CN110307880A - 适用于高含水实验的计量装置及计量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于高含水实验的计量装置及计量方法。该计量装置包括：连接管，连接管包括竖直管段、第一U形管段和第二U形管段，竖直管段的两端分别与第一U形管段和第二U形管段相连，第二U形管段的另一端为出液口；计量管，计量管为直管，计量管的一端与第一U形管段的另一端相连，计量管的另一端连接至接液口；其中，竖直管段、第一U形管段、第二U形管段和计量管一体成型。其优点在于：本发明的计量装置结构简单，具有良好的经济性，便于操作，本发明的计量方法能够实现在产水量极大的情况下对油水相进行较为精确的计量，能够实时计量，受产液速率的影响很小。

Description

适用于高含水实验的计量装置及计量方法

技术领域

本发明涉及石油工程领域，更具体地，涉及一种适用于高含水实验的计量装置及计量方法。

背景技术

在是由工程领域，目前，中国大部分油田已经进入高含水和特高含水的阶段，因此，针对高含水和特高含水油藏的实验研究也日益增多。现有的油水计量装置中在涉及高含水率条件下的室内驱油实验时，水驱后期的产液量非常大同时产油量却非常小，因此，在特高含水条件下，现有的油水计量装置及方法常常计量精度较低，甚至难以计量。

而目前最常见的高含水条件下的油水计量装置有两类：第一类是特制的容量瓶型试管，这类装置能够计量特高含水条件下的产液情况，但这类装置体积较大，使用不够灵活，且这类装置需要足够液量才能计量，难以做到实时计量；第二类常见的油水计量装置是通过加入油水分离装置来分离油水，然后分别对油相和水相的量进行计量，但油水分离装置本身具有死体积，因此产油量较小时计量精度较差，且计量装置具有一定的延时性。综上可知，现有的两类高含水实验的计量方法，通过计量装置对油相体积进行计量，同时将水相分离出去，通过常规计量方法计量产水量。

在涉及高含水率条件下的室内驱油实验时，由于产液量非常大但产油量非常小，从而导致现有的实验装置及实验方法的准确性受到影响。因此，有必要开发一种适用于高含水实验的计量装置及计量方法，能够实现产水量极大的情况下对油相和水相进行较为精确的计量。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提出了一种适用于高含水实验的计量装置及计量方法及系统，本发明的方法实现在产水量极大的情况下对油水相进行较为精确的计量及实时计量，受产液速率的影响很小，本发明的装置结构简单，成本低廉，便于操作。

