CN109254117B - 一种油田产出液用消泡剂室内评价装置和评价方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于化学消泡技术领域，公开了一种油田产出液用消泡剂室内评价装置和评价方法，评价装置由起泡装置和检测装置两部分组成，其中起泡装置主要包括高温高压搅拌反应釜、真空泵、标准气瓶、高压气瓶连接管线，检测装置主要包括玻璃量筒和强力探照灯；评价方法为在密闭的反应釜中加入计量好的油田产出液，鼓入定量的标准气，在设定的温度和压力下搅拌起泡，再将起泡液排至装有消泡剂的玻璃量筒中，记录起泡液泡沫消除的时间，判定消泡剂的性能。本发明的评价装置投资低，占地面积小，可在实验室通风橱内完成整个原油产出液用消泡剂性能检测过程，安全性高；评价方法通过室内评价和现场应用的对比验证，检测结果准确性高、重复性好。

Description

一种油田产出液用消泡剂室内评价装置和评价方法
技术领域
本发明属于化学消泡技术领域，具体的说，是涉及一种消泡剂室内评价装置和评价方法，尤其涉及油田产出液用消泡剂的室内评价装置和评价方法。
背景技术
当油田产出液从油井产出时，由于压力的降低和温度的变化，原本溶于原油中的伴生气逐渐同原油分离。如不能迅速彻底的脱除原油中的气体，则在油田产出液进入分离器后，造成分离器液位计量不准确，使整个生产流程产生波动。加注原油消泡剂是油田稳定生产必不可少的化学助剂，而国内外针对消泡剂性能检测的标准主要有：GB/T 26527-2011有机硅消泡剂、GB/T 21885-2008纺织产品消泡剂测量、SY/T 5560-1992钻井液用消泡剂评价程序、HG/T 4028-2008有机硅高温消泡剂等。
从上述标准可以看出，现有的消泡剂检验标准主要针对水性溶液发泡体系，而油田产出液是复杂的原油、伴生气、产出水混合三相发泡体系。由于发泡体系和起泡条件的不同，目前的相关标准并不适用于原油开采过程中消泡剂的评价。而针对油田产出液用消泡剂的室内评价装置和评价方法的缺失，导致目前仍采用平台现场评价进行产品性能检测，评价周期过长，不利于产品的研发与推广。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于目前尚未有针对于油田产出液用消泡剂的评价装置和评价方法，提供了一种安全性高、简便实用的油田产出液用消泡剂室内评价装置，并建立了一种重复性好、准确性高的油田产出液用消泡剂室内评价方法。
为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：
一种油田产出液用消泡剂室内评价装置，包括起泡装置和检测装置；
所述起泡装置包括高温高压搅拌反应釜、真空泵、标准气瓶；所述高温高压搅拌反应釜上部设置有进气管、排气管；所述进气管上设置有进气阀，并通过高压气瓶连接管线与所述标准气瓶连接；所述排气管上设置有排气阀，并通过高压气瓶连接管线与所述真空泵连接；所述高温高压搅拌反应釜下部设置有排液管，所述排液管上设置有排液阀；
所述检测装置包括玻璃量筒和强力探照灯，所述玻璃量筒接收所述排液管排出的高温高压搅拌反应釜中液体，所述强力探照灯照射所述玻璃量筒内部。
进一步地，所述高温高压搅拌反应釜由反应釜体、加热夹套、搅拌电机、反应釜控制柜组成，反应釜控制柜用于控制所述高温高压搅拌反应釜的加热温度、搅拌速度和搅拌时间。
进一步地，所述高温高压搅拌反应釜的反应釜体为不锈钢材质。
进一步地，所述高温高压搅拌反应釜的反应釜体容量为500ml-2000ml。
进一步地，所述高温高压搅拌反应釜上部设置有压力表。
进一步地，所述高压气瓶连接管线为不锈钢材质。
