CN114017007A - 一种可视化油气水分离计量实验装置及其实验方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可视化油气水分离计量实验装置及其实验方法，包括气相分离计量部分、油气水三相分离计量部分、恒温加热部分和产出液计量部分，油气水三相分离计量部分用于将实验过程生成的油气水三相混合物进行分离，恒温加热部分用于对油气水三相分离计量部分进行恒温加热，以使其始终处于恒温状态，气相分离计量部分用于对分离出来的气体进行体积测量和气相色谱测定，产出液计量部分用于生成油气水三相混合物，然后对分离出来的产出液的重量进行测定。该实验装置能够精确计量实验过程中产出气体量，实时监测产出气体瞬时流量及压力，能收集产出气体，并实时监测产出气体组分变化情况，能透过可视化窗口实施监测和精确计量产出流体情况。

Description

一种可视化油气水分离计量实验装置及其实验方法

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域，更具体地说涉及一种可视化油气水分离计量实验装置及其实验方法。

背景技术

对于室内物理实验过程中的油气水分离计量，可按照三者密度大小不同通过分离管进行计量。但目前实验室采用传统的分离计量管主要通过称重法或观察法进行计量油、水产出，气体由于密度低无法进行精确计量。因此，现有的实验室采用计量方式无法计量产出气体量，从而无法评价实验过程中注气效果；无法对实时产出气体进行收集，从而无法分析和评价注气实验过程中气体组分的变化；无法分析产出气体瞬时流量，从而无法判断实验过程中气窜的影响；无法准确计量的产出流体，从而对室内效果评价产生影响。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，现有的实验装置存在无法评价实验过程中注气效果、无法分析和评价注气实验过程中气体组分的变化、无法判断实验过程中气窜的影响和无法准确计量的产出流体的问题，提供了一种可视化油气水分离计量实验装置及其实验方法，该实验装置能够精确计量实验过程中产出气体量，实时监测产出气体瞬时流量及压力，能收集产出气体，并实时监测产出气体组分变化情况，能透过可视化窗口实施监测和精确计量产出流体情况。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现。

一种可视化油气水分离计量实验装置，包括气相分离计量部分、油气水三相分离计量部分、恒温加热部分和产出液计量部分；

所述油气水三相分离计量部分包括可视化筒体、恒温加热套和气体监测仪，所述可视化筒体的外部设置所述恒温加热套，所述恒温加热套与所述恒温加热部分相连，在所述可视化筒体的顶端设置有气相计量管路和气体监测管路，所述气体监测管路与所述气体监测仪相连通，所述气相计量管路与所述气相分离计量部分相连通，在所述可视化筒体的底端设置有产出液进液管路和分离管路，所述产出液进液管路与所述产出液计量部分相连通；

所述恒温加热部分包括恒温进液管路、恒温排液管路、加热水箱和温控器，所述温控器设置在所述加热水箱上，所述恒温进液管路的首尾两端分别与所述加热水箱的排液口和恒温加热套的下部相连通，所述恒温排液管路的首尾两端分别与所述加热水箱的入液口和恒温加热套的上部相连通；

所述产出液计量部分包括压力表、中间容器、液压存储器、手摇泵、烧杯和天平，所述液压存储器通过存储管路与所述手摇泵相连通，所述手摇泵通过泵入管路与所述中间容器的入液口相连通，所述中间容器的排液口通过压力检测管路与回压阀的入口相连通，在所述压力检测管路上设置所述压力表，所述回压阀的出口与所述产出液进液管路相连通，以实现将产出液计量部分与油气水三相分离计量部分相连通的目的，所述回压阀的计量口与所述烧杯相连通，所述烧杯放置在所述天平上，以实现测量由油气水三相分离计量部分分离出的水的重量；

所述气相分离计量部分包括可视化存气筒体、计量活塞和气相色谱仪，所述可视化存气筒体的气体入口与所述气相计量管路相连通，以实现将气相分离计量部分与油气水三相分离计量部分相连通的目的，在所述可视化存气筒体内活动设置所述计量活塞，在所述可视化存气筒体的首尾两端分别安装有第一活塞堵头和第二活塞堵头，以限制计量活塞的移动位移，同时将可视化存气筒体进行密封，以实现测量由油气水三相分离计量部分分离出的气体的体积，存气筒体排气管路贯穿所述计量活塞伸入所述可视化存气筒体内，在所述可视化存气筒体的顶端还设置有可视化存气筒体的气相色谱出口，所述可视化存气筒体的气相色谱出口通过气相色谱管路与所述气相色谱仪相连通。

在所述气相计量管路上设置有气相计量阀门，在所述气体监测管路上设置有气体监测阀门，在所述可视化筒体的侧壁上设置有三相刻度标尺，在所述分离管路上设置有油相分离阀门，在所述产出液进液管路上设置有产出液阀门。