根据本发明的一方面，提出了一种适用于高含水实验的计量装置。所述计量装置包括产油量计量单元和产液量计量单元，其中，所述产油量计量单元包括：

连接管，所述连接管包括竖直管段、第一U形管段和第二U形管段，所述竖直管段的两端分别与所述第一U形管段和所述第二U形管段相连，所述第二U形管段的另一端为出液口；

计量管，所述计量管为直管，所述计量管的一端与所述第一U形管段的另一端相连，所述计量管的另一端连接至接液口；

其中，所述竖直管段、所述第一U形管段、所述第二U形管段和所述计量管一体成型。

优选地，所述接液口呈漏斗形，用于收集产出液体。

优选地，所述计量管上设有刻度标记，所述刻度标记的0值与所述出液口在同一平面上。

优选地，所述计量管上0值下方的所述刻度标记多于0值上方的所述刻度标记，所述刻度标记的最小计量单位为0.01-0.1mL，所述刻度标记的总量程为1-20mL。

优选地，所述产液量计量单元包括收集模块和计量模块，所述收集模块设置于所述出液口的下方。

优选地，所述计量模块是产液量体积计量模块或产液量质量计量模块。

根据本发明的另一方面，提出了一种适用于高含水实验的计量方法，所述计量方法包括：

将计量装置放置于高含水实验装置的出液口处，产液量计量单元设置于所述出液口的下方，并在所述产油量计量单元内充满实验用水；

通过计量管的体积刻度标记获取产油量体积，通过所述产液量计量单元获取总产液量体积；

基于所述总产液量体积和所述刻度标记水相液面的变化量获取产水量体积。

优选地，所述计量方法还包括：

当所述产油量体积达到所述产油量计量单元的最大量程前，更换或清空所述产油量计量单元；

通过所述产油量计量单元继续获取所述产油量体积。

优选地，所述计量方法还包括：

当所述产液量体积达到所述产液量计量单元的最大量程前，更换或清空所述产液量计量单元；

通过所述产液量计量单元继续获取所述总产液量体积。

优选地，获取所述产水量体积为：

产水量体积＝总产液量体积-刻度标记水相液面的变化量。

本发明的一种适用于高含水实验的计量装置及计量方法，其优点在于：本发明的计量装置结构简单，具有良好的经济性，便于操作，本发明的计量方法能够实现在产水量极大的情况下对油水相进行较为精确的计量，能够实时计量，受产液速率的影响很小。

本发明的装置及方法具有其它的特性和优点，将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，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例中，相同的附图标记通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的一种适用于高含水实验的计量装置的结构示意图。

图2示出了根据本发明的一个示例性实施例的连接管的示意图。

图3示出了根据本发明的一个示例性实施例的一种适用于高含水实验的计量方法的流程示意图。

附图标记说明：

1、接液口；2、计量管；3、出液口；4、烧杯；5、连接管；51、第一U形管段；52、第二U形管段；53、竖直管段；6、电子天平。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，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例所限制。相反，提供这些实施例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。

本发明提出了一种适用于高含水实验的计量装置，该计量装置包括产油量计量单元和产液量计量单元，其中，产油量计量单元包括：

连接管，连接管包括竖直管段、第一U形管段和第二U形管段，竖直管段的两端分别与第一U形管段和第二U形管段相连，第二U形管段的另一端为出液口；

计量管，计量管为直管，计量管的一端与第一U形管段的另一端相连，计量管的另一端连接至接液口；

其中，竖直管段、第一U形管段、第二U形管段和计量管一体成型。

其中，竖直管段、第一U形管段、第二U形管段和计量管在同一平面内，整体呈±90°倒放的S形。

作为优选方案，接液口呈漏斗形，用于收集产出液体。

其中，接液口可以与竖直管段、第一U形管段、第二U形管段和计量管一体成型制成，也可以是单独的部件放置于计量管的上方。

其中，计量装置的材质可以是玻璃或有机玻璃，也可以至本领域技术人员能够想到的不易腐蚀的任何透明材质。

作为优选方案，计量管上设有刻度标记，刻度标记的0值与出液口在同一平面上。

其中，计量管上0值下方的刻度标记多于0值上方的刻度标记，刻度标记的最小计量单位为0.01-0.1mL，刻度标记的总量程为1-20mL。

作为优选方案，产液量计量单元包括收集模块和计量模块，收集模块设置于出液口的下方。

其中，收集模块为烧杯或试管，也可以是本领域技术人员能够想到的任何一种盛放液体的容器。

作为优选方案，计量模块是产液量体积计量模块或产液量质量计量模块。

其中，产液量体积计量模块为通过光学(如：刻度容器、红外线界面感应器)、声学(如：回声界面传感器)、力学(如：原子力探针)、电学(如：电阻率传感器)、电磁学(如：核磁共振T2谱波谱仪)等检测手段测定高含水实验的产液量体积的模块。

其中，产液量质量计量模块为测定高含水实验的产液量质量的装置，如：电子天平，也可以是本领域技术人员能够想到的任何一种称重器。

本发明的计量装置结构简单，具有良好的经济性，便于操作。

本发明还提出了一种适用于高含水实验的计量方法，该计量方法包括：

将计量装置放置于高含水实验装置的出液口处，产液量计量单元设置于出液口的下方，并在产油量计量单元内充满实验用水；

通过计量管的体积刻度标记获取产油量体积，通过产液量计量单元获取总产液量体积；

基于总产液量体积和刻度标记水相液面的变化量获取产水量体积。

其中，产水量体积为：

产水量体积＝总产液量体积-刻度标记水相液面的变化量。

作为优选方案，当含水率未超过95％时采用常规计量装置收集并计量产水量和产油量，在产液量超出常规计量装置的量程之前，更换常规计量装置；当含水率超过95％后，再利用本发明的计量装置计量产油量、产水量及产液量。

