CN210294010U - 一种油田腐蚀测定用气体实时配制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种油田腐蚀测定用气体实时配制装置。所述装置包括用管路顺序连接的气体单质气瓶(1)、气体流量控制模块(2)、气体增压泵(3)和高压气体储罐(5)，以及通过管路与气体增压泵(3)连接的空气压缩机(4)。本实用新型的油田腐蚀测定用气体实时配制装置，将气体单质气瓶、气体流量控制模块、气体增压泵、配套空气压缩机和高压气体储罐组合起来，使本实用新型的装置能够根据腐蚀测定要求快速、实时的配制腐蚀气体，减少气体配制时间，提高腐蚀测量效率，从而达到简化操作、降本增效的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及油气开采领域，具体的说，本实用新型涉及一种油田腐蚀测定用气体实时配制装置。
背景技术
随着石油开采量的增加，其开采难度越来越大，开采技术也随之不断提高，在经历了一次、二次采油后,油井逐渐进入高含水期，导致水驱采收率不高,但仍会有大量的原油残留在地层中,这就需要迫切的深入研究提高此类油藏采收率的方法。注气已被证明是一种高效的提高采收率技术，传统的注氮气和注天然气存在气源不足且成本高的问题，应用范围受限。随着技术的发展，越来越多的注气手段应用到油田开发中。比如注CO2和注减氧空气等新采油技术。
CO2驱是通过将CO2注入枯竭或开采到后期的油气田可以把残留的油气推出，达到提高采收率的目的；注减氧空气成本廉价，会与地下原油发生低温氧化反应，一定程度上降低了原油粘度，降低了开采难度，同时含氧约为10％的减氧空气安全系数比纯空气高，降低注空气的风险。
此外，还有火烧油层、SAGD等接替开发技术。这些技术在延长油田开采寿命、提高采收率方面发挥了重要作用，但同时也带来了新的问题：油井管柱腐蚀严重。
无论是注CO2还是注空气，腐蚀都比较严重。CO2本身是酸性腐蚀气体，空气中的氧气会加剧腐蚀；火烧油层温度较高，同时尾气中也含有大量CO2。这些因素会引起井下管柱的全面腐蚀和严重的局部腐蚀，甚至造成油管的腐蚀断裂，导致管柱趋于报废，缩短油气井的使用寿命，造成巨大的经济损失。同时油套管管壁被氧化产生的氧化物脱落沉积在井底堵塞孔道，导致气体注不进去。
为解决油田现场严重的腐蚀问题，需要对各种现场工况条件下的腐蚀进行测定。测定时先配制与现场成分相同的腐蚀气体，连同现场的腐蚀液体打入测试釜中，根据现场的温度压力设定测试釜的温度压力，挂入腐蚀挂片或接入腐蚀电感探针，进而测定腐蚀速率。
由于现场情况千差万别，不同的开发方式更是差异巨大，因此每次测定时都要先配制腐蚀气体，费时费力，效率低下，不能及时满足现场腐蚀速率测定和腐蚀评价的需求。目前尚无装置能够快速、实时地配制油田现场的腐蚀气体，提高腐蚀测定效率，满足油田现场需求。
实用新型内容
本实用新型的一个目的在于提供一种油田腐蚀测定用气体实时配制装置；本实用新型的装置能够根据油田现场的腐蚀情况，实时配制腐蚀气体以供测定使用，减少测定时间，简化测定过程，提高效率。
本实用新型的另一目的在于提供一种配制油田腐蚀测定用气体的方法。
为达上述目的，一方面，本实用新型提供了一种油田腐蚀测定用气体实时配制装置，其中，所述装置包括用管路顺序连接的气体单质气瓶1、气体流量控制模块2、气体增压泵3和高压气体储罐5，以及通过管路与气体增压泵3连接的空气压缩机4。
气体流量控制模块的输出管路可以与气体增压泵相连，所述气体增压泵出口压力大于20MPa±0.5MPa，气体增压泵与配套空气压缩机能够将气体流量控制模块输送过来的气体进行增压。一方面用于满足下一步高压条件下腐蚀的测量，另一方面便于气体的储存和使用。
根据本实用新型一些具体实施方案，其中，在气体流量控制模块2与气体增压泵 3之间的管路上设置第一阀门81，在气体增压泵3和高压气体储罐5之间的管路上设置第二阀门82。
根据本实用新型一些具体实施方案，其中，所述装置还包括气体减压流量控制器6，所述气体减压流量控制器6通过管路与高压气体储罐5连接。
