CN110296785A - 适用于生产现场测定黑油泡点的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适用于生产现场测定黑油泡点的装置及方法，该适用于生产现场测定黑油泡点的装置包括：高温高压反应釜，高温高压反应釜包括反应腔、活塞、搅拌器及搅拌马达，反应腔位于高温高压反应釜顶部，活塞设置于反应腔底部，搅拌器设置在反应腔内，搅拌马达用于驱动搅拌器转动；样品供给系统，样品供给系统连通于反应腔；压力控制系统及温度控制系统，压力控制系统用于控制反应腔内的压力，温度控制系统用于控制反应腔内的温度。该装置能够准确、快速、有效的判断黑油泡点压力值，并且实验设备及人工成本低，为现场快速判定黑油泡点压力提供了有效的方法和便利。

Description

适用于生产现场测定黑油泡点的装置及方法

技术领域

本发明属于油气田开发领域，更具体地，涉及一种适用于生产现场测定黑油泡点的装置及方法。

背景技术

目前采用测定黑油泡点的方法分为实验室直接观察法和线性回归法。

2000年中国专利CN2428769《高温高压PVT测试仪》描述了采用PVT相态分析仪测定黑油泡点的方法。泡点压力是当压力下降时体系出现第一个气泡的压力或处于气液两相的体系中，气体完全被溶解时的压力。在实验室内，通常用目测直接测定泡点压力时细微相态的变化。通过耐高温高压的蓝宝石玻璃观察PVT筒中液滴的形成，读出相应的压力。但是采用直接观察法观察的泡点，存在泡点时刻气泡析出不明显的问题，使得泡点判断不准确，存在较大的人为误差。常常在低于泡点的压力条件下，才能清晰的观察到液滴析出的现象。并且该实验方法仅仅适用于实验室内使用，实验设备需要具备高温高压可视化窗口才能观察到泡点。但是在现场生产过程中，往往需要实时的生产数据，而从现场取样到实验室的研究往往需要一定时间，这给现场生产带来了极大的不便。

2014年文章《地层原油组成差异对高压物性参数的影响及》及2016年文章《CO₂对曲塘区块地层油高压物性影响研究》中采用现行《油气藏流体物性分析方法》中的泡点计算方法，描述了通过数据处理计算泡点，将以压力为纵坐标，泵读数为横坐标，将测试结果标绘在算术坐标系上，从而得到泡点压力测试曲线，曲线之拐点即为泡点压力。曲线拐点是将曲线两部分分别进行线性回归所得交点，由于拟合公式及选点的不同会引起误差，所以该方法测定泡点仍然存在较大的误差。与此同时，该方法是通过恒指膨胀实验测得的，该实验一般耗时约12个小时，人工及时间成本高，仅仅适用于室内实验研究而不适用于现场应用。

基于以上原因，迫切需要研发一种适用于生产现场测定黑油泡点的装置，来解决现场生产过程中黑油泡点压力测定方面存在的诸多问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于生产现场测定黑油泡点的装置及方法，该适用于生产现场测定黑油泡点的装置适用于现场使用，在地层原油体积膨胀的过程中，通过检测搅拌马达转速的变化，准确反映黑油脱气压力点，从而能够准确、简便的判断黑油泡点压力。在现场生产过程中，能够准确、快速、有效的判断黑油泡点压力，为现场生产提供便利。该设备操作简单、使用方便、实验及人工成本低，所得泡点压力准确。

为了实现上述目的，根据本发明的一方面提供了一种适用于生产现场测定黑油泡点的装置，该适用于生产现场测定黑油泡点的装置包括：

高温高压反应釜，所述高温高压反应釜包括反应腔、活塞、搅拌器及搅拌马达，所述反应腔位于所述高温高压反应釜顶部，所述活塞设置于所述反应腔底部，所述搅拌器设置在所述反应腔内，所述搅拌马达用于驱动所述搅拌器转动；

样品供给系统，所述样品供给系统连通于所述反应腔；

压力控制系统及温度控制系统，所述压力控制系统用于控制所述反应腔内的压力，所述温度控制系统用于控制所述反应腔内的温度。

优选地，还包括显示系统，所述显示系统通信连接于所述搅拌马达、压力控制系统及温度控制系统。

优选地，还包括数据存储系统，所述数据存储系统通信连接于所述搅拌马达、压力控制系统及温度控制系统。

优选地，所述样品供给系统包括：增压泵、样品罐、样品供给管道及阀门，所述样品罐及所述阀门设置在所述样品供给管道上，所述增压泵用于将所述样品罐内的样品经由样品供给管道输送至反应腔。

