CN108709842B - 一种油水分离计量方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种油水分离计量方法及装置，所述方法，包括步骤S1样品饱和水：计算水的驱替倍数、水的瞬时流量及岩心的水相渗透率；S2样品饱和油：计算油的驱替倍数、油的瞬时流量、岩心含油饱和度及岩心的油相渗透率；S3相对渗透率实验。所述装置为U型滴定管，U型滴定管的左侧为水计量管、右侧为玻璃管，U型滴定管的下端的导通管上有阀门Ⅰ；所述水计量管上端开口，下端向下延伸并设有滴定头，滴定头处设有阀门Ⅲ；所述玻璃管上端开口，下部侧壁上开有油水注入口；水计量管和玻璃管的上部通过连接管连通。本发明将整个油水相渗实验的计量过程集合为一体，整个实验过程不需更换计量管，提高实验精度，大大减轻了劳动强度，提高了工作效率。

Description

一种油水分离计量方法及装置
技术领域
本发明属于岩石物理性质测试技术领域，具体涉及一种油水分离计量方法及装置。
背景技术
目前实验室油水相对渗透率实验中是由三套计量管来计量油水，样品饱和水时，用量筒计量驱出水体积和测量瞬时水量，计算水相渗透率；饱和油时，用1号油水分离管计量驱出的水量，计算饱和油量，同时用量筒计量瞬时油量，计算油相渗透率；水驱油时，用2号油水分离管，同时软管连接到滴定管计量水量，整个过程繁琐，有时连接不好出现计量水驱油水量滞后，每一步骤都需更换计量管，这样无形中增加劳动强度和计量中的误差。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明将三套计量管有机的结合起来，通过阀门控制，完成样品饱和水--样品饱和油--样品油水相对渗透率实验整个过程，减少更换计量管的步骤，并可广泛用于石油科研院所和各油田实验室的实验测量中的一种油水分离计量方法及装置。
本发明所采用的技术方案如下：
一种油水分离计量装置，该油水分离计量装置为U型滴定管，U型滴定管的左侧为水计量管、右侧为油水分离管，U型滴定管的下端的导通管上有阀门Ⅰ；所述水计量管的上端开口，水计量管的下端向下延伸并设置有滴定头，滴定头处设置有阀门Ⅲ；所述油水分离管的上端开口，油水分离管的下部侧壁上开有油水注入口；所述水计量管和油水分离管的上部通过沿水平方向设置的连接管连通，所述连接管上设置有阀门Ⅱ。
所述水计量管、油水分离管、滴定头和连接管为一体化设置的整体结构。
所述水计量管的表面标有计量刻度线，最小刻度为0.1ml。
所述油水分离管的表面标有计量刻度线，最小刻度为0.05ml。
所述水计量管、油水分离管、滴定头及连接管的制作材质均为玻璃。
所述油水注入口位于油水分离管刻度线的下方。
所述油水注入口连接岩心夹持器出口。
一种油水分离计量方法，包括如下步骤：
S1，样品饱和水：将油水注入口连接到岩心加持器出口，当样品饱和水时，只有单相水，关闭阀门Ⅰ、阀门Ⅲ，打开阀门Ⅱ，当水从阀门Ⅱ流到水计量管，根据样品孔隙体积大小，水流至水计量管满刻度时，打开阀门Ⅲ，用量筒计量放出水的总体积Vw，通过采出水的总体积Vw及样品孔隙体积Vp即可计算水的驱替倍数，同时利用水计量管刻度，测量水通过岩心的瞬时流量Qw，计算岩心的水相渗透率Kw；
S2，样品饱和油：打开阀门Ⅲ，放出多余的水，然后关闭阀门Ⅰ和阀门Ⅲ，打开阀门Ⅱ，给油水分离管充水，使水的液面达到油水分离管的刻度线以上，打开岩心加持器的出口阀门，进行油驱水，利用岩心饱和油计量岩心产出的水，当驱出的油较多时，可通过阀门Ⅱ流到水计量管，当油在水计量管中达到满刻度时，可以通过阀门Ⅲ放出，用量筒计量放出油的总体积Vo，计算油的驱替倍数，当岩心不出水时，水计量管中的水的总体积Vw1，计算岩心含油饱和度，在水计量管中测量油通过岩心的瞬时流量Qo，计算岩心的油相渗透率Ko。
