CN111175453A - 一种超高分子聚合物对含硫污水回注驱油测量装置及方法 - Google Patents

一种超高分子聚合物对含硫污水回注驱油测量装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超高分子聚合物对含硫污水回注驱油测量装置及方法，所述第一超高分子聚合物储罐依次与第一球阀、第一加压泵、第一超声波流量计、第一PC管相连，第二超高分子聚合物储罐依次与第六球阀、第二加压泵、第二超声波流量计、第二PC管相连；所述PC箱体内设有第一岩心和第二岩心，所述贮水罐和第五球阀串联后一起与第四球阀并联，接着一起与蒸汽发生器、小型螺杆泵、热蒸汽进口相连。所述方法包括步骤一：准备预热阶段；步骤二：驱油阶段；步骤三：调节排量记录压力值；步骤四：计算驱油效率；步骤五：更换储罐浓度重复上述步骤。本发明模拟效果好，其结果将为现场实际工况下采用高分子聚合物对含硫污水回注驱油提供指导意义。

Description

一种超高分子聚合物对含硫污水回注驱油测量装置及方法
技术领域
本发明涉及一种驱油效果测量装置及方法，尤其是涉及一种超高分子聚合物对含硫污水回注驱油测量装置及方法。
背景技术
随着油田的不断生产，采出油的产量也随之减少，因此需要采用一些技术提高采收率。在许多老的油田普遍采用超高分子聚合物进行驱油来提高油田采收率。在采用超高分子聚合物驱油的同时还要考虑到保护水资源、保护环境等因素，所以油田往往采用生产井采出的污水代替注水井所需的水源来与超高分子聚合物一起从注水井回注。使用回注污水配置超高分子聚合物溶液，可以有效节约生产用水，降低生产成本。但是在生产井采出的污水中含有硫离子时会对超高分子聚合物溶液驱油性能产生较大影响，从而影响驱油效率；而污水中含有硫离子时，随着超高分子聚合物质量浓度的增加对驱油效率的影响如何，目前对这方面进行可视化研究较少。因此对于油田采用超高分子聚合物与污水一起回注驱油过程时，污水中含有硫离子时，随着超高分子聚合物质量浓度增加对驱油效率影响如何，这将对现场实际工况下采用超高分子聚合物驱油提高油田采收率具有重要的指导意义。
发明内容
本发明提供一种超高分子聚合物对含硫污水回注驱油测量装置及方法，目的是用于测量超高分子聚合物与污水一起回注驱油过程时，污水中含有硫离子时，随着超高分子聚合物质量浓度增加对驱油的影响。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种超高分子聚合物对含硫污水回注驱油测量装置，所述测量装置包括第一超高分子聚合物储罐、第一球阀、第一加压泵、第一超声波流量计、第一PC管、第一收集桶、第二球阀、PC箱体、第一岩心、第三球阀、热蒸汽进口、第二岩心、小型螺杆泵、蒸汽发生器、第四球阀、第五球阀、贮水罐、压力传感器、压力监测系统、压力表、热蒸汽出口、岩心夹持器、第二PC管、第二超声波流量计、第二加压泵、第六球阀、第二超高分子聚合物储罐、第二收集桶；所述第一超高分子聚合物储罐依次与第一球阀、第一加压泵、第一超声波流量计、第一PC管相连，第二超高分子聚合物储罐依次与第六球阀、第二加压泵、第二超声波流量计、第二PC管相连；所述PC箱体内设有第一岩心和第二岩心，所述贮水罐和第五球阀串联后一起与第四球阀并联，接着一起与蒸汽发生器、小型螺杆泵、热蒸汽进口相连。
进一步的，所述第一岩心的一端与第一PC管底部出口相连，另一端依次与第二球阀、第一收集桶相连，第二岩心的一端依次与压力表、第二PC管底部相连，另一端依次与第三球阀、第二收集桶相连。
进一步的，所述第一岩心和第二岩心通过岩心夹持器固定在PC箱体内。
进一步的，所述第一岩心和第二岩心在PC箱体内按照沿Y轴方向排列的方式进行排列。
进一步的，所述第一岩心和第二岩心为了方便在图中展示而画成一列，实际情况为平行、水平放在PC箱体内。
