CN202421099U - 多孔介质中的稠油蒸汽蒸馏率测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多孔介质中的稠油蒸汽蒸馏率测量装置，解决了在多孔介质中进行稠油蒸汽蒸馏，因各种原因不能获得必要的蒸馏数据的不足。该装置主要包括蒸汽蒸馏反应器、注入系统及产出物分离计量系统；该装置模拟蒸汽驱油藏条件，使得稠油在多孔介质中实现蒸馏，其中轻组分汽化，将其导出进行冷凝，进而使稠油轻重组分得到分离，然后据分离气体、液体的量计算蒸馏率。该装置可用于稠油蒸汽蒸馏机理、蒸汽蒸馏率定量研究以及为蒸汽驱数值模拟提供所必需的实验数据。

Description

多孔介质中的稠油蒸汽蒸馏率测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种实验装置，具体的是模拟稠油在多孔介质中进行蒸汽蒸馏，进而测试稠油蒸汽蒸馏率的测试装置。

背景技术

蒸汽蒸馏已经用于化学和其它加工工业多年，但这些工业蒸汽蒸馏的反应室通常不是封装在多孔介质中。人们已经认识到原油在多孔介质中的蒸汽蒸馏是蒸汽驱获得高原油采收率的一个主要机理。对于各种原油，在蒸汽温度高达270℃进行实验，1961年Willman等人在《Journal of Petroleum Technology》期刊中“Laboratory Studies of Oil Recovery by Steam Injection”一文中报道了蒸汽蒸馏机理贡献的原油采收率占原油地质储量的5~19%。1968年据Farouq Ali在《Producers Monthly》期刊中“Practical Considerations in Steamflooding”一文中报道，蒸汽驱开采稠油采收率的5~l0%应归功于蒸汽蒸馏，而对于某些轻质油，蒸汽蒸馏的贡献可高达60%。1972年Volek和Pryor在《Journal of Petroleum Technology》期刊中“Steam Distillation Drive-Brea Field, California”一文中报道，在现场蒸汽蒸馏驱替试验中，蒸汽扫油区的残余油饱和度低于8%。

尽管蒸汽蒸馏机理在蒸汽驱工艺中的重要性已为人们所认识，但是定量数据和工艺参数对机理的影响却研究得不够。1971年Wu和Fulton在《SPE Journal》期刊中“Experimental Simulation of the Zones Preceding the Combustion Front of an In-Situ Combustion Process”一文中说明了：在有限蒸汽压0.69MPa条件下，研究了在就地燃烧工艺中的蒸汽区和裂解区中发生的蒸汽蒸馏和气提机理。1971年Jahnson等人在《Journal of Petroleum Technology》期刊中“Oil Vaporization During Steamflooding”一文中给出了在Wilcox填砂封装中对高API重度原油进行的两个过热蒸汽蒸馏实验的实验数据。在这些公布的研究中，实验都是在水平放置的线性填砂封装中进行的。在这种放置下，原油是在流体驱替和蒸汽蒸馏综合作用下生产出的。

近些年来，大量先进的模型已建立起来对蒸汽驱中复杂的传送过程进行模拟。然而这些模型忽略了重要的原油蒸汽蒸馏作用，以至于蒸馏数据或者严格的蒸馏模型都不可得。开展室内实验可以提供多孔介质中蒸汽蒸馏实验数据，这些实验数据是数值模拟所必需的。这些蒸汽蒸馏实验数据的获得亟需能够开展多孔介质中稠油蒸汽蒸馏实验装置。

发明内容

本实用新型是针对在多孔介质中进行稠油蒸汽蒸馏，因各种原因不能获得必要的蒸馏数据的不足，提供一种能够测量多孔介质中稠油蒸汽蒸馏率的装置，该装置可模拟蒸汽驱油藏中的蒸汽蒸馏过程，可用于稠油蒸汽蒸馏机理及蒸汽蒸馏率定量研究，为蒸汽驱数值模拟提供所必需的实验数据，为确定工艺参数对蒸馏率的影响提供科学的参数。

为实现上述发明目的，本申请采用的技术方案是：多孔介质中的稠油蒸汽蒸馏率测量装置，包括蒸汽蒸馏反应器、注入系统及产出物分离计量系统，所述注入系统包括注入泵、水活塞容器、油活塞容器及蒸汽发生器；产出物分离计量系统包括冷凝器、气液分离器、液体收集器、气体采样器、气体流量计及氮气瓶；其中注入系统中的注入泵与水活塞容器及油活塞容器之间分别设置管线，两管线上各设置相应的阀门，水活塞容器的顶部出口与蒸汽发生器的顶部入口之间管线连接，管线上设置阀门及压力表，蒸汽发生器的蒸汽出口与蒸汽蒸馏反应器的底部入口管线连接，其间设置阀门，油活塞容器的顶部出口与蒸汽蒸馏反应器的底部入口管线连接，管线上设置阀门；蒸汽蒸馏反应器的顶部出口与冷凝器管线连接，冷凝器出口管线插入到气液分离器内，气液分离器的底部液体出口下接液体接收器，气液分离器的气体出口插入到密封接收容器中，该密封接收容器置于水浴中，密封接收容器顶部出口管线连接气体取样器，气体取样器的另一端与气体流量计连接，在冷凝器出口管线上设置支路管线，该支路管线连接氮气瓶，并在该支路管线上分别设置压力表、减压阀及回压阀。