作为优选方案，产油量计量单元内加入的实验用水不能与高含水实验的实验装置产出的油相相互溶解或者发生化学反应，从而导致高含水实验的产油量发生变化。

其中，当采用产液量体积计量模块计量产液量时，产油量计量单元内加入的实验用水的密度要大于高含水实验的实验装置产出的油相的密度，当采用产液量质量计量模块计量产液量时，产油量计量单元内加入的实验用水的密度应与高含水实验的实验装置产出的水相密度相一致。

作为优选方案，计量方法还包括：

当产油量体积达到产油量计量单元的最大量程前，更换或清空产油量计量单元；

通过产油量计量单元继续获取产油量体积。

作为优选方案，计量方法还包括：

当产液量体积达到产液量计量单元的最大量程前，更换或清空产液量计量单元；

通过产液量计量单元继续获取总产液量体积。

其中，采用产液量体积计量模块计量产液量体积时，通常选用手动计量方法，至少有两个计量模块，便于及时更换或清空其中一个计量模块，以继续后续计量实验，计量模块上设有刻度，可以独立获得计量模块中溶液的体积。

其中，采用产液量质量计量模块计量产液量质量时，通常选用半自动质量计量方法，通过计量模块和产液量质量计量模块相结合，对计量模块内的液体质量进行称重。

进一步地，产液量质量计量模块通常采用电子天平，将电子天平的示数清零，在进行高含水实验过程中，实时计量高含水实验的产出液的质量，并通过下述方法进一步计算产液量体积：产液量体积＝产液量质量÷产液密度。

本发明的计量方法能够实现在产水量极大的情况下对油水相进行较为精确的计量，能够实时计量，受产液速率的影响很小。

实施例1

图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的一种适用于高含水实验的计量装置的结构示意图。图2示出了根据本发明的一个示例性实施例的连接管的示意图。

如图1和图2所示，本实施例的一种适用于高含水实验的计量装置，包括产油量计量单元和产液量计量单元，其中，产油量计量单元包括：

连接管5，连接管5包括竖直管段53、第一U形管段51和第二U形管段52，竖直管段53的两端分别与第一U形管段51和第二U形管段52相连，第二U形管段52的另一端为出液口3；

计量管2，计量管2为直管，计量管2的一端与第一U形管段51的另一端相连，计量管2的另一端连接至接液口1；

其中，竖直管段53、第一U形管段51、第二U形管段52和计量管2一体成型。

其中，竖直管段53、第一U形管段51、第二U形管段52和计量管2在同一平面内，整体呈±90°倒放的S形。

其中，计量管2上设有刻度标记，刻度标记的0值与出液口3在同一平面上。

本实施例中刻度标记的最小计量单位为0.05mL，刻度标记的总量程为5mL。

本实施例中，接液口1呈半球形漏斗状，用于收集产出液体。

本实施例中，接液口1与竖直管段53、第一U形管段51、第二U形管段52和计量管2一体成型制成，计量装置的材质为玻璃。

进一步地，产液量计量单元包括收集模块和计量模块，收集模块设置于出液口的下方。

本实施例中的收集模块选用为烧杯4，烧杯4的总量程为100mL。

更进一步地，计量模块是产液量体积计量模块或产液量质量计量模块。

本实施例中计量模块采用产液量质量计量模块，进一步地，本实施例中选用电子天秤6，烧杯4放置于电子天平6上。

实施例2

图3示出了根据本发明的一个示例性实施例的一种适用于高含水实验的计量方法的流程示意图。

如图3所示，本实施例的一种适用于高含水实验的计量方法，包括：

步骤1，将计量装置放置于高含水实验装置的出液口3处，产液量计量单元设置于出液口3的下方，并在产油量计量单元内充满实验用水；

步骤2，通过计量管2的体积刻度标记获取产油量体积，通过产液量计量单元获取总产液量体积；

步骤3，基于总产液量体积和刻度标记水相液面的变化量获取产水量体积；

利用实施例1中的计量装置，本实施例的计量方法具体如下：

步骤1前的高含水实验包括：将直径2.5cm，长度6cm的天然取芯岩心装入岩心夹持器，用真空泵抽真空，将实验用水以0.1MPa的压力注入岩心至饱和状态，将实验用油恒流注入岩心来建立束缚水饱和度，同时打开岩心夹持器出口，驱替流量从0.05mL/min逐级增加至1mL/min，至不再有水相产出饱和油结束。