优选地，还包括压力表，所述压力表用于实时检测所述反应腔内的压力。

优选地，所述搅拌器为带力矩测量搅拌器。

优选地，还包括排液管道，所述排液管道一端连接于所述反应腔。

根据本发明的另一方面提供了一种适用于生产现场测定黑油泡点的方法，该方法包括：

对所述适用于生产现场测定黑油泡点的装置进行清洗，而后对装置进行抽真空；

将待测样品设置在样品供给系统内，将待测样品输送至反应腔；

将所述高温高压反应釜加热到待测温度，同时开启搅拌器；

通过所述压力控制系统控制反应腔内压力逐步降低；

当所述搅拌器的转速急速变化时，将此时所述反应腔内的压力作为黑油泡点压力。

优选地，所述对所述适用于生产现场测定黑油泡点的装置进行清洗包括：

用石油醚清洗所述适用于生产现场测定黑油泡点的装置，而后用热氮气吹扫以除去装置内残存的石油醚。

优选地，所述将待测样品设置在样品供给系统内包括：

将待测样品设置在所述样品罐内，高温高压反应釜退泵，同时所述增压泵增压将待测样品输送至反应腔。

本发明的有益效果在于：通过样品供给系统将待测样品输送至反应腔，而后通过温度控制系统，调整装置到达待测温度，通过所述压力控制系统控制反应腔内压力逐步降低，当所述搅拌器的转速急速变化时，将此时所述反应腔内的压力作为黑油泡点压力。该装置结构简单能够应用于现场黑油饱和压力的测定，同时饱和压力判断准确、人工及设备成本低、使用方便的特点。解决了目前现场无法实时判断黑油饱和压力的问题，为现场生产提供了便利。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的一个实施例的适用于生产现场测定黑油泡点的装置的示意性结构图。

附图标记说明

1、样品罐；2、高温高压反应釜；3、活塞；4、带力矩测量搅拌器；5、搅拌马达；6、压力表；7、增压泵；8、搅拌马达转速、温度及压力操控系统显示界面；9、排液阀门；10、压力传感器；11、温度传感器；12、阀门；13、阀门；14、阀门。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

实施方式1

根据本发明的一方面提供了一种适用于生产现场测定黑油泡点的装置，该适用于生产现场测定黑油泡点的装置包括：

高温高压反应釜，高温高压反应釜包括反应腔、活塞、搅拌器及搅拌马达，反应腔位于高温高压反应釜顶部，活塞设置于反应腔底部，搅拌器设置在反应腔内，搅拌马达用于驱动搅拌器转动；

样品供给系统，样品供给系统连通于反应腔；

压力控制系统及温度控制系统，压力控制系统用于控制反应腔内的压力，温度控制系统用于控制反应腔内的温度。

具体地，通过样品供给系统将待测样品输送至反应腔，通过温度控制系统调解反应腔的温度至待测温度，开启搅拌器及搅拌马达，压力控制系统通过控制反应腔内压力逐步降低，当搅拌器的转速急速变化时，将此时反应腔内的压力作为黑油泡点压力。该装置结构简单能够应用于现场黑油饱和压力的测定，同时饱和压力判断准确、人工及设备成本低、使用方便的特点。解决了目前现场无法实时判断黑油饱和压力的问题，为现场生产提供了便利。

下面详细说明根据本发明的适用于生产现场测定黑油泡点的装置的具体结构。

该适用于生产现场测定黑油泡点的装置包括：

高温高压反应釜，高温高压反应釜包括反应腔、活塞、搅拌器及搅拌马达，反应腔位于高温高压反应釜顶部，活塞设置于反应腔底部，搅拌器设置在反应腔内，搅拌马达用于驱动搅拌器转动。