进一步地，所述玻璃量筒容量为500ml-2000ml。
进一步地，所述玻璃量筒最小刻度为1ml。
进一步地，所述标准气瓶为标准甲烷气瓶或者标准天然气瓶。
一种采用上述油田产出液用消泡剂室内评价装置的油田产出液用消泡剂室内评价方法，按照如下步骤进行：
(1)确保所述高温高压搅拌反应釜的进气阀、排气阀处于开启状态，排料阀处于关闭状态；将计量好的油田产出液加入所述高温高压搅拌反应釜中，并将所述高温高压搅拌反应釜密闭；将定量的待测消泡剂样品加入所述玻璃量筒中，并开启强力探照灯；
(2)开启所述真空泵和所述排气阀，对所述高温高压搅拌反应釜抽真空，至所述高温高压搅拌反应釜内部压力为-0.09～-0.1MPa，关闭所述排气阀和所述真空泵；
(3)开启所述标准气瓶和所述进气阀，向所述高温高压搅拌反应釜中鼓入标准气体，至所述高温高压搅拌反应釜内部压力为0.3～0.7MPa，关闭所述标准气瓶和所述进气阀；
(4)控制所述高温高压搅拌反应釜温度为60～100℃，搅拌速度500～1000r/min，恒速搅拌3-5h；
(5)停止搅拌，开启所述排气阀使所述高温高压搅拌反应釜内部压力同外界压力一致，开启所述排液阀，将所述高温高压搅拌反应釜中含气泡的油田产出液通过所述排液管排至所述玻璃量筒，记录所述玻璃量筒中油田产出液泡沫完全消除的时间。
本发明的有益效果是：
本发明的评价装置以高温高压搅拌釜作为产生气泡的主要设备，该设备为实验室常用合成装置，具有耐高温、耐高压，且安全性良好的特点；同时采用标准气瓶向高温高压搅拌釜鼓入定量的甲烷或天然气，高温高压搅拌釜在设定的高压和高温状况下，并在高速的搅拌中生成泡沫，完全模拟了油田产出液开采过程中的起泡过程。该评价装置所需投资低，占地面积小，可在实验室通风橱内完成整个消泡剂性能检测过程，弥补了目前油田产出液用消泡剂采用平台现场评价进行性能检测，评价周期过长的缺点。
本发明评价方法经过多次检测验证，重复性良好，通过室内评价和现场应用的对比验证，本发明评价方法检测结果准确性高。解决了目前的评价方法多采取常压、常温的鼓气法，多鼓入空气或者氮气，无法生成泡沫，进而无法进行评价的问题。
附图说明
图1是本发明所提供的油田产出液用消泡剂室内评价装置的结构示意图。
上述图中：1：高温高压搅拌反应釜，2：真空泵，3：标准气瓶，4：高压气瓶连接管线，5：玻璃量筒，6：底座，7：强力探照灯，8：进气管，9：进气阀，10：排气管，11：排气阀，12：压力表，13：排液管，14：排液阀。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
如图1所示，本发明的实施方式公开了一种油田产出液用消泡剂室内评价装置，主要由起泡装置和检测装置构成。起泡装置主要包括高温高压搅拌反应釜1、真空泵2、标准气瓶3和高压气瓶连接管线4。检测装置主要包括玻璃量筒5、底座6和强力探照灯7。
高温高压搅拌反应釜1由反应釜体、加热夹套、搅拌电机、反应釜控制柜组成，反应釜控制柜用于控制高温高压搅拌反应釜1的加热温度、搅拌速度和搅拌时间。
反应釜体的材质为不锈钢，其设计压力9Mpa，设计温度350℃，以适应高温高压的要求；其容量在500ml-2000ml范围内，以1000ml为佳。反应釜体上部设置有进气管8、排气管10和压力表12，反应釜体下部设置有排液管13。进气管8连接进气阀9，进气阀9通过高压气瓶连接管线4与标准气瓶3连接。排气管10连接排气阀11，排气阀11通过高压气瓶连接管线4与真空泵2连接。排液管13连接排液阀14，玻璃量筒5设置于排液管13正下方。