根据本实用新型一些具体实施方案，其中，所述装置还包括腐蚀速率测试装置10，所述腐蚀速率测试装置10通过管路与气体减压流量控制器6连接。
气体增压泵与高压气体储罐相连，所述高压气体储罐承压25MPa，能储存增压后的高压气体。经过混合的待测气体经增压泵增压后直接打入高压储罐中储存。高压储罐之后与多相介质高温高压腐蚀速率测试装置(专利号ZL201410493957.4)相连接，以便进一步进行腐蚀测试实验。
根据本实用新型一些具体实施方案，其中，在高压气体储罐5和气体减压流量控制器6之间的管路上设置第三阀门83。
根据本实用新型一些具体实施方案，其中，所述装置还包括分别设置在气体增压泵3和高压气体储罐5上的压力表91，92。
根据本实用新型一些具体实施方案，其中，所述气体流量控制模块2包括1-4个气体流量控制器21，气体单质气瓶1数量与气体流量控制器相同，且气体单质气瓶与气体流量控制器通过管路一一对应连接；各气体流量控制器通过管路汇集后与气体增压泵3连接。
根据本实用新型一些具体实施方案，其中，所述气体单质气瓶1包括氧气瓶11、氮气瓶12、甲烷气瓶13和二氧化碳气瓶14；所述气体流量控制模块2包括氧气流量控制器211、氮气流量控制器212、甲烷流量控制器213和二氧化碳流量控制器214；氧气瓶11、氮气瓶12、甲烷气瓶13和二氧化碳气瓶14分别通过管路与氧气流量控制器211、氮气流量控制器212、甲烷流量控制器213和二氧化碳流量控制器214一一对应连接。
其中可以理解的是，本实用新型所述的一一对应连接，是指相应的气体瓶和相应气体的流量控制器进行连接；譬如氧气瓶11和氧气流量控制器211连接，氮气瓶12 和氮气流量控制器212连接，甲烷气瓶13和甲烷流量控制器213连接，二氧化碳气瓶14和二氧化碳流量控制器214连接。
所述气体单质气瓶为市售高纯气体，气体种类可根据现场实际情况选择，以测定火烧油层尾气对管柱的腐蚀为例，气体单质气瓶选择为氧气、氮气、甲烷和二氧化碳四种，每个气瓶配套对应的气体减压表，减压范围0-2.5MPa。
每个气体单质气瓶通过气体管路与气体流量控制器连接，所述气体流量控制模块集成了数个数显式气体流量控制器，气体流量控制器与气体单质气瓶一一对应，气体流量控制器可在25mln/min-10ln/min的范围内控制气体流量。每种气体经气体流量控制器调节流速后，均输入气体流量控制模块的输出管路，这些气体在输出管路中混合后统一输出。气体流量控制模块能够单独控制每个气体单质的流速，对每种气体设定不同的流速从而控制输出的混合气体中每一种单一气体成本的比例，实现了气体的实时配制。
根据本实用新型一些具体实施方案，其中，在每个气体单质气瓶1上还设置减压表7，所述气体单质气瓶1通过管路经由减压表7与气体流量控制器21连接。
根据本实用新型一些具体实施方案，其中，所述高压气体储罐5设置能够与外界连通的第四阀门84，在气体流量控制模块2和气体增压泵3之间的管路上设置能够与外界连通的第五阀门85。
另一方面，本实用新型还提供了利用本实用新型任意一项所述的油田腐蚀测定用气体实时配制装置配制油田腐蚀测定用气体的方法。
根据本实用新型一些具体实施方案，其中，当所述装置包括氧气瓶11、氮气瓶 12、甲烷气瓶13、二氧化碳气瓶14、气体流量控制模块2、气体增压泵3、高压气体储罐5、空气压缩机4、气体减压流量控制器6、以及腐蚀速率测试装置10时；所述气体流量控制模块2包括氧气流量控制器211、氮气流量控制器212、甲烷流量控制器213和二氧化碳流量控制器214；所述方法包括如下步骤：
(1)打开氧气瓶11、氮气瓶12、甲烷气瓶13、和二氧化碳气瓶14；
(2)打开气体流量控制模块2，分别使用氧气流量控制器211、氮气流量控制器212、甲烷流量控制器213和二氧化碳流量控制器214控制四种气体的流速；
(3)待各气体流速稳定后，打开空气压缩机4，启动气体增压泵3，将混合后的气体打入高压气体储罐5；
(4)待高压气体储罐5中的压力达到设定压力后，关闭气体增压泵3，关闭气体流量控制模块2，关闭各个气瓶；