步骤1具体包括：将量程为5mL、最小计量单位为0.05mL的本发明的计量装置的接液口1放置在岩心夹持器出口处，计量装置中充满实验用水并保持竖直，出液口3处放置一个100mL的烧杯4，同时烧杯4放置在电子天平6上。

步骤2具体包括：将实验用水以0.1mL/min的流量恒流注入岩心，通过本计量管2的刻度标记读取产油量，通过电子天平6称量烧杯4质量变化情况来计量总产液量。

当烧杯4中的液量接近接近烧杯4极限液量时，更换已知质量的空烧杯4，并继续通过产液量质量计量模块获取总产液量。

步骤3具体包括：产水量体积＝总产液量体积-刻度标记水相液面的变化量。

当实验用水累计注入量达到10000倍岩心的孔隙体积时，实验结束。

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。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种适用于高含水实验的计量装置，其特征在于，所述计量装置包括产油量计量单元和产液量计量单元，其中，所述产油量计量单元包括：

连接管，所述连接管包括竖直管段、第一U形管段和第二U形管段，所述竖直管段的两端分别与所述第一U形管段和所述第二U形管段相连，所述第二U形管段的另一端为出液口；

计量管，所述计量管为直管，所述计量管的一端与所述第一U形管段的另一端相连，所述计量管的另一端连接至接液口；

其中，所述竖直管段、所述第一U形管段、所述第二U形管段和所述计量管一体成型。

2.根据权利要求1所述的适用于高含水实验的计量装置，其中，所述接液口呈漏斗形，用于收集产出液体。

3.根据权利要求1所述的适用于高含水实验的计量装置，其中，所述计量管上设有刻度标记，所述刻度标记的0值与所述出液口在同一平面上。

4.根据权利要求3所述的适用于高含水实验的计量装置，其中，其中，所述计量管上0值下方的所述刻度标记多于0值上方的所述刻度标记，所述刻度标记的最小计量单位为0.01-0.1mL，所述刻度标记的总量程为1-20mL。

5.根据权利要求1所述的适用于高含水实验的计量装置，其中，所述产液量计量单元包括收集模块和计量模块，所述收集模块设置于所述出液口的下方。

6.根据权利要求5所述的适用于高含水实验的计量装置，其中，所述计量模块是产液量体积计量模块或产液量质量计量模块。

7.一种适用于高含水实验的计量方法，利用权利要求1-6中任意一项所述的适用于高含水实验的计量装置，所述计量方法包括：

将计量装置放置于高含水实验装置的出液口处，产液量计量单元设置于所述出液口的下方，并在所述产油量计量单元内充满实验用水；

通过计量管的体积刻度标记获取产油量体积，通过所述产液量计量单元获取总产液量体积；

基于所述总产液量体积和所述刻度标记水相液面的变化量获取产水量体积。

8.根据权利要求7所述的适用于高含水实验的计量方法，其中，所述计量方法还包括：

当所述产油量体积达到所述产油量计量单元的最大量程前，更换或清空所述产油量计量单元；

通过所述产油量计量单元继续获取所述产油量体积。

9.根据权利要求7所述的适用于高含水实验的计量方法，其中，所述计量方法还包括：

当所述产液量体积达到所述产液量计量单元的最大量程前，更换或清空所述产液量计量单元；

通过所述产液量计量单元继续获取所述总产液量体积。

10.根据权利要求7所述的适用于高含水实验的计量方法，其中，获取所述产水量体积为：

产水量体积＝总产液量体积-刻度标记水相液面的变化量。