S3，相对渗透率实验：打开阀门Ⅰ、阀门Ⅲ将油水分离计量装置中的油水放干净，并用洗瓶冲洗，接好水驱流程，关闭阀门Ⅱ、阀门Ⅲ，打开阀门Ⅰ，预先给水计量管充水直至水计量管的最底刻度线以上，开始相对渗透率实验，打开岩心加持器出口，并实时计量油水分离装置中的油水，当水达到水计量管满刻度时，打开阀门Ⅲ，放水至刻度线以上。
所述步骤S1中水的驱替倍数、水的瞬时流量及岩心的水相渗透率的计算公式分别为：
Figure GDA0002616197680000031
水的瞬时流量
Figure GDA0002616197680000032
岩心的水相渗透率
Figure GDA0002616197680000033
式中：Vw-采出水的总体积，单位ml；L-岩心长度，单位cm；A-岩心横截面积，单位cm2；φ-孔隙度；t-驱替时间，单位s；Qw-水的瞬时流量，单位mL；μw-水的粘度，单位mPa.s；ΔP-通过岩心前后的压差，单位mPa。
所述步骤S2中油的驱替倍数、油的瞬时流量、岩心含油饱和度及岩心的油相渗透率的计算公式分别为：
Figure GDA0002616197680000041
油的瞬时流量
Figure GDA0002616197680000042
岩心含油饱和度
Figure GDA0002616197680000043
岩心的油相渗透率
Figure GDA0002616197680000044
式中：Vo-采出油的总体积，单位ml；L-岩心长度，单位cm；A-岩心横截面积，单位cm2；φ-孔隙度；t-驱替时间，单位s；Vw1-计量管中的总水量，单位mL；Qo-油的瞬时流量，单位mL；μo-油的粘度，单位mPa.s；ΔP-通过岩心前后的压差，单位mPa。
本发明具有以下优点：
本发明是将整个油水相渗实验的计量过程集合为一体的装置，解决了相对渗透率实验每一步需更换一次油水分离计量管，整个实验过程不需更换计量管，提高实验精度，大大减轻实验人员的劳动强度，极大的提高工作效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
附图标记说明：
1、水计量管，2、油水分离管，3、阀门Ⅰ，4、阀门Ⅱ，5、阀门Ⅲ，6、连接管，7、滴定头，8、油水注入口。
具体实施方式
实施例1
目前实验室油水相渗实验中是由三套分离计量管来计量油水，样品饱和水时，用量筒计量岩心驱出水体积和测量瞬时水量，计算岩心水相渗透率；饱和油时，用1号油水分离管计量从岩心驱出的水量，计算饱和油量，同时用量筒计量油通过岩心的瞬时油量，计算岩心油相渗透率；水驱油时，用2号油水分离管计量从岩心驱替出的油量，同时用软管连接到滴定管计量从岩心驱出的水量，整个过程繁琐，有时连接不好出现计量水驱油过程中水量滞后，每一步骤都需更换计量管，这样无形中增加劳动强度和计量中的误差。
为了解决上述问题，本发明公开了一种油水分离计量方法，包括如下步骤：
S1，样品饱和水：将油水注入口8连接到岩心加持器出口，当样品饱和水时，只有单相水，关闭阀门Ⅰ3、阀门Ⅲ5，打开阀门Ⅱ4，当水从阀门Ⅱ4流到水计量管1，根据样品孔隙体积大小，水流至水计量管1满刻度时，打开阀门Ⅲ5，用量筒计量放出水的总体积Vw，通过采出水的总体积Vw及样品孔隙体积Vp即可计算水的驱替倍数，同时利用水计量管1刻度，测量水通过岩心的瞬时流量Qw，计算岩心的水相渗透率Kw；