(5)通过气体减压流量控制器6将高压气体储罐5内的气体输送至腐蚀速率测试装置10进行腐蚀评价实验。
根据本实用新型一些具体实施方案，其中，当所述装置还包括减压表7、第一阀门81、第二阀门82、第三阀门83、第四阀门84、和第五阀门85时，所述方法包括如下步骤：
(1)打开氧气瓶11、氮气瓶12、甲烷气瓶13、和二氧化碳气瓶14，调节减压表7，将输出压力统一设定为0.5MPa±0.1MPa；
(2)打开气体流量控制模块2，打开第五阀门85，关闭第一阀门81，分别使用氧气流量控制器211、氮气流量控制器212、甲烷流量控制器213和二氧化碳流量控制器214设定四种气体的流速，氧气流速设定为50mL/min、氮气流速设定为100 mL/min、甲烷流速设定为75mL/min、二氧化碳流速设定为1025mL/min；
(3)待各气体流速稳定后，打开第一阀门81和第二阀门82，关闭第五阀门85 和第四阀门84，打开空气压缩机4，启动气体增压泵3，将混合后的气体打入高压气体储罐5；
(4)待高压气体储罐5中的压力达到20MPa±0.5MPa时，关闭气体增压泵3，关闭第二阀门82和第一阀门81，打开第五阀门85，关闭气体流量控制模块2，关闭各个气瓶，将减压表7输出压力调至0MPa；
(5)打开第三阀门83，通过气体减压流量控制器6将高压气体储罐5内的气体输送至腐蚀速率测试装置10进行腐蚀评价实验。
综上所述，本实用新型提供了一种油田腐蚀测定用气体实时配制装置。本实用新型的装置具有如下优点：
本实用新型的油田腐蚀测定用气体实时配制装置，将气体单质气瓶、气体流量控制模块、气体增压泵、配套空气压缩机和高压气体储罐组合起来，使本实用新型的装置能够根据腐蚀测定要求快速、实时的配制腐蚀气体，减少气体配制时间，提高腐蚀测量效率，从而达到简化操作、降本增效的目的。
附图说明
图1为本实用新型实施例1和实施例2的装置示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施例详细说明本实用新型的实施过程和产生的有益效果，旨在帮助阅读者更好地理解本实用新型的实质和特点，不作为对本案可实施范围的限定。
实施例1
辽河油田杜84区块火驱后生产井产出气腐蚀测定实施例：
辽河油田杜84区块实施火烧油层的开采方式，为测定火烧后产出井的腐蚀情况，需要在模拟现场实际工况条件的情况下进行管柱材质的耐腐性能评价实验。经过测定，杜84区块现场生产井产出气的成分为氧气含量4％、氮气含量8％、甲烷含量6％和二氧化碳82％。使用本实用新型实时配制与杜84区块生产井尾气组分相同的腐蚀气体。
装置如图1所示：
所述装置包括用管路顺序连接的气体单质气瓶1、气体流量控制模块2、气体增压泵3和高压气体储罐5、通过管路与气体增压泵3连接的空气压缩机4、气体减压流量控制器6、和腐蚀速率测试装置10，气体减压流量控制器6通过管路与高压气体储罐5连接，腐蚀速率测试装置10通过管路与气体减压流量控制器6连接。在气体流量控制模块2与气体增压泵3之间的管路上设置第一阀门81，在气体增压泵3和高压气体储罐5之间的管路上设置第二阀门82，在高压气体储罐5和气体减压流量控制器6之间的管路上设置第三阀门83。在气体增压泵3和高压气体储罐5上分别设置压力表91，92。所述气体单质气瓶1包括氧气瓶11、氮气瓶12、甲烷气瓶13 和二氧化碳气瓶14；所述气体流量控制模块2包括氧气流量控制器211、氮气流量控制器212、甲烷流量控制器213和二氧化碳流量控制器214；氧气瓶11、氮气瓶12、甲烷气瓶13和二氧化碳气瓶14分别通过管路与氧气流量控制器211、氮气流量控制器212、甲烷流量控制器213和二氧化碳流量控制器214一一对应连接；各气体流量控制器通过管路汇集后与气体增压泵3连接。在每个气体单质气瓶1上还设置减压表 7，所述气体单质气瓶1通过管路经由减压表7与气体流量控制器21连接。高压气体储罐5设置能够与外界连通的第四阀门84，在气体流量控制模块2和气体增压泵3 之间的管路上设置能够与外界连通的第五阀门85。
使用上述装置配制气体：
