CN113075081B - 注入气-原油多次接触过程固相沉积量测定装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及注入气‑原油多次接触过程固相沉积量测定装置及方法。该装置主要由高温恒温箱4、原油配样器5、注入气中间容器6、地层水中间容器7、高压腔14、激光发射器15、激光接收器16、过滤器8、气液两相分离器19和气量计21组成。该方法包括：让地层水注满高压腔；让配样器中的地层原油置换掉高压腔中地层水；测定高压腔中原油激光透过率；向原油配样器中注入设定体积比例的注入气，油气充分进行物质交换；绘制激光透过率‑注入气‑原油接触次数的关系曲线，直到关系曲线出现明显拐点；测试注入气‑原油接触过程固相沉积量。本发明测量过程简便快捷，测量结果准确可靠，能够定量评价油藏注气开发过程中固相沉积对储层物性的影响。

Description

注入气-原油多次接触过程固相沉积量测定装置及方法
技术领域
本发明涉及油藏注气过程中注入气-原油多级接触产生固相沉积量的测定装置及方法，属于油气藏开发领域。
背景技术
油藏注气是目前国内外提高原油采收率重要技术手段，注气采油过程中，由于注入气的密度远低于原油，在储层中注入气的运移速度会快于原油，使得气-油两相流段，原油中的轻组分将不断被后续注入的新鲜注入气抽提，原油中重组分会一直增加，产生固溶物沉积，对生产造成影响。因此合理确定油藏注气过程中多次接触固相沉积对于准确评价气驱效率具有重要的意义。
目前确定固相沉积的方法主要有两种：一种是实验测试方法，如2004年刘建仪等人建立了测试固溶物沉积的激光测试系统，但激光测定固相沉积点，只适用于较轻透明的油，对于较黑的油因为光无法穿透而无法测试（刘建仪,赵志功,刘建华,王新裕,邓兴梁,李士伦,惠键.激光测试高温高压凝析油析蜡温度及其应用[J].天然气工业,2004(08):85-88+135）；2006年郭平等人利用超声波测试方法测试黑油的固相沉积点，但超声波方法精度不高（张伟,郭平,谯英,陈一健,吕江毅,鹿克峰.超声波测定固相沉积点研究[J].西南石油学院学报,2006(01):49-51+8）。目前有商业公司及研究人员建立了适应黑油固相沉积点的激光测试方法，但这些方法主要适用于恒组成膨胀、注气膨胀、多级脱气等PVT实验过程中使用。另一种是理论计算方法，如2014年向敏等人建立了计算固溶物沉积量的气-液-固三相相平衡热力学模型，但模型计算复杂，难度大，模型适应性差，相态计算难以收敛（向敏,宫敬,杨毅.沥青质沉淀中的改进固相模型研究[J].西南石油大学学报(自然科学版),2014,36(03):133-138）。无论是实验测试还是理论计算，都没有考虑注入气与地层原油的多次接触过程所产生的固相沉积特征。
发明内容
本发明的目的在于提供注入气-原油多次接触过程固相沉积量测定装置，该装置原理可靠，操作简便，能够确定注入气与配制的地层原油不同接触程度下产生的固相沉积量。
本发明的另一目的还在于提供利用上述装置测定注入气-原油多次接触过程固相沉积量的方法，该方法测量过程简便快捷，测量结果准确可靠，为定量评价油藏注气开发过程中固相沉积对储层物性的影响提供重要的基础数据。
为达到以上技术目的，本发明采用以下技术方案。
注入气-原油多次接触过程固相沉积量测定装置，包括原油配样器、原油固相沉积点激光测定单元、高压中间容器、高低温试验箱、高压过滤器、高压驱替泵、气液两相分离器、气相色谱仪、油相色谱仪、气体计量计。其中原油固相沉积点激光测定单元参考“一种高温超高压油藏原油固相沉积条件测定装置及方法”（专利申请号CN202010756988.X），包括左右带蓝宝石视窗的高压腔、激光发射器、激光接收器，其中左右带蓝宝石视窗的高压腔水平置于高低温试验箱中，激光从高压腔的一端射入、从另一端射出并通过接收光纤进入激光接收器。高压腔侧面上部和下部分别有一个开口，上部开口与原油配样器相连，下部开口与地层水中间容器相连。进行原油过滤时，高压过滤器上端与配样器样品端相连，下端与气液两相分离器相连。