S2，样品饱和油：打开阀门Ⅲ5，放出多余的水，然后关闭阀门Ⅰ3和阀门Ⅲ5，打开阀门Ⅱ4，给油水分离管2充水，使水的液面达到油水分离管2的刻度线以上，打开岩心加持器的出口阀门，进行油驱水，利用岩心饱和油计量岩心产出的水，当驱出的油较多时，可通过阀门Ⅱ4流到水计量管1，当油在水计量管1中达到满刻度时，可以通过阀门Ⅲ5放出，用量筒计量放出油的总体积Vo，计算油的驱替倍数，当岩心不出水时，水计量管中的水的总体积Vw1，计算岩心含油饱和度，在水计量管1中测量油通过岩心的瞬时流量Qo，计算岩心的油相渗透率Ko；
S3，相对渗透率实验：打开阀门Ⅰ3、阀门Ⅲ5将油水分离计量装置中的油水放干净，并用洗瓶冲洗，接好水驱流程，关闭阀门Ⅱ4、阀门Ⅲ5，打开阀门Ⅰ3，预先给水计量管1充水直至水计量管1的最底刻度线以上，开始相对渗透率实验，打开岩心加持器出口，并实时计量油水分离装置中的油水，当水达到水计量管1满刻度时，打开阀门Ⅲ5，放水至刻度线以上。
相对渗透率实验的目的主要是揭示油水在多孔介质中的渗流特征，测试油、水随着样品的含水饱和度的变化渗透率发生变化，通过相对渗透率实验，测试油、水渗透率的变化特征来解释油水在多孔介质中的渗流特征，为油田开发方案提供科学依据。
实施例2
在实施1的基础上，上述步骤S1中水的驱替倍数、水的瞬时流量及岩心的水相渗透率的计算公式分别为：
Figure GDA0002616197680000071
水的瞬时流量
Figure GDA0002616197680000072
岩心的水相渗透率
Figure GDA0002616197680000073
式中：Vw-采出水的总体积，单位ml；L-岩心长度，单位cm；A-岩心横截面积，单位cm2；φ-孔隙度；t-驱替时间，单位s；Qw-水的瞬时流量，单位mL；μw-水的粘度，单位mPa.s；ΔP-通过岩心前后的压差，单位mPa。
所述步骤S2中油的驱替倍数、油的瞬时流量、岩心含油饱和度及岩心的油相渗透率的计算公式分别为：
Figure GDA0002616197680000074
油的瞬时流量
Figure GDA0002616197680000075
岩心含油饱和度
Figure GDA0002616197680000076
岩心的油相渗透率
Figure GDA0002616197680000077
式中：Vo-采出油的总体积，单位ml；L-岩心长度，单位cm；A-岩心横截面积，单位cm2；φ-孔隙度；t-驱替时间，单位s；Vw1-计量管中的总水量，单位mL；Qo-油的瞬时流量，单位mL；μo-油的粘度，单位mPa.s；ΔP-通过岩心前后的压差，单位mPa。
实施例3
如图1所示，本发明提供了一种油水分离计量装置，该油水分离计量装置为U型滴定管，U型滴定管的左侧为水计量管1、右侧为油水分离管2，U型滴定管的下端的导通管上有阀门Ⅰ3；所述水计量管1的上端开口，水计量管1的下端向下延伸并设置有滴定头7，滴定头7处设置有阀门Ⅲ5；所述油水分离管2的上端开口，油水分离管2的下部侧壁上开有油水注入口8；所述水计量管1和油水分离管2的上部通过沿水平方向设置的连接管6连通，所述连接管6上设置有阀门Ⅱ4。
该装置将整个油水相渗实验的计量过程集合为一体，通过阀门控制，完成样品饱和水--样品饱和油--样品油水相对渗透率实验的整个过程，减少更换计量管的步骤，解决了现有技术每一步骤都需更换计量管的问题。
实施例4
在实施例3的基础上，所述水计量管1、油水分离管2、滴定头7和连接管6为一体化设置的整体结构。