进一步的，所述第一岩心和第二岩心放在透明圆形容器中，其目的是方便观察驱油过程，该透明圆形容器属于现有技术，在此不再赘述。
进一步的，所述PC箱体采用透明PC材料制作而成，承压3.5MPa，其目的是用于观察第一岩心和第二岩心内驱油的现象。
进一步的，所述第一岩心和第二岩心为两个孔隙度、地质特性相同的岩心，用于模拟实际工况下的地层。
进一步的，所述第一超高分子聚合物储罐在初始状态时为超高分子聚合物与不含硫污水的混合物，第二超高分子聚合物储罐在初始状态时为超高分子聚合物与含硫污水的混合物。
进一步的，所述初始状态下第一超高分子聚合物储罐和第二超高分子聚合物储罐内超高分子聚合物规格为CG-Ⅱ型，固相含量89.3％，水解度29.5％，不容物含量0.01％，过滤因子1.12。
进一步的，所述第一球阀、第二球阀、第三球阀、第四球阀、第五球阀和第六球阀为六个相同的球阀。
进一步的，所述第一加压泵和第二加压泵为两个相同的加压泵。
进一步的，所述第一PC管和第二PC管为两个相同的PC管。
进一步的，所述PC箱体右下部设有压力传感器，其与压力监测系统相连，目的是检测PC箱体内的压力，防止热蒸汽在PC箱体内压力过高。
进一步的，所述第一岩心和第二岩心内的压力通过压力表测量得出，由于第一加压泵和第二加压泵排量相同，所以第一岩心和第二岩心内的压力值也相同。
一种超高分子聚合物对含硫污水回注驱油测量方法，所述测量方法包括以下步骤，
步骤一：准备预热阶段；
步骤二：驱油阶段；
步骤三：调节排量记录压力值；
步骤四：计算驱油效率；
步骤五：更换储罐浓度重复上述步骤。
进一步的，所述步骤三中调节排量为调节第一加压泵和第二加压泵排量为相同排量，因为只有在控制相同排量的条件下才能进行对比。
进一步的，所述步骤四中驱油效率的计算通过用直尺测量第一收集桶和第二收集桶内收集到的原油高度来计算收集到的原油体积除以初始时往第一岩心和第二岩心内注入的原油量计算得出。
相较于现有技术，本发明的优点为：(1)通过将PC箱体和装第一岩心、第二岩心的容器设置为透明的，方便观察驱油动态达到可视化观察；(2)通过设置蒸汽发生器产生蒸汽对第一岩心、第二岩心进行加热，模拟实际工况下地层高温环境；(3)通过设置第一加压泵、第二加压泵为相同的排量，形成对比，更能真实的模拟出实际工况下储层高压环境；(4)第一岩心、第二岩心在预先注入了相同量的原油，模拟实际工况下需要驱油的储层；(5)本装置与现场实际情况相比更为接近，测量出的驱油效率更为真实，测量方法思路清晰，操作便捷，第一超高分子聚合物储罐和第二超高分子聚合物储罐内的质量浓度从低到高增加，操作方便。
附图说明
图1是本发明一种超高分子聚合物对含硫污水回注驱油测量装置的结构示意图；
图2是本发明一种超高分子聚合物对含硫污水回注驱油测量方法的流程图。
图中：1.第一超高分子聚合物储罐，2.第一球阀，3.第一加压泵，4.第一超声波流量计，5.第一PC管，6.第一收集桶，7.第二球阀，8.PC箱体，9.第一岩心，10.第三球阀，11.热蒸汽进口，12.第二岩心，13.小型螺杆泵，14.蒸汽发生器，15.第四球阀，16.第五球阀，17.贮水罐，18.压力传感器，19.压力监测系统，20.压力表，21.热蒸汽出口，22.岩心夹持器，23.第二PC管，24.第二超声波流量计，25.第二加压泵，26.第六球阀，27.第二超高分子聚合物储罐，28.第二收集桶