利用上述装置测定注入气-原油多次接触过程固相沉积量的方法，依次包括以下步骤：
（1）按照国家标准GB/T26981-2011《油气藏流体物性分析方法》，将伴生气和脱气原油加入到原油配样器中配制地层原油，地层原油体积为V0（mL）；
（2）将注入气中间容器、地层水中间容器加压至实验压力，设定高低温试验箱温度为待测样品油藏温度，恒温至少5小时；
（3）将配样器样品端（装有原油的一端）朝下，打开高压腔与地层水中间容器之间阀门，让地层水注满高压腔并加压至实验设定压力；
（4）缓慢打开配样器与高压腔之间阀门，将与配样器连接的驱替泵A设定为恒速进泵，与地层水中间容器连接的驱替泵C恒速退泵，让配样器中的地层原油置换掉高压腔中地层水，通过驱替泵A刻度的变化记录转入高压腔中原油体积V1（mL）；
（5）开启激光发生器，测定高压腔中原油激光透过率R1（mv），测试完成后将高压腔中原油按原路在恒压条件下转回原油配样器中；保持原油配样器样品端向下，缓慢打开配样器阀门检查是否有水进入原油配样器中，若有水在恒压条件下缓慢放掉；
（6）旋转原油配样器让样品端向上，将原油配样器和注入气中间容器相连，通过驱替泵B在恒压条件下向原油配样器中注入设定体积比例的注入气，通过驱替泵B刻度变化确定注入气的体积V2（mL）；
（7）开启原油配样器搅拌器开关，搅拌2小时让油气充分进行物质交换，停止搅拌让配样器样品端在上，竖立静置1小时，恒压条件下打开原油配样器样品端阀门，排出上部的平衡气，用气相色谱仪分析平衡气组成；
（8）重复（3）-（7）步骤，测定多个接触次数下原油的激光透过率Rn（mv），绘制激光透过率-注入气-原油接触次数的关系曲线，如果出现的是一条光滑直线，说明在已完成注入气-原油接触次数下原油中还没有出现固相沉积，继续重复步骤（3）-（7），直到关系曲线出现明显拐点，说明此时原油中出现了固相沉积；
（9）测试注入气-原油接触过程固相沉积量，过程如下：旋转让原油配样器样品端向下，打开原油配样器和过滤器之间阀门，恒压条件下让配样器中少量原油V3（ml）流出并通过过滤器，过滤器内含有质量为m1（g）的纳米滤纸，过滤完后拆开过滤器将过滤纸烘干称量固相沉积物质量为m2（g），获得对应注入气-原油接触次数下固相沉积量（m2 -m1）/V0；
（10）重复（3）-（9）,通过同样方法测定注入气-原油不同接触次数下固相沉积量，当原油配样器样品端上部的平衡气组成基本不变时，说明此时注入气已经无法再有效抽提原油中的轻质组分，停止注气操作；将每次过滤后的固相沉积量相加,即为原油注气过程的最大固相沉积量。
优选的，配样器往高压腔中转原油样的速度为0.1-1 ml/min。
与现有技术相比，本发明能有效确定注入气-原油多级接触产生的固相沉积量，对注气采油预防固相沉积发生具有重要意义。
附图说明
图1是本发明注入气-原油多次接触过程固相沉积量测定装置结构示意图。
图中：1、2、3—驱替泵A、驱替泵B、驱替泵C；4—高温恒温箱；5—原油配样器；6、7—注入气、地层水中间容器；8—过滤器；9、10、11、12、13—高压阀门；14—高压腔；15—激光发射器；16—激光接收器；17—油相色谱仪；18—电子天平；19—气液两相分离器；20—气相色谱仪；21—气量计；22—地层原油；23—液压油；24—注入气；25—地层水；26—高压管线。
具体实施方式