所述水计量管1的表面标有计量刻度线，最小刻度为0.1ml，计量管的刻度线的起始端略高于油水分离计量管的入口端。
所述油水分离管2的表面标有计量刻度线，最小刻度为0.05ml。
所述水计量管1、油水分离管2、滴定头7及连接管6的制作材质均为玻璃。
所述油水注入口8位于油水分离管2刻度线的下方。
所述油水注入口8连接岩心夹持器出口。
本发明所述油水分离计量装置的工作原理如下：
1、样品饱和水：将油水分离计量装置连接到岩心加持器出口，当样品饱和水时，关闭阀门Ⅰ3、阀门Ⅲ5，打开阀门Ⅱ4，当水从阀门Ⅱ4流到水计量管1，根据样品孔隙体积大小，水流至水计量管1满刻度时，打开阀门Ⅲ5，用量筒计量放出水的总体积Vw，通过采出水的总体积Vw及样品孔隙体积Vp即可计算水的驱替倍数，同时利用水计量管1刻度，测量水通过岩心的瞬时流量Qw，计算岩心的水相渗透率Kw；
2、样品饱和油：打开阀门Ⅲ5，放出多余的水，然后关闭阀门Ⅰ3和阀门Ⅲ5，打开阀门Ⅱ4，给油水分离管2充水，使水的液面达到油水分离管2的刻度线以上，打开岩心加持器的出口阀门，进行油驱水，利用岩心饱和油计量岩心产出的水，当驱出的油较多时，可通过阀门Ⅱ4流到水计量管1，当油在水计量管1中达到满刻度时，可以通过阀门Ⅲ5放出，用量筒计量放出油的总体积Vo，计算油的驱替倍数，当岩心不出水时，水计量管中的水的总体积Vw1，计算岩心含油饱和度，在水计量管1中测量油通过岩心的瞬时流量Qo，计算岩心的油相渗透率Ko。
3、相对渗透率实验：打开阀门Ⅰ3、阀门Ⅲ5将油水分离计量装置中的油水放干净，用洗瓶对油水分离计量装置进行冲洗，接好水驱流程，关闭阀门Ⅱ4、阀门Ⅲ5，打开阀门Ⅰ3，预先给油水分离计量装置充水，达到刻度线以上；开始相对渗透率实验，打开岩心加持器出口，油水进入分离计量装置，时时计量油水分离装置中的油水，当水达到水计量管满刻度时，打开阀门Ⅲ5，放水，注意不要将水放至刻度线一下。
本发明该装置将整个油水相渗实验的计量过程集合为一体，通过阀门控制，完成样品饱和水--样品饱和油--样品油水相对渗透率实验的整个过程，减少更换计量管的步骤，减少了人为误差，提高了实验精度，大大减轻实验人员的劳动强度，极大的提高工作效率。

Claims (10)

1.一种油水分离计量装置，其特征在于：该油水分离计量装置为U型滴定管，U型滴定管的左侧为水计量管(1)、右侧为油水分离管(2)，U型滴定管的下端的导通管上有阀门Ⅰ(3)；所述水计量管(1)的上端开口，水计量管(1)的下端向下延伸并设置有滴定头(7)，滴定头(7)处设置有阀门Ⅲ(5)；所述油水分离管(2)的上端开口，油水分离管(2)的下部侧壁上开有油水注入口(8)；所述水计量管(1)和油水分离管(2)的上部通过沿水平方向设置的连接管(6)连通，所述连接管(6)上设置有阀门Ⅱ(4)。
2.根据权利要求1所述的一种油水分离计量装置，其特征在于：所述水计量管(1)、油水分离管(2)、滴定头(7)和连接管(6)为一体化设置的整体结构。
3.根据权利要求1所述的一种油水分离计量装置，其特征在于：所述水计量管(1)的表面标有计量刻度线，最小刻度为0.1ml。
4.根据权利要求3所述的一种油水分离计量装置，其特征在于：所述油水分离管(2)的表面标有计量刻度线，最小刻度为0.05ml。
5.根据权利要求1所述的一种油水分离计量装置，其特征在于：所述水计量管(1)、油水分离管(2)、滴定头(7)及连接管(6)的制作材质均为玻璃。
6.根据权利要求1所述的一种油水分离计量装置，其特征在于：所述油水注入口(8)位于油水分离管(2)刻度线的下方。
