CN114113458A - 一种评价酸化互溶剂互溶率的试验装置及使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种酸化互溶剂互溶率的试验装置和方法，装置包括光源组件、磁力搅拌组件、感应器组件和滴定组件。本发明用自动滴定、统一的状态感应识别、自动累计换算、三相图绘制等程序化设置替代人工操作，降低人员误差对试验结果的影响，可确保试验方法的可操作性和先进性，提高互溶剂互溶率定量测定结果的准确性和检测工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及酸化用互溶剂应用性能评价技术领域，具体地说是一种用于评价酸化互溶剂互溶率的试验装置及使用方法
背景技术
为确保酸化实施效果，低渗油藏酸化工作液中常添加不同功能的油田化学剂。添加酸化互溶剂(以下称为互溶剂)是为了保持地层的水润湿性，提高油相渗透率，降低水相渗透率；减少酸化缓蚀剂等对油层的吸附伤害；防止酸化时淤渣形成；具有增溶防乳化的作用，能防止和解除油酸乳化，可促使残酸与原油在界面接触处的相互溶解而不形成乳状液，进一步利于残酸酸液尽快返排。因此，客观评价互溶剂的互溶性能水平非常重要。目前，用于评价互溶剂互溶性能的方法主要有两种，一种是在Q/SHCG 43-2012《酸化互溶剂技术要求》、Q/SH1020 1992－2017《酸化互溶剂通用技术条件》中样品与盐酸溶液、煤油的定性试验方法；一种是在SY/T 5754-2016《油田酸化互溶剂性能评价方法》中样品与蒸馏水、煤油的组成体系关系的定量试验方法：煤油量固定，变化水和互溶剂来表示体系的相态关系，绘制三组分相图，通过三相图中互溶区和三相图总面积对比得出互溶率。定性试验方法可以快速看出互溶剂产品的互溶性能趋势，在现场应用比较多，而在室内为获得互溶剂产品能力水平则多选择采用定量滴定的试验方法。由于定量滴定的方法在操作过程中，类同的重复操作步骤有10组，易出现漏滴现象，一旦漏滴只能从第一步重新开始，影响检验工作效率；再有存在人员对体系清、浊点判断差异，尤其是混浊点是由近透明-半透明-不透明变化的过程，人员判断差异造成对应滴定体积存在一定差别，对互溶率试验结果重复性产生明显影响；还有三相图为手工绘制，异常点根据经验剔除，取点准确性与绘制互溶区两相区的界限位置相关，些许偏移都会对互溶率试验结果产生明显影响。因此，采用相应的科学技术手段代替或升级现有人工操作成为互溶性能评价技术发展的必然趋势。
在现有技术中，CN203275258U公开了一种酸化试验装置，具体涉及岩心酸化流动试验装置，包括注入泵、中间容器、夹持器、环压泵、回压阀、天平、回压缓冲器和回压泵，所述注入泵与中间容器连接，所述中间容器与夹持器连接，所述夹持器分别与环压泵和回压阀连接，所述回压阀连接天平，所述回压阀与回压缓冲器连接，所述回压缓冲器与回压泵连接，所述夹持器通过三通阀分别设有进口端和出口端。本实用新型可在模拟地层压力、地层温度的条件下能够很好地对液体渗透率测定、地层敏感性评价、采油工艺研究和提高采收率研究。但上述对比文件不是酸化互溶剂的实验装置，也没有用于互溶剂实验的专门构造。
CN111057534A公开了一种乳化液酸化增产、增注剂及其制备和使用方法，其包括一种互溶剂，所述乳化液酸化增产、增注剂包括主剂及辅剂，辅剂包括洗井液、前置液、后置液和顶替液；顶替液与洗井液的成分相同；主剂中包括主剂助溶剂、防垢剂、螯合剂、铁离子稳定剂、乳化剂和主剂互溶剂；洗井液中包括表面活性剂、防垢剂、螯合剂和铁离子稳定剂；前置液中包括辅剂助溶剂、辅剂互溶剂、表面活性剂、防垢剂、螯合剂和铁离子稳定剂；后置液中包括辅剂助溶剂、辅剂互溶剂、表面活性剂、防垢剂、螯合剂和铁离子稳定剂。但上述对比文件不涉及互溶剂的试验装置，也没有涉及互溶剂互溶率的检测。