下面根据附图和实例进一步说明本发明，以便于本技术领域的技术人员理解本发明。但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，均在保护之列。
参见图1。
注入气-原油多次接触过程固相沉积量测定装置，包括高温恒温箱4、原油配样器5（装有地层原油22和液压油23）、注入气中间容器6（装有注入气24）、地层水中间容器7（装有地层水25）、高压腔14、激光发射器15、激光接收器16、过滤器8、气液两相分离器19和气量计21，所述注入气中间容器6、地层水中间容器7、高压腔14置于高温恒温箱4中，原油配样器5、注入气中间容器6、地层水中间容器7分别连接驱替泵A1、驱替泵B2、驱替泵C3；高压腔14左右带蓝宝石视窗，并分别连接激光发射器15和激光接收器16，高压腔侧面上部和下部分别有一个开口，上部开口与原油配样器样品端相连，下部开口与地层水中间容器相连；所述配样器连接过滤器8，过滤器连接气液两相分离器19和气量计21。
所述过滤器内部含有纳米过滤纸。
所述过滤器入口端与配样器样品端相连，出口端与气液两相分离器相连。
所述气液两相分离器位于电子天平18上，气液两相分离器、气量计分别连接油相色谱仪17、气相色谱仪20。
利用上述装置测定注入气-原油多次接触过程固相沉积量的方法，具体实施方式如下：
（1）按照国家标准GB/T26981-2011《油气藏流体物性分析方法》，将伴生气和脱气原油加入到原油配样器5中配制地层原油22，配制原油V0 ml。油藏储层温度为T0℃、注气压力P0 MPa；
（2）清洗高压中间容器6、7和左右带蓝宝石的高压腔14，将注入气24转入高压中间容器6中加压至实验压力P0 MPa，将地层水25转入高压中间容器7中，加压至实验压力P0 MPa，设定恒温箱温度为待测样品油藏温度T0 ℃，恒温5小时；
（3）旋转将原油配样器5中装有原油一端朝下，通过高压管线26将原油配样器5样品端与高压腔14、高压腔14与高压中间容器7相连，打开高压阀门12，让地层水25注满高压腔14并加压至实验压力P0 MPa；
（4）打开高压阀门9、11，设置高压驱替泵1以1ml/min左右的速度恒速进泵，高压驱替泵3以同样速度恒速退泵的方式将原油配样器5中的地层原油22保压转入左右带蓝宝石的高压腔14中，通过高压驱替泵1刻度的变化记录转入原油体积；
（5）开启激光器，测定原油激光透过率（R1,mv），测试完成后将油样按原路转回原油配样器5中，关闭高压阀门9、11并拆掉原油配样器5和左右带蓝宝石的高压腔14之间的高压管线26；
（6）让原油配样器5样品端向下缓慢打开高压阀门9检查是否有水转入原油配样器5中，若有少量水转入其中，缓慢放掉，关闭高压阀门9；
（7）旋转原油配样器5让样品端向上，将原油配样器5和高压中间容器6用高压管线26连接，打开高压阀门9、10向原油配样器5中恒压注入设定体积的注入气，关闭高压阀门9、10；
（8）开启原油配样器旋转搅拌开关搅拌2小时让油气充分进行物质交换，再关停搅拌让原油配样器5竖立（样品端在上）静置1小时，恒压条件打开高压阀门9排出原油配样器5上部的平衡气，用气体色谱仪分析平衡气组成，关闭高压阀门9；
（9）再次旋转让原油配样器5中装有原油一端旋转朝下，重复（3）-（8）步骤，测定原油激光透过率（R2,mv）；
（10）测定多次接触次数下原油的激光透过率，将激光透过率数值关于气-油接触次数绘线，如果出现的是一条光滑直线，说明在已完成注入气-原油接触次数下原油中还没有出现固相沉积，继续重复步骤（3）-（8），直到原油激光透过率数值连线出现明显拐点，说明此时原油中出现了固相沉积；