在一个示例中，搅拌器为带力矩测量搅拌器。

具体地，在样品供给过程中高温高压反应釜同时退泵使得样品压力与泵压力平衡确保样品不脱气。

具体地，可以采用搅拌马达带动搅拌器搅拌，加快样品混匀速度。

样品供给系统，样品供给系统连通于反应腔。

在一个示例中，样品供给系统包括：增压泵、样品罐、样品供给管道及阀门，样品罐及阀门设置在样品供给管道上，增压泵用于将样品罐内的样品经由样品供给管道输送至反应腔。

具体地，实验开始时候通过增压泵将样品罐中的样品转入高温高压反应釜，分别逐级打开阀门使样品转入高温高压反应釜，高温高压反应釜同时退泵使得样品压力与泵压力平衡确保样品不脱气，通过增压泵输送样品稳定、安全。

压力控制系统及温度控制系统，压力控制系统用于控制反应腔内的压力，温度控制系统用于控制反应腔内的温度。

具体地，压力控制系统可以连接于反应腔，可以抽除反应腔内的气体使反应腔内压力降低，或向反应腔内输送气体增加反应腔内的压力。

具体地，温度控制系统可以为加热电阻丝，连接于反应腔，用于调节反应腔的温度。

具体地，压力控制系统设置在高温高压反应釜中，通过操作系统及内置压力传感器，可以实时通过电脑监测并调节高温高压反应釜压力。

温度控制系统使用电加热系统对在高温高压反应釜进行加热和温度控制。8个加热棒安装在反应腔上。确保样品室均匀加热。

在一个示例中，还包括显示系统，显示系统通信连接于搅拌马达、压力控制系统及温度控制系统。

在一个示例中，还包括数据存储系统，数据存储系统通信连接于搅拌马达、压力控制系统及温度控制系统。

在一个示例中，还包括压力表，压力表用于实时检测反应腔内的压力。

在一个示例中，还包括排液管道，排液管道一端连接于反应腔。

实施方式2

根据本发明的另一方面提供了一种适用于生产现场测定黑油泡点的定方法，其特征在于，测定方法包括：

对适用于生产现场测定黑油泡点的装置进行清洗，而后对装置进行抽真空；

将待测样品设置在样品供给系统内，将待测样品输送至反应腔；

将高温高压反应釜加热到待测温度，同时开启搅拌器；

通过压力控制系统控制反应腔内压力逐步降低；

当搅拌器的转速急速变化时，将此时反应腔内的压力作为黑油泡点压力。

在一个示例中，对适用于生产现场测定黑油泡点的装置进行清洗包括：

用石油醚清洗适用于生产现场测定黑油泡点的装置，而后用热氮气吹扫以除去装置内残存的石油醚。

在一个示例中，将待测样品设置在样品供给系统内包括：

将待测样品设置在样品罐内，高温高压反应釜退泵，同时增压泵增压将待测样品输送至反应腔。

该适用于生产现场测定黑油泡点的方法能够准确、快速、有效的判断黑油泡点压力值，并且实验设备及人工成本低，为现场快速判定黑油泡点压力提供了有效的方法和便利

实施例1

图1示出了根据本发明的一个实施例的适用于生产现场测定黑油泡点的装置的示意性结构图。

如图1所示，该适用于生产现场测定黑油泡点的装置包括：

样品供给系统、高温高压反应釜2、压力控制系统、温度控制系统、显示系统等。

样品供给系统包括：增压泵7、样品罐1、阀门13、阀门14。

实验开始时候通过增压泵7将样品罐1中的样品转入高温高压反应釜2，分别逐级打开阀门14、阀门13使样品转入高温高压反应釜2，高温高压反应釜2的活塞同时退泵使得样品压力与泵压力平衡确保样品不脱气，打开阀门12，通过压力表6实时检测高温高压反应釜2压力

高温高压反应釜2包括：活塞3、带力矩测量搅拌器4、搅拌马达5、压力表6、阀门12、排液阀门9。

若样品脱气也可通过搅拌马达5带动带力矩测量搅拌器4使得样品混匀。确保样品为单一均相后，压力控制系统控制压力，由于压力降低流体体积膨胀，搅拌马达5携带着活塞3匀速后退。直到样品脱气产生大量气体，反应釜腔体急剧变大，使得搅拌马达5转速急速增大，该转速增大点为黑油泡点压力。