为了更好的控制整个蒸馏过程中的温度，该套装置还包括温度记录与控制器，该控制器分别与蒸馏发生器及蒸汽蒸馏反应器连接，另外还与蒸汽发生器的出口阀门连接，控制该阀门的开度。

有益效果：实验装置首先模拟稠油在多孔介质中进行蒸汽蒸馏，具体的是在蒸汽驱油实验过程中，参考油藏实际情况，将不同粒径石英砂和稠油填装在蒸汽蒸馏反应器下半部分，注入一定速度蒸汽至蒸汽蒸馏反应器上半部分，实现蒸汽流对液态油相的携带作用，达到蒸汽驱的目的，然后通过对蒸汽驱后的气态混合物体进行气液分离器，通过计量得到的液体及气体，计算蒸汽的蒸馏率，进一步进行温度、压力、流量等变化过程的在线监测，得到动态各采集量随时间变化曲线，获得各种实验数据，为蒸汽驱的研究提供有力的保证。

附图说明

图1是本申请测量装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步的说明：

由图1所示：多孔介质中的稠油蒸汽蒸馏率测量装置，包括蒸汽蒸馏反应器7、注入系统及产出物分离计量系统，所述注入系统包括注入泵1、水活塞容器2、油活塞容器3及蒸汽发生器5；产出物分离计量系统包括冷凝器8、气液分离器11、液体收集器12、气体采样器13、气体流量计16及氮气瓶15；其中注入系统中的注入泵1与水活塞容器2及油活塞容器3之间分别设置管线，两管线上各设置相应的阀门，水活塞容器2的顶部出口与蒸汽发生器5的顶部入口之间管线连接，管线上设置阀门及压力表4，蒸汽发生器5的蒸汽出口与蒸汽蒸馏反应器7的底部入口管线连接，其间设置阀门，油活塞容器3的顶部出口与蒸汽蒸馏反应器7的底部入口管线连接，管线上设置阀门；蒸汽蒸馏反应器7的顶部出口与冷凝器8管线连接，冷凝器8出口管线插入到气液分离器11内，气液分离器11的底部液体出口下接液体接收杯，气液分离器11的气体出口插入到密封接收容器中，该密封接收容器置于水浴14中，密封接收容器顶部出口管线连接气体取样器13，气体取样器13的另一端与气体流量计16连接，在冷凝器8出口管线上设置支路管线，该支路管线连接氮气瓶15，并在该支路管线上分别设置压力表、减压阀9及回压阀10。

为了更好的控制整个蒸馏过程中的温度，该套装置还包括温度记录与控制器6，该控制器6分别与蒸馏发生器5及蒸汽蒸馏反应器7连接，另外还与蒸汽发生器的出口阀门连接，控制该阀门的开度。

 多孔介质稠油蒸汽蒸馏室内模拟实验，具体按照下列步骤进行：

a、按照实验设计要求选择不同粒径石英砂，填装在蒸汽蒸馏反应器下半部分，填砂目数及压实程度需满足实验要求的孔隙度和渗透率；

b、将蒸汽蒸馏反应器抽真空饱和水，测量孔隙体积和孔隙度，在实验温度条件下用稠油油样驱替，建立原始含油饱和度；

c、按照图1所示的流程连接好蒸汽蒸馏反应器、蒸汽发生器、冷凝器、气体取样器以及注入与采出单元等；

d、根据实验设计要求设置好蒸汽蒸馏反应器温度以及蒸汽发生器温度；

e、待温度达到要求后，进行多孔介质中稠油蒸汽蒸馏实验，在蒸汽驱替过程中根据实验设计要求测定不同蒸汽注入速度对蒸汽蒸馏率影响以及不同温度、压力等参数随时间变化曲线。

Claims (2)

1.多孔介质中的稠油蒸汽蒸馏率测量装置，包括蒸汽蒸馏反应器、注入系统及产出物分离计量系统，其特性在于：所述注入系统包括注入泵、水活塞容器、油活塞容器及蒸汽发生器；产出物分离计量系统包括冷凝器、气液分离器、液体收集器、气体采样器、气体流量计及氮气瓶；其中注入系统中的注入泵与水活塞容器及油活塞容器之间分别设置管线，两管线上各设置相应的阀门，水活塞容器的顶部出口与蒸汽发生器的顶部入口之间管线连接，管线上设置阀门及压力表，蒸汽发生器的蒸汽出口与蒸汽蒸馏反应器的底部入口管线连接，其间设置阀门，油活塞容器的顶部出口与蒸汽蒸馏反应器的底部入口管线连接，管线上设置阀门；蒸汽蒸馏反应器的顶部出口与冷凝器管线连接，冷凝器出口管线插入到气液分离器内，气液分离器的底部液体出口下接液体接收器，气液分离器的气体出口插入到密封接收容器中，该密封接收容器置于水浴中，密封接收容器顶部出口管线连接气体取样器，气体取样器的另一端与气体流量计连接，在冷凝器出口管线上设置支路管线，该支路管线连接氮气瓶，并在该支路管线上分别设置压力表、减压阀及回压阀。

2.根据权利要求1所述的多孔介质中的稠油蒸汽蒸馏率测量装置，其特性在于：该套装置还包括温度记录与控制器，该控制器分别与蒸馏发生器及蒸汽蒸馏反应器连接，另外还与蒸汽发生器的出口阀门连接。

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