真空泵2、标准气瓶3和高压气瓶连接管线4均采用实验室常用设备。其中，高压气瓶连接管线4材质为不锈钢管线，其设计压力9Mpa。高压气瓶连接管线4的规格分别与真空泵2、标准甲烷气瓶3以及高温高压搅拌反应釜1的进气管8、排气管10相匹配。
玻璃量筒5的容量在500ml-2000ml范围内，以1000ml为佳，最小刻度为1ml。玻璃量筒5和强力探照灯7均安装于底座6，强力探照灯7位于玻璃量筒5两侧，用于将玻璃量筒5内部照亮。
采用上述油田产出液用消泡剂室内评价装置的评价方法，按照如下步骤进行：
(1)将计量好的油田产出液加入高温高压搅拌反应釜1中，并将高温高压搅拌反应釜1密闭。按图1所示，采用高压气瓶连接管线4将真空泵2和排气阀11相连，采用高压气瓶连接管线4将标准甲烷气瓶3和进气阀9相连。确保高温高压搅拌反应釜1的进气阀9、排气阀11处于开启状态，排料阀14处于关闭状态；
将定量的待测消泡剂样品加入玻璃量筒5中，玻璃量筒5置于高温高压搅拌反应釜1的排液管13正下方，开启强力探照灯7；
(2)开启真空泵2和排气阀11，对高温高压搅拌反应釜1抽真空，至压力表12显示高温高压搅拌反应釜1内部压力为-0.09～-0.1MPa，依次关闭排气阀11和真空泵2；
(3)开启标准气瓶3和进气阀9，向高温高压搅拌反应釜1中鼓入标准气体，至压力表12显示高温高压搅拌反应釜1内部压力为0.3～0.7MPa，依次关闭标准气瓶3和进气阀9；
(4)通过反应釜控制柜，控制高温高压搅拌反应釜1温度为60～100℃，搅拌速度500～1000r/min，恒速搅拌3-5h；
(5)关闭高温高压搅拌反应釜1的搅拌电机，开启排气阀11，当高温高压搅拌反应釜1内部压力同外界压力一致后，开启排液阀14，将高温高压搅拌反应釜1中含气泡的油田产出液通过排液管13排至玻璃量筒5中，记录玻璃量筒5中油田产出液泡沫完全消除的时间。
实施例1：
(1)将500mL渤海旅大5-2油田的油田产出液加入高温高压搅拌反应釜1中，并将高温高压搅拌反应釜1密闭，确保高温高压搅拌反应釜1的进气阀9、排气阀11处于开启状态，排料阀14处于关闭状态。将50mg待测消泡剂样品加入玻璃量筒5中，玻璃量筒5置于高温高压搅拌反应釜1的排液管13正下方，开启强力探照灯7；
(2)开启真空泵2，通过排气阀11对高温高压搅拌反应釜1抽真空，至压力表12显示高温高压搅拌反应釜1内部压力为-0.09MPa，依次关闭排气阀11和真空泵2；
(3)开启标准气瓶3，通过进气阀9向高温高压搅拌反应釜1中鼓入甲烷气体，至压力表12显示高温高压搅拌反应釜1内部压力为0.5MPa，依次关闭标准气瓶3和进气阀9；
(4)通过反应釜控制柜，控制高温高压搅拌反应釜1温度为60℃，搅拌速度500r/min，恒速搅拌5h；
(5)关闭高温高压搅拌反应釜1的搅拌电机，开启排气阀11，当高温高压搅拌反应釜1内部压力同外界压力一致后，开启排液阀14，将高温高压搅拌反应釜1中含气泡的油田产出液通过排液管13排至玻璃量筒5中，记录玻璃量筒5中油田产出液泡沫完全消除的时间。
采用不同的消泡剂重复上述步骤，以油田产出液泡沫完全消除的时间长短来判定消泡剂的消泡效果。
检测结果如下表1和表2所示：
表1室内第一次评价结果
消泡剂编号 消泡时间
BHX-03 8分35秒
BHX-10 5分13秒
BHX-1410 11分22秒
表2室内第二次评价结果
Figure BDA0001796368930000051
Figure BDA0001796368930000061
从表1和表2可以看出，同一种消泡剂产品检测结果重复性较高，三种油田产出液用消泡剂针对渤海旅大5-2油田产出液两次评价结果基本一致；消泡剂BHX-10效果优于消泡剂BHX-03，优于消泡剂BHX-1410。
实施例2：