（11）再次按照步骤（7）-（8）进行注入气-原油多级接触测试，测试过程可以选择性进行原油过滤测固相沉积量，测试步骤为：拆掉原油配样器5和高压中间容器6之间的高压管线26，旋转让原油配样器5样品端向下，将原油配样器5和过滤器8之间用高压管线26连接，恒压下从原油配样器5底部放出少量原油通过过滤器8（内部含有质量为m1（g）的纳米过滤纸），过滤完后拆开过滤器8将过滤纸烘干称量（m2，g），获得对应注入气-原油接触次数下固相沉积程度（m2 -m1）/V0，单位为g/mL；
（12）重复步骤（7）-（8），当平衡气组成基本不变时，说明此时注入气已经无法再有效抽提原油中的轻质组分，停止注气操作；
（13）将每次过滤后固体的质量相加m3，掌握所测原油注气过程的最大固相沉积程度（m3/V0，g/mL）。

Claims (1)

1.利用装置测定注入气-原油多次接触过程固相沉积量的方法，该装置包括高温恒温箱（4）、原油配样器（5）、注入气中间容器（6）、地层水中间容器（7）、高压腔（14）、激光发射器（15）、激光接收器（16）、过滤器（8）、气液两相分离器（19）和气量计（21），所述注入气中间容器（6）、地层水中间容器（7）、高压腔（14）置于高温恒温箱（4）中，原油配样器（5）、注入气中间容器（6）、地层水中间容器（7）分别连接驱替泵A（1）、驱替泵B（2）、驱替泵C（3）；高压腔（14）左右带蓝宝石视窗，并分别连接激光发射器（15）和激光接收器（16），高压腔侧面上部和下部分别有一个开口，上部开口与原油配样器样品端相连，下部开口与地层水中间容器相连；所述配样器连接过滤器（8），过滤器连接气液两相分离器（19）和气量计（21），所述过滤器内部含有纳米过滤纸，该方法依次包括以下步骤：
（1）将伴生气和脱气原油加入到原油配样器中配制地层原油，地层原油体积为V0；
（2）将注入气中间容器、地层水中间容器加压至实验压力，设定高低温试验箱温度为待测样品油藏温度；
（3）将配样器样品端朝下，打开高压腔与地层水中间容器之间阀门，让地层水注满高压腔并加压至实验设定压力；
（4）缓慢打开配样器与高压腔之间阀门，将与配样器连接的驱替泵A设定为恒速进泵，与地层水中间容器连接的驱替泵C恒速退泵，让配样器中的地层原油置换掉高压腔中地层水，通过驱替泵A刻度的变化记录转入高压腔中原油体积V1；
（5）开启激光发生器，测定高压腔中原油激光透过率R1，测试完成后将高压腔中原油按原路在恒压条件下转回原油配样器中；
（6）旋转原油配样器让样品端向上，将原油配样器和注入气中间容器相连，通过驱替泵B在恒压条件下向原油配样器中注入设定体积比例的注入气，通过驱替泵B刻度变化确定注入气的体积V2；
（7）开启原油配样器搅拌器开关，让油气充分进行物质交换，停止搅拌让配样器样品端在上，竖立静置1小时，恒压条件下打开原油配样器样品端阀门，排出上部的平衡气，用气相色谱仪分析平衡气组成；
（8）重复（3）-（7）步骤，测定多个接触次数下原油的激光透过率Rn，绘制激光透过率-注入气-原油接触次数的关系曲线，如果出现的是一条光滑直线，说明原油中没有出现固相沉积，继续重复步骤（3）-（7），直到关系曲线出现明显拐点，此时原油中出现固相沉积；
（9）测试注入气-原油接触过程固相沉积量，过程如下：旋转让原油配样器样品端向下，打开原油配样器和过滤器之间阀门，恒压条件下让配样器中原油流出并通过过滤器，过滤器内含有质量为m1的纳米过滤纸，过滤后将过滤纸烘干称量为m2，获得对应注入气-原油接触次数下固相沉积量（m2 -m1）/V0；
（10）重复（3）-（9）,测定注入气-原油不同接触次数下固相沉积量，当原油配样器样品端上部的平衡气组成不变时，停止注气操作；将每次过滤后的固相沉积量相加,即为原油注气过程的最大固相沉积量。
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