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，本发明一种超高分子聚合物对含硫污水回注驱油测量装置，所述测量装置包括第一超高分子聚合物储罐1、第一球阀2、第一加压泵3、第一超声波流量计4、第一PC管5、第一收集桶6、第二球阀7、PC箱体8、第一岩心9、第三球阀10、热蒸汽进口11、第二岩心12、小型螺杆泵13、蒸汽发生器14、第四球阀15、第五球阀16、贮水罐17、压力传感器18、压力监测系统19、压力表20、热蒸汽出口21、岩心夹持器22、第二PC管23、第二超声波流量计24、第二加压泵25、第六球阀26、第二超高分子聚合物储罐27、第二收集桶28；所述第一超高分子聚合物储罐1依次与第一球阀2、第一加压泵3、第一超声波流量计4、第一PC管5相连，第二超高分子聚合物储罐27依次与第六球阀26、第二加压泵25、第二超声波流量计24、第二PC管23相连；所述PC箱体8内设有第一岩心9和第二岩心12，所述贮水罐17和第五球阀16串联后一起与第四球阀15并联，接着一起与蒸汽发生器14、小型螺杆泵13、热蒸汽进口11相连。
所述第一岩心9与第一PC管5底部出口相连，第二岩心12依次与压力表20、第二PC管23底部出口相连。
所述在将第一岩心9和第二岩心12安装在PC箱体8内之前，两个岩心内提前注入了相同量的原油，其目的是为了模拟储层以及在驱油过程中进行对比。
所述蒸汽发生器14产生的热蒸汽通过小型螺杆泵13加压从热蒸汽进口11进入后对PC箱体8内的第一岩心9和第二岩心12进行预热，模拟实际工况下地层高温环境。
所述初始时第一超高分子聚合物储罐1内为超高分子聚合物与不含硫污水的混合物，第二超高分子聚合物储罐27内为超高分子聚合物与含硫污水的混合物。
所述第一超高分子聚合物储罐1初始的质量浓度为2200mg·L-1，第二超高分子聚合物储罐27初始的质量浓度为2200mg·L-1。
所述第一收集桶6和第二收集桶28采用透明亚克力玻璃制作而成，在测量原油量时，直接用直尺在外壁测量原油高度，然后计算出体积。
如图1、图2所示，所述当需要进行测量超高分子聚合物对含硫污水回注驱油效果时通过一下步骤来进行测量：
步骤一，将事先经过处理添加了原油的第一岩心9和第二岩心12通过岩心夹持器22固定在PC箱体8内，并关闭所有球阀。接着检查整套装置的气密性完好后，依次打开第五球阀16、蒸汽发生器14、小型螺杆泵13、第四球阀15，使贮水罐17内的水通过第五球阀16，蒸汽发生器14生成热蒸气后通过小型螺杆泵13加压，热蒸气从热蒸汽进口11进入PC箱体8内，对PC箱体8内的第一岩心9和第二岩心12进行加热，此时模拟实际工况下地层内的高温环境。
步骤二：一段时间后关闭第五球阀16，然后依次打开第一球阀2、第六球阀26、第一加压泵3、第二加压泵25，使第一超高分子聚合物储罐1和第二超高分子聚合物储罐27内的混合物分别通过加压泵加压、超声波流量计计量后分别从第一PC管5、第二PC管23上部的进口进入。接着从其底部出口流出后，第一超高分子聚合物储罐1内的混合物进入第一岩心9进行驱油，第二超高分子聚合物储罐27内的混合物进入第二岩心12进行驱油。
步骤三：调节第一加压泵3和第二加压泵25为相同的排量，同时记录压力表20上显示的压力值，然后等待3小时。
步骤四：分别测量并计算出第一收集桶6、第二收集桶28内收集到的原油的量，进而计算出驱油效率。
步骤五：向第一超高分子聚合物储罐1加入含硫污水并调节其质量浓度为2400mg·L-1，调节第二超高分子聚合物储罐27的质量浓度为2600mg·L-1，重复上述步骤并分别计算出驱油效率；接着将含硫污水的第一超高分子聚合物储罐1质量浓度调节为2800mg·L-1，第二超高分子聚合物储罐27的质量浓度为3000mg·L-1，重复上述步骤并分别计算出驱油效率。
将上述实验结果计算后得到如下表1所示得结果。
表1实验结果
种类 添加含硫污水 质量浓度/mg·L<sup>-1</sup> 驱油效率，％
超高分子聚合物 否 2200 56.83
超高分子聚合物 是 2200 54.2
超高分子聚合物 是 2400 53.45