(1)将500mL渤海锦州9-3油田的油田产出液加入高温高压搅拌反应釜1中，并将高温高压搅拌反应釜1密闭，确保高温高压搅拌反应釜1的进气阀9、排气阀11处于开启状态，排料阀14处于关闭状态。将15mg待测消泡剂样品加入玻璃量筒5中，玻璃量筒5置于高温高压搅拌反应釜1的排液管13正下方，开启强力探照灯7；
(2)开启真空泵2，通过排气阀11对高温高压搅拌反应釜1抽真空，至压力表12显示高温高压搅拌反应釜1内部压力为-0.1MPa，依次关闭排气阀11和真空泵2；
(3)开启标准气瓶3，通过进气阀9向高温高压搅拌反应釜1中鼓入标准天然气，至压力表12显示高温高压搅拌反应釜1内部压力为0.3MPa，依次关闭标准气瓶3和进气阀9；
(4)通过反应釜控制柜，控制高温高压搅拌反应釜1温度为70℃，搅拌速度1000r/min，恒速搅拌3h；
(5)关闭高温高压搅拌反应釜1的搅拌电机，开启排气阀11，当高温高压搅拌反应釜1内部压力同外界压力一致后，开启排液阀14，将高温高压搅拌反应釜1中含气泡的油田产出液通过排液管13排至玻璃量筒5中，记录玻璃量筒5中油田产出液泡沫完全消除的时间。
采用不同的消泡剂重复上述步骤，以油田产出液泡沫完全消除的时间长短来判定消泡剂的消泡效果。
检测结果如下表3和表4所示：
表3室内第一次评价结果
Figure BDA0001796368930000062
Figure BDA0001796368930000071
表4室内第二次评价结果
消泡剂编号 消泡时间
BHX-03 2分15秒
BHX-18A 1分38秒
BHX-1410 1分22秒
从表3和表4可以看出，同一种消泡剂产品检测结果重复性较高，三种油田产出液用消泡剂针对渤海锦州9-3油田产出液两次评价结果基本一致；消泡剂BHX-1410效果略优于消泡剂BHX-18A，优于消泡剂BHX-03。
实施例3：
(1)将500mL渤海渤中28-2S油田的油田产出液加入高温高压搅拌反应釜1中，并将高温高压搅拌反应釜1密闭，确保高温高压搅拌反应釜1的进气阀9、排气阀11处于开启状态，排料阀14处于关闭状态。将20mg待测消泡剂样品加入玻璃量筒5中，玻璃量筒5置于高温高压搅拌反应釜1的排液管13正下方，开启强力探照灯7；
(2)开启真空泵2，通过排气阀11对高温高压搅拌反应釜1抽真空，至压力表12显示高温高压搅拌反应釜1内部压力为-0.1MPa，依次关闭排气阀11和真空泵2；
(3)开启标准气瓶3，通过进气阀9向高温高压搅拌反应釜1中鼓入甲烷气体，至压力表12显示高温高压搅拌反应釜1内部压力为0.7MPa，依次关闭标准气瓶3和进气阀9；
(4)通过反应釜控制柜，控制高温高压搅拌反应釜1温度为100℃，搅拌速度800r/min，恒速搅拌4h；
(5)关闭高温高压搅拌反应釜1的搅拌电机，开启排气阀11，当高温高压搅拌反应釜1内部压力同外界压力一致后，开启排液阀14，将高温高压搅拌反应釜1中含气泡的油田产出液通过排液管13排至玻璃量筒5中，记录玻璃量筒5中油田产出液泡沫完全消除的时间。
采用不同的消泡剂重复上述步骤，以油田产出液泡沫完全消除的时间长短来判定消泡剂的消泡效果。
检测结果如下表5和表6所示：
表5室内第一次评价结果
消泡剂编号 消泡时间
BHX-03 9分11秒
BHX-10 5分51秒
BHX-36 3分08秒
表6室内第二次评价结果
消泡剂编号 消泡时间
BHX-03 9分16秒
BHX-10 5分43秒
BHX-36 2分54秒
从表5和表6可以看出，同一种消泡剂产品检测结果重复性较高，三种油田产出液用消泡剂针对渤海渤中28-2S油田产出液两次评价结果基本一致；消泡剂BHX-36效果优于消泡剂BHX-10，优于消泡剂BHX-03。