在所述恒温进液管路上设置有恒温进液阀门，在所述恒温排液管路上设置有恒温排液阀门。

在所述存储管路上设置有存储阀门，在所述泵入管路上设置有泵入阀门，在所述中间容器的下部一侧设置有中间容器排液管路，在所述中间容器排液管路上设置有中间容器排液阀门，在所述压力检测管路上设置有放空管路，在所述放空管路上设置有放空阀门。

在所述可视化存气筒体的侧壁上设置有气相刻度标尺，在所述存气筒体排气管路上设置有存气筒体排气阀门，在所述气相色谱管路上设置有气相色谱控制阀门。

一种可视化油气水分离计量实验方法，按照下述步骤进行：

步骤1，打开恒温进液阀门和恒温排液阀门，以实现油气水三相分离计量部分和恒温加热部分的相连通，通过控制温控器，以实现油藏温度环境的控制；

步骤2，通过手摇泵将液压存储器内的流体经泵入阀门泵入中间容器中，产生的液压经由压力表到达回压阀中，以形成模拟油藏条件下的回压，打开产出液阀门将油气水三相分离计量部分和产出液计量部分相连通；

步骤3，将产出液计量部分产出的油气水混合流体经产出液阀门送入可视化筒体中进行油、气、水三相分离，在恒温加热部分的温度精确控制下，模拟油藏温度环境，经过重力作用，通过可视化筒体能够读出产出油相的体积，记录产出油相体积后，产出油相自分离管路排出，产出水相从产出液阀门流入产出液计量部分，流入烧杯内，通过天平，测量产出水相的质量，产出气相处于可视化筒体的上部，分别通过气体监测阀门和气相计量阀门的控制产出气相的具体走向；

步骤4，若只打开气体监测阀门，产出气相进入气体监测仪中，进而实时监测产出气相的流量和压力，若只打开气相计量阀门，则产出气相流入可视化存气筒体内，在产出气相的压力的推动下将计量活塞向下推动，并通过可视化存气筒体读出产出气相的体积，并实现对产出气体的存储；

步骤5，通过关闭气相分离计量部分里的气相计量阀门，并打开气相色谱控制阀门，推动计量活塞向上移动，产出气相进入气相色谱仪中，以实现气体组分的监测，待监测结束，打开存气筒体排气阀门将可视化存气筒体中的产出气相排空。

本发明的有益效果为：该实验装置能够实现精确计量产出气体，克服了传统计量装置无法精确计量产出气体问题；

该实验装置能够实现监测实验过程中产出气体瞬时流量及压力，表征实验过程中产出气变化规律特征；克服了传统计量装置只能计量的问题；

该实验装置能够实现实时监测实验过程中产出气体的收集并进行分析，表征产出气体组分变化规律情况；克服传统计量设备无法气体收集及实时监测的问题；

该实验装置能够实现精确计量稠油油藏产出流体，克服了传统计量装置及稠油乳化无法精确计量的问题。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图中：1为可视化筒体，2为三相刻度标尺，3为分离管路，4为油相分离阀门，5为气体监测阀门，6为气体监测仪，7为恒温进液阀门，8为恒温排液阀门，9为温控器，10为气相计量阀门，11为第一活塞堵头，12为气相色谱控制阀门，13为气相色谱仪，14为可视化存气筒体，15为气相刻度标尺，16为计量活塞，17为第二活塞堵头，18为存气筒体排气阀门，19为产出液阀门，20为回压阀，21为放空阀门，22为压力表，23为中间容器，24为中间容器排液阀门，25为泵入阀门，26为烧杯，27为天平，28为液压存储器，29为手摇泵。

对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

实施例一

一种可视化油气水分离计量实验装置，包括气相分离计量部分、油气水三相分离计量部分、恒温加热部分和产出液计量部分；

油气水三相分离计量部分包括可视化筒体1、恒温加热套和气体监测仪6，可视化筒体1的外部设置恒温加热套，恒温加热套与恒温加热部分相连，在可视化筒体1的顶端设置有气相计量管路和气体监测管路，气体监测管路与气体监测仪6相连通，气相计量管路与气相分离计量部分相连通，在可视化筒体1的底端设置有产出液进液管路和分离管路3，产出液进液管路与产出液计量部分相连通；

恒温加热部分包括恒温进液管路、恒温排液管路、加热水箱和温控器9，温控器9设置在加热水箱上，恒温进液管路的首尾两端分别与加热水箱的排液口和恒温加热套的下部相连通，恒温排液管路的首尾两端分别与加热水箱的入液口和恒温加热套的上部相连通；

