。还优选地，第一温度传感器81、第二温度传感器82、第三温度传感器83与第四温度传感器84的测量范围可以为0至300℃，精度为0.5％。

此外，根据本发明，用于模拟稠油掺稀降粘参数的优选评价装置100还包括压力监测装置，压力监测装置包括设置在混配装置3的入口处、混配装置3的出口处和模拟油管装置4的出口处的压力传感器91。通过该设置，可分别检测混配器3的底部、混配器3的顶部和模拟油管装置4的出口的压力。优选地，该压力传感器91的测量范围可以为0至100MPa。

优选地，在第四开关阀与压力传感器91之间设置有第五开关阀75，该第五开关阀可实现对压力传感器91的保护。

进一步地，模拟油管装置4的出口处设置有第一回压阀51，高温高压流变仪5的出口处设置有第二回压阀52，第一回压阀51的压力大于等于第二回压阀52的压力，从而使掺稀原油的能够进入高温高压流变仪5中。值得注意的是，掺稀原油仅部分进入高温高压流变仪5中进行测量，而其它掺稀原油可通过第六开关阀76所在的管路流出。

根据本发明，如图1所示，用于模拟稠油掺稀降粘参数的优选评价装置100还包括控制装置10，控制装置10分别与加热保温装置、温度监测装置和压力监测装置相连，从而实现用于模拟稠油掺稀降粘参数的优选评价装置100全程对压力、温度的自动化监控与调节。

与现有技术相比，本发明的用于模拟稠油掺稀降粘参数的优选评价装置100能够更准确贴切地建立稠油掺稀降粘的生产动态模拟的模型；同时能够实现在高温高压、无组分损失条件下的稠油掺稀降粘的实时测量，从而能够获得更为准确地稠油在不同掺稀比例下的流变特性参数，进而对稠油掺稀比例等生产参数进行优化，以用于为稠油油藏开发提供实验技术支持。此外，本发明的用于模拟稠油掺稀降粘参数的优选评价装置100全程能够实现自动化控制，操作更为安全便捷。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种用于模拟稠油掺稀降粘参数的优选评价装置，其特征在于，包括：

稠油输送装置，

掺稀介质输送装置，

同时与所述稠油输送装置和所述掺稀介质输送装置相连的井筒模拟装置，

与所述井筒模拟装置相连的高温高压流变仪，以及

至少用于对所述井筒模拟装置进行温度控制的加热保温装置，

其中，所述井筒模拟装置包括混配装置和与所述混配装置相连且位于所述混配装置上方的模拟油管装置，所述稠油输送装置和所述掺稀介质输送装置与所述混配装置相连，所述高温高压流变仪与所述模拟油管装置相连。

2.根据权利要求1所述的用于模拟稠油掺稀降粘参数的优选评价装置，其特征在于，所述稠油输送装置包括第一驱替泵和与所述第一驱替泵相连的用于容纳所述原油的第一中间容器，所述掺稀介质输送装置包括第二驱替泵和与所述第二驱替泵相连的用于容纳所述掺稀介质的第二中间容器，其中，所述第一驱替泵对所述第一中间容器内部施力以推送所述原油进入所述混配装置，所述第二驱替泵对所述第二中间容器内部施力以推送所述掺稀介质进入所述混配装置。

3.根据权利要求2所述的用于模拟稠油掺稀降粘参数的优选评价装置，其特征在于，所述第一中间容器的出口、所述第二中间容器的出口和所述混配装置的入口通过多通阀连通在一起。

4.根据权利要求3所述的用于模拟稠油掺稀降粘参数的优选评价装置，其特征在于，所述混配装置的出口处设置有第一开关阀，所述模拟油管装置的入口处设置有第二开关阀，连接所述第一开关阀与所述第二开关阀的管道上连接有第一管路，所述第一管路与所述多通阀相连，且所述第一管路与所述多通阀之间设置有第三开关阀。

5.根据权利要求4所述的用于模拟稠油掺稀降粘参数的优选评价装置，其特征在于，连接所述混配装置的入口与所述多通阀的管道上设置有第四开关阀，当所述第一开关阀和所述第四开关阀关闭，所述第二开关阀和所述第三开关阀开启时，所述混配装置处于非工作状态。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于模拟稠油掺稀降粘参数的优选评价装置，其特征在于，所述加热保温装置包括设置在所述稠油输送装置的外表面的第一加热保温装置，设置在所述掺稀介质输送装置的外表面的第二加热保温装置，设置在所述混配装置的外表面的第三加热保温装置，设置在所述模拟油管装置的外表面的第四加热保温装置，以及设置在连接所述模拟油管装置的出口与所述高温高压流变仪之间的管路的外表面的第五加热保温装置。

7.根据权利要求6所述的用于模拟稠油掺稀降粘参数的优选评价装置，其特征在于，所述用于模拟稠油掺稀降粘参数的优选评价装置还包括与所述加热保温装置相连的温度监测装置，所述温度监测装置包括多个沿所述第三加热保温装置的长度方向间隔设置的第一温度传感器，和多个沿所述第三加热保温装置的长度方向间隔设置的第二温度传感器。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的用于模拟稠油掺稀降粘参数的优选评价装置，其特征在于，所述用于模拟稠油掺稀降粘参数的优选评价装置还包括压力监测装置，所述压力监测装置包括设置在所述混配装置的入口处、所述混配装置的出口处和所述模拟油管装置的出口处的压力传感器。

9.根据权利要求8所述的用于模拟稠油掺稀降粘参数的优选评价装置，其特征在于，所述模拟油管装置的出口处设置有第一回压阀，所述高温高压流变仪的出口处设置有第二回压阀，所述第一回压阀的压力大于等于所述第二回压阀的压力。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的用于模拟稠油掺稀降粘参数的优选评价装置，其特征在于，所述用于模拟稠油掺稀降粘参数的优选评价装置还包括控制装置，所述控制装置分别与所述加热保温装置、所述温度监测装置和所述压力监测装置相连。