在渤海旅大5-2油田进行油田产出液用消泡剂现场中试，结果同实验室评价结果一致，消泡剂BHX-10效果最优，消泡剂BHX-03效果次之，消泡剂BHX-1410效果最差。在渤海锦州9-3油田进行油田产出液用消泡剂现场中试，结果同实验室评价结果一致，消泡剂BHX-1410和消泡剂BHX-18A效果类似，略优于消泡剂BHX-03。在渤海渤中28-2S油田进行油田产出液用消泡剂现场中试，结果同实验室评价结果一致，消泡剂1410和消泡剂BHX-18A效果类似，略优于消泡剂BHX-03。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种油田产出液用消泡剂室内评价方法，其特征在于，基于油田产出液用消泡剂室内评价装置进行，所述油田产出液用消泡剂室内评价装置包括起泡装置和检测装置；
所述起泡装置包括高温高压搅拌反应釜、真空泵、标准气瓶；所述高温高压搅拌反应釜上部设置有进气管、排气管；所述进气管上设置有进气阀，并通过高压气瓶连接管线与所述标准气瓶连接；所述排气管上设置有排气阀，并通过高压气瓶连接管线与所述真空泵连接；所述高温高压搅拌反应釜下部设置有排液管，所述排液管上设置有排液阀；
所述高温高压搅拌反应釜由反应釜体、加热夹套、搅拌电机、反应釜控制柜组成，反应釜控制柜用于控制所述高温高压搅拌反应釜的加热温度、搅拌速度和搅拌时间；
所述标准气瓶为标准甲烷气瓶或者标准天然气瓶；
所述检测装置包括玻璃量筒和强力探照灯，所述玻璃量筒接收所述排液管排出的高温高压搅拌反应釜中液体，所述强力探照灯照射所述玻璃量筒内部；
该方法按照如下步骤进行：
(1)确保所述高温高压搅拌反应釜的进气阀、排气阀处于开启状态，排料阀处于关闭状态；将计量好的油田产出液加入所述高温高压搅拌反应釜中，并将所述高温高压搅拌反应釜密闭；将定量的待测消泡剂样品加入所述玻璃量筒中，并开启强力探照灯；
(2)开启所述真空泵和所述排气阀，对所述高温高压搅拌反应釜抽真空，至所述高温高压搅拌反应釜内部压力为-0.09～-0.1MPa，关闭所述排气阀和所述真空泵；
(3)开启所述标准气瓶和所述进气阀，向所述高温高压搅拌反应釜中鼓入标准气体，至所述高温高压搅拌反应釜内部压力为0.3～0.7MPa，关闭所述标准气瓶和所述进气阀；
(4)控制所述高温高压搅拌反应釜温度为60～100℃，搅拌速度500～1000r/min，恒速搅拌3-5h；
(5)停止搅拌，开启所述排气阀使所述高温高压搅拌反应釜内部压力同外界压力一致，开启所述排液阀，将所述高温高压搅拌反应釜中含气泡的油田产出液通过所述排液管排至所述玻璃量筒，记录所述玻璃量筒中油田产出液泡沫完全消除的时间。
2.根据权利要求1所述的一种油田产出液用消泡剂室内评价方法，其特征在于，所述高温高压搅拌反应釜的反应釜体为不锈钢材质。
3.根据权利要求1所述的一种油田产出液用消泡剂室内评价方法，其特征在于，所述高温高压搅拌反应釜的反应釜体容量为500ml-2000ml。
4.根据权利要求1所述的一种油田产出液用消泡剂室内评价方法，其特征在于，所述高温高压搅拌反应釜上部设置有压力表。
5.根据权利要求1所述的一种油田产出液用消泡剂室内评价方法，其特征在于，所述高压气瓶连接管线为不锈钢材质。
6.根据权利要求1所述的一种油田产出液用消泡剂室内评价方法，其特征在于，所述玻璃量筒容量为500ml-2000ml。
7.根据权利要求1所述的一种油田产出液用消泡剂室内评价方法，其特征在于，所述玻璃量筒最小刻度为1ml。
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