产出液计量部分包括压力表22、中间容器23、液压存储器28、手摇泵29、烧杯26和天平27，液压存储器28通过存储管路与手摇泵29相连通，手摇泵29通过泵入管路与中间容器23的入液口相连通，中间容器23的排液口通过压力检测管路与回压阀20的入口相连通，在压力检测管路上设置压力表22，回压阀20的出口与产出液进液管路相连通，以实现将产出液计量部分与油气水三相分离计量部分相连通的目的，回压阀20的计量口与烧杯26相连通，烧杯26放置在天平27上，以实现测量由油气水三相分离计量部分分离出的水的重量；

气相分离计量部分包括可视化存气筒体14、计量活塞16和气相色谱仪13，可视化存气筒体14的气体入口与气相计量管路相连通，以实现将气相分离计量部分与油气水三相分离计量部分相连通的目的，在可视化存气筒体14内活动设置计量活塞16，在可视化存气筒体14的首尾两端分别安装有第一活塞堵头11和第二活塞堵头17，以限制计量活塞16的移动位移，同时将可视化存气筒体14进行密封，以实现测量由油气水三相分离计量部分分离出的气体的体积，存气筒体排气管路贯穿计量活塞16伸入可视化存气筒体14内，在可视化存气筒体14的顶端还设置有可视化存气筒体14的气相色谱出口，可视化存气筒体14的气相色谱出口通过气相色谱管路与气相色谱仪13相连通。

实施例二

在实施例一的基础上，在气相计量管路上设置有气相计量阀门10，在气体监测管路上设置有气体监测阀门5，在可视化筒体1的侧壁上设置有三相刻度标尺2，在分离管路3上设置有油相分离阀门4，在产出液进液管路上设置有产出液阀门19。

在恒温进液管路上设置有恒温进液阀门7，在恒温排液管路上设置有恒温排液阀门8。

实施例三

在实施例二的基础上，在存储管路上设置有存储阀门，在泵入管路上设置有泵入阀门25，在中间容器23的下部一侧设置有中间容器排液管路，在中间容器排液管路上设置有中间容器排液阀门24，在压力检测管路上设置有放空管路，在放空管路上设置有放空阀门21。

在可视化存气筒体14的侧壁上设置有气相刻度标尺15，在存气筒体排气管路上设置有存气筒体排气阀门18，在气相色谱管路上设置有气相色谱控制阀门12。

实施例四

一种可视化油气水分离计量实验方法，按照下述步骤进行：

步骤1，打开恒温进液阀门和恒温排液阀门，以实现油气水三相分离计量部分和恒温加热部分的相连通，通过控制温控器，以实现油藏温度环境的控制；

步骤2，通过手摇泵将液压存储器内的流体经泵入阀门泵入中间容器中，产生的液压经由压力表到达回压阀中，以形成模拟油藏条件下的回压，打开产出液阀门将油气水三相分离计量部分和产出液计量部分相连通；

步骤3，将产出液计量部分产出的油气水混合流体经产出液阀门送入可视化筒体中进行油、气、水三相分离，在恒温加热部分的温度精确控制下，模拟油藏温度环境，经过重力作用，通过可视化筒体能够读出产出油相的体积，记录产出油相体积后，产出油相自分离管路排出，产出水相从产出液阀门流入产出液计量部分，流入烧杯内，通过天平，测量产出水相的质量，产出气相处于可视化筒体的上部，分别通过气体监测阀门和气相计量阀门的控制产出气相的具体走向；

步骤4，若只打开气体监测阀门，产出气相进入气体监测仪中，进而实时监测产出气相的流量和压力，若只打开气相计量阀门，则产出气相流入可视化存气筒体内，在产出气相的压力的推动下将计量活塞向下推动，并通过可视化存气筒体读出产出气相的体积，并实现对产出气体的存储；

步骤5，通过关闭气相分离计量部分里的气相计量阀门，并打开气相色谱控制阀门，推动计量活塞向上移动，产出气相进入气相色谱仪中，以实现气体组分的监测，待监测结束，打开存气筒体排气阀门将可视化存气筒体中的产出气相排空。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种可视化油气水分离计量实验装置，其特征在于：包括气相分离计量部分、油气水三相分离计量部分、恒温加热部分和产出液计量部分；

所述油气水三相分离计量部分包括可视化筒体、恒温加热套和气体监测仪，所述可视化筒体的外部设置所述恒温加热套，所述恒温加热套与所述恒温加热部分相连，在所述可视化筒体的顶端设置有气相计量管路和气体监测管路，所述气体监测管路与所述气体监测仪相连通，所述气相计量管路与所述气相分离计量部分相连通，在所述可视化筒体的底端设置有产出液进液管路和分离管路，所述产出液进液管路与所述产出液计量部分相连通；