CN111335864A公开了一种高渗非均质砂岩储层转向酸化方法，其涉及一种互溶剂，该方法通过依次向地层中注入预处理液A、转向剂B、解堵液C、向井筒中注入顶替液D，再关井150min后开井生产，其根据重量百分比，预处理液A由3～15％无机解堵剂、0.5～ 2％缓蚀剂、0.5～2％离子稳定剂及0.5～2％互溶剂组成；转向剂B由0.05～0.1％阳离子聚合物、0.05～5％桥接剂、0.05～1％pH调节剂及0.05～0.5％缓蚀剂组成；解堵液C 由5～20％硅质处理剂、0.5～2％缓蚀剂、0.5～2％离子稳定剂及0.5～2％互溶剂组成；顶替液D为清水或1～3％氯化铵溶液。但上述对比文件不是互溶剂互溶率的试验装置。
因此，在文献全类型的检索过程中，未检索到相关的专利文献和非专利文献。
发明内容
本发明的目的在于提供一种酸化互溶剂互溶率的试验装置和使用方法，用于评价互溶剂的互溶能力，可以实现互溶率试验操作过程中清、浊状态统一判定、自动识别，减少记录并累计蒸馏水、煤油、互溶剂用量，提高可操作性和结果准确性，同时提高检测工作效率。
本发明公开了一种用于评价酸化互溶剂互溶率的试验装置，其特征在于，该试验装置可以实现滴定、计算、绘图功能，具体结构包括光源组件、磁力搅拌组件、感应器组件、滴定组件内置的状态识别处理程序、自动滴定程序、累计换算程序、三相图绘制程序。
所述光源组件，由可见光光源及发射的光束构成，通过光源控制开关打开和关闭。
所述磁力搅拌组件为测试杯搅拌控制器，开启后可控转速下搅拌，使滴定体系同条件下混合均匀。其中，滴定体系为有定量煤油及按照试验操作步骤交替滴加蒸馏水、互溶剂样品的混合溶液。所述磁力搅拌组件在光源组件之上，光束可通过垂直孔道透过盛放有滴定体系的测试杯，打开搅拌开关调速可实现盛放有滴定体系的测试杯匀速搅拌。
所述感应器组件，由感应滴定体系状态变化的识别感应板、连接滴定体系清或浊状态变化的处理器、滴定体系状态对应各步骤体积自动记录功能的计数器。所述状态识别感应板在盛放有滴定体系的测试杯之上，可感应测试杯水平摆动的范围。所述滴定体系状态处理器将感应的状态识别后确定清、浊状态，滴定体系状态计数器按照各滴定步骤顺序滴定并计数。
所述滴定组件，由250mL高型石英测试杯、盛放蒸馏水及互溶剂样品的滴定瓶、连接滴定瓶的配套自动滴定管、控制蒸馏水及互溶剂样品滴定管的传输部件组成。其中滴定组件中的250mL高型石英测试杯部分在通过有光源孔的搅拌组件内。所述盛放蒸馏水及互溶剂样品的滴定瓶在感应器组件的识别感应板之上，有配套的自动滴定管。所述控制蒸馏水及互溶剂样品滴定管的传输部件传输滴定体系状态、蒸馏水及互溶剂样品的滴定体积量。
所述状态识别处理程序，将感应的滴定体系状态与内置标准的清澈、浑浊状态对比，确定相同状态的判断点，并将传输的蒸馏水及互溶剂样品的滴定体积量判断对应耗用互溶剂样品、蒸馏水的体积。
所述自动滴定程序，按照设定操作步骤与滴定组件进行试验，各步骤固定加入蒸馏水、互溶剂样品量如表1所示(表中蒸馏水、煤油、互溶剂样品的固定加量为通过标准样品试验选择确定)，通过感应识别状态后，调整对应的滴定步骤进行试验。
所述累计换算程序，将滴定体系各计数器中数据输入密度、体积与质量换算的数学模型，显示每个操作步骤中蒸馏水、互溶剂样品、煤油的体积及对应的质量，并换算累计后所占总质量的分数。
所述三相图绘制程序，建立煤油、蒸馏水、互溶剂样品三相图绘制程序，将三相换算所占总质量的分数导入，在内置三相图上绘制相图中曲线，通过煤油、蒸馏水、互溶剂所占质量分数绘制三相图按照相线分割所占面积得出互溶区所占质量分数，输出互溶率试验结果。
本发明公开了一种评价酸化互溶剂互溶率试验装置的使用方法，该方法具体包括以下步骤：
(1)打开互溶剂互溶率试验装置电源开关预热，点击窗口显示的互溶率滴定图标，打开可见光光源开关，确认光束正常。打开感应器开关。