7.根据权利要求1所述的一种油水分离计量装置，其特征在于：所述油水注入口(8)连接岩心夹持器出口。
8.一种油水分离计量方法，至少包括权利要求1-7任意一项所述的油水分离计量装置，其特征在于，所述油水分离计量方法包括如下步骤：
S1，样品饱和水：将油水注入口(8)连接到岩心加持器出口，当样品饱和水时，只有单相水，关闭阀门Ⅰ(3)、阀门Ⅲ(5)，打开阀门Ⅱ(4)，当水从阀门Ⅱ(4)流到水计量管(1)，根据样品孔隙体积大小，水流至水计量管(1)满刻度时，打开阀门Ⅲ(5)，用量筒计量放出水的总体积Vw，通过采出水的总体积Vw及样品孔隙体积Vp即可计算水的驱替倍数，同时利用水计量管(1)刻度，测量水通过岩心的瞬时流量Qw，计算岩心的水相渗透率Kw；
S2，样品饱和油：打开阀门Ⅲ(5)，放出多余的水，然后关闭阀门Ⅰ(3)和阀门Ⅲ(5)，打开阀门Ⅱ(4)，给油水分离管(2)充水，使水的液面达到油水分离管(2)的刻度线以上，打开岩心加持器的出口阀门，进行油驱水，利用岩心饱和油计量岩心产出的水，当驱出的油较多时，可通过阀门Ⅱ(4)流到水计量管(1)，当油在水计量管(1)中达到满刻度时，可以通过阀门Ⅲ(5)放出，用量筒计量放出油的总体积Vo，计算油的驱替倍数，当岩心不出水时，水计量管(1)中的水的总体积Vw1，计算岩心含油饱和度，在水计量管(1)中测量油通过岩心的瞬时流量Qo，计算岩心的油相渗透率Ko；
S3，相对渗透率实验：打开阀门Ⅰ(3)、阀门Ⅲ(5)将油水分离计量装置中的油水放干净，并用洗瓶冲洗，接好水驱流程，关闭阀门Ⅱ(4)、阀门Ⅲ(5)，打开阀门Ⅰ(3)，预先给水计量管(1) 充水直至水计量管(1)的最底刻度线以上，开始相对渗透率实验，打开岩心加持器出口，并实时计量油水分离装置中的油水，当水达到水计量管(1)满刻度时，打开阀门Ⅲ(5)，放水至刻度线以上。
9.根据权利要求8所述的一种油水分离计量方法，其特征在于：所述步骤S1中水的驱替倍数、水的瞬时流量及岩心的水相渗透率的计算公式分别为：
Figure FDA0002616197670000031
水的瞬时流量
Figure FDA0002616197670000032
岩心的水相渗透率
Figure FDA0002616197670000033
式中：Vw-采出水的总体积，单位ml；L-岩心长度，单位cm；A-岩心横截面积，单位cm2；φ-孔隙度；t-驱替时间，单位s；Qw-水的瞬时流量，单位mL；μw-水的粘度，单位mPa.s；ΔP-通过岩心前后的压差，单位mPa。
10.根据权利要求9所述的一种油水分离计量方法，其特征在于：所述步骤S2中油的驱替倍数、油的瞬时流量、岩心含油饱和度及岩心的油相渗透率的计算公式分别为：
Figure FDA0002616197670000034
油的瞬时流量
Figure FDA0002616197670000035
岩心含油饱和度
Figure FDA0002616197670000036
岩心的油相渗透率
Figure FDA0002616197670000041
式中：Vo-采出油的总体积，单位ml；L-岩心长度，单位cm；A-岩心横截面积，单位cm2；φ-孔隙度；t-驱替时间，单位s；Vw1-计量管中的总水量，单位mL；Qo-油的瞬时流量，单位mL；μo-油的粘度，单位mPa.s；ΔP-通过岩心前后的压差，单位mPa。
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