超高分子聚合物 是 2600 52.86
超高分子聚合物 是 2800 52.1
超高分子聚合物 是 3000 51.43
从表1中可以得出，在相同条件下超高分子聚合物与不含硫污水进行混合时驱油效率最高；当超高分子聚合物与含硫污水进行混合时，随着超高分子聚合物与含硫污水混合后的质量浓度增加，驱油效率逐渐降低。因此，在考虑成本、驱油效率、采收效果等综合因素的情况下，选择质量浓度相对较低，含硫量不高的混合物进行驱油效果能达到最大化。
本发明通过设置超高分子聚合物对含硫污水回注驱油测量装置及方法对油田中采用超高分子聚合物与含硫污水混合驱油进行模拟，首先通过含硫与不含硫条件进行对比，接着对含硫条件下超高分子聚合物不同质量浓度的驱油效率进行模拟对比，模拟条件与实际工况较为接近、真实，模拟效果好，可视化，其结果将为现场实际工况下采用高分子聚合物对含硫污水回注驱油提供指导意义。

Claims (7)

1.一种超高分子聚合物对含硫污水回注驱油测量装置，其特征在于：所述测量装置包括第一超高分子聚合物储罐(1)、第一球阀(2)、第一加压泵(3)、第一超声波流量计(4)、第一PC管(5)、第一收集桶(6)、第二球阀(7)、PC箱体(8)、第一岩心(9)、第三球阀(10)、热蒸汽进口(11)、第二岩心(12)、小型螺杆泵(13)、蒸汽发生器(14)、第四球阀(15)、第五球阀(16)、贮水罐(17)、压力传感器(18)、压力监测系统(19)、压力表(20)、热蒸汽出口(21)、岩心夹持器(22)、第二PC管(23)、第二超声波流量计(24)、第二加压泵(25)、第六球阀(26)、第二超高分子聚合物储罐(27)、第二收集桶(28)；
所述第一超高分子聚合物储罐(1)依次与第一球阀(2)、第一加压泵(3)、第一超声波流量计(4)、第一PC管(5)相连，第二超高分子聚合物储罐(27)依次与第六球阀(26)、第二加压泵(25)、第二超声波流量计(24)、第二PC管(23)相连；所述PC箱体(8)内设有第一岩心(9)和第二岩心(12)，所述贮水罐(17)和第五球阀(16)串联后一起与第四球阀(15)并联，接着一起与蒸汽发生器(14)、小型螺杆泵(13)、热蒸汽进口(11)相连。
2.根据权利要求1所述的一种超高分子聚合物对含硫污水回注驱油测量装置，其特征在于：所述第一岩心(9)与第一PC管(5)底部出口相连，第二岩心(12)依次与压力表(20)、第二PC管(23)底部出口相连。
3.根据权利要求2所述的一种超高分子聚合物对含硫污水回注驱油测量装置，其特征在于：所述第一岩心(9)和第二岩心(12)通过岩心夹持器(22)固定在PC箱体(8)内。
4.根据权利要求3所述的一种超高分子聚合物对含硫污水回注驱油测量装置，其特征在于：所述第一岩心(9)和第二岩心(12)在PC箱体(8)内按照沿Y轴方向排列的方式进行排列。
5.根据权利要求1所述的一种超高分子聚合物对含硫污水回注驱油测量方法，其特征在于：所述测量方法包括以下步骤，
步骤一：准备预热阶段；
步骤二：驱油阶段；
步骤三：调节排量记录压力值；
步骤四：计算驱油效率；
步骤五：更换储罐浓度重复上述步骤。
6.根据权利要求5所述的一种超高分子聚合物对含硫污水回注驱油测量方法，其特征在于：所述步骤三中调节排量为调节第一加压泵(3)和第二加压泵(25)排量为相同排量。
7.根据权利要求4所述的一种超高分子聚合物对含硫污水回注驱油测量方法，其特征在于：所述步骤四中驱油效率的计算通过用直尺测量第一收集桶(6)和第二收集桶(28)内收集到的原油高度来计算收集到的原油体积除以初始时往第一岩心(9)和第二岩心(12)内注入的原油量计算得出。
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