(2)用移液管取定量煤油放入干燥洁净的测试杯中，置于搅拌控制器上，打开开关调整转速，调整测试杯位置，确保光束可由光束通道从测试杯底部通过；在滴定组件两个滴定瓶中分别加入蒸馏水、互溶剂样品，静置适宜的时间，确保滴定瓶中无气泡、滴定管液面稳定。
(3)点击滴定，蒸馏水、互溶剂样品按照滴定程序设定的顺序步骤滴加蒸馏水、互溶剂样品。
(4)识别状态传输部件、控制蒸馏水及互溶剂样品滴定管及滴定体积的传输部件将识别感应板按识别的滴定体系清澈或混浊状态、记录耗用蒸馏水及互溶剂样品体积传输并记录于表1对应位置，每一步骤蒸馏水、互溶剂样品、煤油都通过识别状态传输部件与控制蒸馏水及互溶剂样品滴定管及滴定体积的传输部件自动累计体积并记录于表1中对应位置。
(5)10组滴定步骤结束后，点击换算，分别输入蒸馏水、煤油、互溶剂样品的密度，对应换算出三相每一步骤质量及所占体系总质量的质量分数。
(6)点击三相图绘制，将计算的蒸馏水、煤油、互溶剂样品所占体系总质量的质量分数在三相图中自动显示并连成曲线，根据曲线分割所占面积得出互溶区所占质量分数，显示互溶率结果。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
1、感应和对比滴定体系清、浊点状态，实现状态的统一、准确，提高清、浊状态判定准确程度，提高互溶率定量评价结果准确性；
2、定速搅拌，实现互溶剂、蒸馏水、煤油的同条件均匀混合；
3、设定蒸馏水、互溶剂加入顺序及加入量程序化，降低漏滴风险，提高类同操作效率；
4、实现蒸馏水、互溶剂、煤油体积换算质量及质量自动累计，减少人员多步骤计算，提高检验工作效率。
5、三相图自动绘制，降低人工绘制的误差，提高互溶率定量评价结果准确性。
用自动滴定、统一的状态感应识别、自动累计换算、三相图绘制等程序化设置替代人工操作，降低人员误差对试验结果的影响，可确保试验方法的可操作性和先进性，提高互溶剂互溶率定量测定结果的准确性和检测工作效率。
附图说明
附图1为本发明的一种评价酸化互溶剂互溶率试验装置的结构示意图，
附图2为通过本发明所述酸化互溶剂互溶率方法得出的一个实施例中蒸馏水、煤油、互溶剂样品所占体系总质量的三相图。
附图标记如下：光源开关1、搅拌控制器2、光束通道3、测试杯4、识别感应板5、滴定组件6、控制蒸馏水及互溶剂样品滴定管及滴定体积的传输部件7、识别状态传输部件8、互溶率试验装置电源开关9、感应器开关10、滴定按钮11、累计换算按钮12、三相图绘制按钮13。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本发明所述种酸化互溶剂互溶率的试验装置包括以下部分：
光源组件，由可见光光源及发射的光束构成，通过光源控制开关打开和关闭。
磁力搅拌组件，在本实施例中，磁力搅拌组件为测试杯搅拌控制器，开启后可控转速下搅拌，使滴定体系同条件下混合均匀。其中，滴定体系为有定量煤油及按照试验操作步骤交替滴加蒸馏水、互溶剂样品的混合溶液。所述磁力搅拌组件在光源组件之上，光束可通过垂直孔道透过盛放有滴定体系的测试杯，打开搅拌开关调速可实现盛放有滴定体系的测试杯匀速搅拌。
感应器组件，在本实施例中，感应器组件包括感应滴定体系状态变化的识别感应板、连接滴定体系清或浊状态变化的处理器、滴定体系状态对应各步骤体积自动记录功能的计数器。所述状态识别感应板在盛放有滴定体系的测试杯之上，可感应测试杯水平摆动的范围。所述滴定体系状态处理器将感应的状态识别后确定清、浊状态，滴定体系状态计数器按照各滴定步骤顺序滴定并计数。
滴定组件，在本实施例中，滴定组件由250mL高型石英测试杯、盛放蒸馏水及互溶剂样品的滴定瓶、连接滴定瓶的配套自动滴定管、控制蒸馏水及互溶剂样品滴定管的传输部件组成。其中滴定组件中的250mL高型石英测试杯部分在通过有光源孔的搅拌组件内。所述盛放蒸馏水及互溶剂样品的滴定瓶在感应器组件的识别感应板之上，有配套的自动滴定管。所述控制蒸馏水及互溶剂样品滴定管的传输部件传输滴定体系状态、蒸馏水及互溶剂样品的滴定体积量。