压力控制系统：压力传感器10。

温度控制系统：温度传感器11。

显示系统：显示系统，显示系统通信连接于搅拌马达、压力控制系统及温度控制系统，显示搅拌马达转速、温度及压力操控系统电脑显示界面8。

实施例2

根据本发明的另一方面提供了一种基于上述适用于生产现场测定黑油泡点的装置的测定方法，该方法包括以下步骤：

测定黑油泡点的装置操作方法：

(1)用石油醚清洗整个实验系统，洗净后用热氮气吹扫以除去残存的石油醚。

(2)对系统抽真空。

(3)实验开始时候通过增压泵将样品罐中的样品转入高温高压反应釜，分别逐级打开阀门使样品转入高温高压反应釜，高温高压反应釜同时退泵使得样品压力与泵压力平衡确保样品不脱气，打开阀门，实时检测高温高压反应釜压力。

(4)将高温高压反应釜加热至所需温度，压力稳定到配样压力保证样品为均一单相。于此同时可以采用搅拌马达带动带力矩测量搅拌器搅拌，加快样品混匀速度。

(5)恒定一段时间后，釜内样品达到稳定状态。

(6)通过压力控制系统开始逐渐降压。

(7)高温高压反应釜内流体为单相时，马达转速稳定。随着反应釜压力的下降，釜体积逐渐上升，二者呈现线性关系。

(8)压力下降到泡点时，由于釜内流体由单一相变为两相，流体脱气，导致反应釜体积急速膨胀，搅拌马达转速急速增大。在显示器上可以观察到马达转速急速变化的压力点。该点及为黑油泡点压力。

该适用于生产现场测定黑油泡点的方法能够准确、快速、有效的判断黑油泡点压力值，并且实验设备及人工成本低，为现场快速判定黑油泡点压力提供了有效的方法和便利。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种适用于生产现场测定黑油泡点的装置，其特征在于，该适用于生产现场测定黑油泡点的装置包括：

高温高压反应釜，所述高温高压反应釜包括反应腔、活塞、搅拌器及搅拌马达，所述反应腔位于所述高温高压反应釜顶部，所述活塞设置于所述反应腔底部，所述搅拌器设置在所述反应腔内，所述搅拌马达用于驱动所述搅拌器转动；

样品供给系统，所述样品供给系统连通于所述反应腔；

压力控制系统及温度控制系统，所述压力控制系统用于控制所述反应腔内的压力，所述温度控制系统用于控制所述反应腔内的温度。

2.根据权利要求1所述的适用于生产现场测定黑油泡点的装置，其特征在于，还包括显示系统，所述显示系统通信连接于所述搅拌马达、压力控制系统及温度控制系统。

3.根据权利要求1所述的适用于生产现场测定黑油泡点的装置，其特征在于，还包括数据存储系统，所述数据存储系统通信连接于所述搅拌马达、压力控制系统及温度控制系统。

4.根据权利要求1所述的适用于生产现场测定黑油泡点的装置，其特征在于，所述样品供给系统包括：增压泵、样品罐、样品供给管道及阀门，所述样品罐及所述阀门设置在所述样品供给管道上，所述增压泵用于将所述样品罐内的样品经由样品供给管道输送至反应腔。

5.根据权利要求1所述的适用于生产现场测定黑油泡点的装置，其特征在于，还包括压力表，所述压力表用于实时检测所述反应腔内的压力。

6.根据权利要求1所述的适用于生产现场测定黑油泡点的装置，其特征在于，所述搅拌器为带力矩测量搅拌器。

7.根据权利要求1所述的适用于生产现场测定黑油泡点的装置，其特征在于，还包括排液管道，所述排液管道一端连接于所述反应腔。

8.一种根据权利要求1-7中任意一项所述的适用于生产现场测定黑油泡点的装置的测定方法，其特征在于，所述测定方法包括：

对所述适用于生产现场测定黑油泡点的装置进行清洗，而后对装置进行抽真空；

将待测样品设置在样品供给系统内，将待测样品输送至反应腔；

将所述高温高压反应釜加热到待测温度，同时开启搅拌器；

通过所述压力控制系统控制反应腔内压力逐步降低；

当所述搅拌器的转速急速变化时，将此时所述反应腔内的压力作为黑油泡点压力。

9.根据权利要求8所述的测定方法，其特征在于，所述对所述适用于生产现场测定黑油泡点的装置进行清洗包括：

用石油醚清洗所述适用于生产现场测定黑油泡点的装置，而后用热氮气吹扫以除去装置内残存的石油醚。

10.根据权利要求9所述的测定方法，其特征在于，所述将待测样品设置在样品供给系统内包括：

将待测样品设置在所述样品罐内，高温高压反应釜退泵，同时所述增压泵增压将待测样品输送至反应腔。