所述恒温加热部分包括恒温进液管路、恒温排液管路、加热水箱和温控器，所述温控器设置在所述加热水箱上，所述恒温进液管路的首尾两端分别与所述加热水箱的排液口和恒温加热套的下部相连通，所述恒温排液管路的首尾两端分别与所述加热水箱的入液口和恒温加热套的上部相连通；

所述产出液计量部分包括压力表、中间容器、液压存储器、手摇泵、烧杯和天平，所述液压存储器通过存储管路与所述手摇泵相连通，所述手摇泵通过泵入管路与所述中间容器的入液口相连通，所述中间容器的排液口通过压力检测管路与回压阀的入口相连通，在所述压力检测管路上设置所述压力表，所述回压阀的出口与所述产出液进液管路相连通，以实现将产出液计量部分与油气水三相分离计量部分相连通的目的，所述回压阀的计量口与所述烧杯相连通，所述烧杯放置在所述天平上，以实现测量由油气水三相分离计量部分分离出的水的重量；

所述气相分离计量部分包括可视化存气筒体、计量活塞和气相色谱仪，所述可视化存气筒体的气体入口与所述气相计量管路相连通，以实现将气相分离计量部分与油气水三相分离计量部分相连通的目的，在所述可视化存气筒体内活动设置所述计量活塞，在所述可视化存气筒体的首尾两端分别安装有第一活塞堵头和第二活塞堵头，以限制计量活塞的移动位移，同时将可视化存气筒体进行密封，以实现测量由油气水三相分离计量部分分离出的气体的体积，存气筒体排气管路贯穿所述计量活塞伸入所述可视化存气筒体内，在所述可视化存气筒体的顶端还设置有可视化存气筒体的气相色谱出口，所述可视化存气筒体的气相色谱出口通过气相色谱管路与所述气相色谱仪相连通。

2.根据权利要求1所述的一种可视化油气水分离计量实验装置，其特征在于：在所述气相计量管路上设置有气相计量阀门，在所述气体监测管路上设置有气体监测阀门，在所述可视化筒体的侧壁上设置有三相刻度标尺，在所述分离管路上设置有油相分离阀门，在所述产出液进液管路上设置有产出液阀门。

3.根据权利要求1所述的一种可视化油气水分离计量实验装置，其特征在于：在所述恒温进液管路上设置有恒温进液阀门，在所述恒温排液管路上设置有恒温排液阀门。

4.根据权利要求1所述的一种可视化油气水分离计量实验装置，其特征在于：在所述存储管路上设置有存储阀门，在所述泵入管路上设置有泵入阀门，在所述中间容器的下部一侧设置有中间容器排液管路，在所述中间容器排液管路上设置有中间容器排液阀门，在所述压力检测管路上设置有放空管路，在所述放空管路上设置有放空阀门。

5.根据权利要求1所述的一种可视化油气水分离计量实验装置，其特征在于：在所述可视化存气筒体的侧壁上设置有气相刻度标尺，在所述存气筒体排气管路上设置有存气筒体排气阀门，在所述气相色谱管路上设置有气相色谱控制阀门。

6.一种可视化油气水分离计量实验方法，其特征在于：按照下述步骤进行：

步骤1，打开恒温进液阀门和恒温排液阀门，以实现油气水三相分离计量部分和恒温加热部分的相连通，通过控制温控器，以实现油藏温度环境的控制；

步骤2，通过手摇泵将液压存储器内的流体经泵入阀门泵入中间容器中，产生的液压经由压力表到达回压阀中，以形成模拟油藏条件下的回压，打开产出液阀门将油气水三相分离计量部分和产出液计量部分相连通；

步骤3，将产出液计量部分产出的油气水混合流体经产出液阀门送入可视化筒体中进行油、气、水三相分离，在恒温加热部分的温度精确控制下，模拟油藏温度环境，经过重力作用，通过可视化筒体能够读出产出油相的体积，记录产出油相体积后，产出油相自分离管路排出，产出水相从产出液阀门流入产出液计量部分，流入烧杯内，通过天平，测量产出水相的质量，产出气相处于可视化筒体的上部，分别通过气体监测阀门和气相计量阀门的控制产出气相的具体走向；

步骤4，若只打开气体监测阀门，产出气相进入气体监测仪中，进而实时监测产出气相的流量和压力，若只打开气相计量阀门，则产出气相流入可视化存气筒体内，在产出气相的压力的推动下将计量活塞向下推动，并通过可视化存气筒体读出产出气相的体积，并实现对产出气体的存储；

步骤5，通过关闭气相分离计量部分里的气相计量阀门，并打开气相色谱控制阀门，推动计量活塞向上移动，产出气相进入气相色谱仪中，以实现气体组分的监测，待监测结束，打开存气筒体排气阀门将可视化存气筒体中的产出气相排空。

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