试验过程包括以下步骤：
(1)打开互溶剂互溶率试验装置电源开关9充分预热，点击窗口显示的互溶率滴定图标，打开可见光光源开关1，确认光束正常。打开感应器开关10。
(2)用移液管取煤油2mL放入干燥洁净的250mL测试杯4中，置于搅拌控制器2 上，打开搅拌控制器2的开关，调整测试杯4位置，确保光束可由光束通道3从测试杯4 底部通过；在滴定组件6的两个滴定瓶中分别加入蒸馏水、互溶剂样品，静置10min，确保滴定瓶中无气泡、滴定管液面稳定。
(3)点击滴定按钮11，蒸馏水、互溶剂样品按照滴定程序设定顺序步骤滴加蒸馏水、互溶剂样品。
(4)识别状态传输部件8、控制蒸馏水及互溶剂样品滴定管及滴定体积的传输部件7 将识别感应板5按识别的滴定体系清澈或混浊状态、记录耗用蒸馏水及互溶剂样品体积传输并记录，每一步骤蒸馏水、互溶剂样品、煤油都都通过识别状态传输部件8与控制蒸馏水及互溶剂样品滴定管及滴定体积的传输部件7自动累计体积，数据参见表1。
表1互溶率测定试验各步骤定量加入水、互溶剂样品量
(5)10组滴定步骤结束后，点击累计换算按钮12，分别输入蒸馏水、煤油、互溶剂样品密度，对应换算出三相每一步骤质量及所占体系总质量的质量分数。
(6)点击三相图绘制按钮13，将计算的蒸馏水、煤油、互溶剂样品所占体系总质量的质量分数在三相图中自动显示并连成曲线，根据曲线分割所占面积得出互溶区所占质量分数，显示互溶率结果，参见图2。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种酸化互溶剂互溶率的试验装置，其特征在于：包括光源组件、磁力搅拌组件、感应器组件和滴定组件。
2.如权利要求1所述的酸化互溶剂互溶率的试验装置，其特征在于：所述光源组件包括开关。
3.如权利要求1所述的酸化互溶剂互溶率的试验装置，其特征在于：所述磁力搅拌组件包括测试杯搅拌控制器。
4.如权利要3所述的酸化互溶剂互溶率的试验装置，其特征在于：所述磁力搅拌组件设置在所述光源组件上方。
5.如权利要求1所述的酸化互溶剂互溶率的试验装置，其特征在于：所述感应器组件包括识别感应板、处理器和计数器。
6.如权利要求1所述的酸化互溶剂互溶率的试验装置，其特征在于：所述滴定组件包括石英测试杯、滴定瓶、自动滴定管和传输部件。
7.一种酸化互溶剂互溶率的试验方法，其使用如权利要求1-6任一所述的酸化互溶剂互溶率的试验装置，包括如下步骤：
(1)充分预热，点击窗口显示的互溶率滴定图标，打开光源组件，确认光束正常，打开感应器组件，
(2)用移液管取煤油放入滴定组件中，将滴定组件中的测试杯置于磁力搅拌组件上，打滴定开磁力搅拌组件的开关，调整测试杯位置，确保光束可从测试杯底部通过；在滴定组件的两个滴定瓶中分别加入蒸馏水、互溶剂样品，静置，确保滴定瓶中无气泡、滴定管液面稳定，
(3)点击滴定按钮，蒸馏水、互溶剂样品按照滴定程序设定顺序步骤滴加蒸馏水、互溶剂样品，
(4)感应板按识别的滴定体系清澈或混浊状态、记录耗用蒸馏水及互溶剂样品体积传输并记录，识别传输部件，
(5)滴定结束后，点击换算，分别输入蒸馏水、煤油、互溶剂样品的密度，对应换算出三相每一步骤质量及所占体系总质量的质量分数，
(6)点击三相图绘制，将计算的蒸馏水、煤油、互溶剂样品所占体系总质量的质量分数在三相图中自动显示并连成曲线，根据曲线分割所占面积得出互溶区所占质量分数，显示互溶率结果。
8.如权利要求7所述的酸化互溶剂互溶率的试验方法，其特征在于：蒸馏水、互溶剂样品、煤油多次滴定，每次滴定蒸馏水、互溶剂样品、煤油都自动累计体积并记录。
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