第一步，打开氧气、氮气、甲烷和二氧化碳气瓶，调节减压表，将输出压力统一设定为0.5MPa。
第二步，打开气体流量控制模块，打开第五阀门85，关闭第一阀门81。分别使用氧气、氮气、甲烷和二氧化碳的数显式气体流量控制器设定四种气体的流速。氧气流速设定为50mL/min、氮气流速设定为100mL/min、甲烷流速设定为75mL/min、二氧化碳流速设定为1025mL/min。
第三步，待各气体流速稳定后，打开第一阀门81和第二阀门82，关闭第五阀门 85和第四阀门84，打开空气压缩机，启动增压泵。将混合后的气体打入高压气体储罐。
第四步，待高压气体储罐中的压力达到20MPa时，关闭增压泵，关闭第二阀门 82和第一阀门81，打开第五阀门85。之后关闭气体流量控制模块，关闭各个气瓶，将减压表输出压力调至0MPa。
第五步，打开第三阀门83，通过气体减压流控器将气体输送至多相介质高温高压腐蚀速率测试装置(专利号ZL201410493957.4)进行之后的腐蚀评价实验。
实施例2
辽河油田沈625区块减氧空气驱注入井腐蚀情况测定实施例：
辽河油田沈625区块实施减氧空气驱的开采方式，为测定注气井的腐蚀情况，需要在模拟现场实际工况条件的情况下进行管柱材质的耐腐性能评价实验。经过测定，沈625区块现场注入气体的成分为氧气含量10％、氮气含量90％。使用本实用新型实时配制与沈625区块注入气体组分相同的腐蚀气体。
装置与实施例1相同，使用如图1所示的装置配制气体：
第一步，打开氧气、氮气气瓶，调节减压表，将输出压力统一设定为0.5MPa。
第二步，打开气体流量控制模块，打开第五阀门85，关闭第一阀门81。分别使用氧气、氮气的数显式气体流量控制器设定两种气体的流速。氧气流速设定为120 mL/min、氮气流速设定为1080mL/min。
第三步，待各气体流速稳定后，打开第一阀门81和第二阀门82，关闭第五阀门 85和第四阀门84，打开空气压缩机，启动增压泵。将混合后的气体打入高压气体储罐。
第四步，待高压气体储罐中的压力达到20MPa时，关闭增压泵，之后关闭第二阀门82和第一阀门81，打开第五阀门85。之后关闭气体流量控制模块，关闭各个气瓶，将减压表输出压力调至0MPa。
第五步，打开第三阀门83，将气体输送至多相介质高温高压腐蚀速率测试装置(专利号ZL201410493957.4)进行之后的腐蚀评价实验。
Claims (10)
1.一种油田腐蚀测定用气体实时配制装置，其特征在于，所述装置包括用管路顺序连接的气体单质气瓶(1)、气体流量控制模块(2)、气体增压泵(3)和高压气体储罐(5)，以及通过管路与气体增压泵(3)连接的空气压缩机(4)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在气体流量控制模块(2)与气体增压泵(3)之间的管路上设置第一阀门(81)，在气体增压泵(3)和高压气体储罐(5)之间的管路上设置第二阀门(82)。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括气体减压流量控制器(6)，所述气体减压流量控制器(6)通过管路与高压气体储罐(5)连接。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括腐蚀速率测试装置(10)，所述腐蚀速率测试装置(10)通过管路与气体减压流量控制器(6)连接。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，在高压气体储罐(5)和气体减压流量控制器(6)之间的管路上设置第三阀门(83)。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括分别设置在气体增压泵(3)和高压气体储罐(5)上的压力表(91，92)。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气体流量控制模块(2)包括1-4个气体流量控制器(21)，气体单质气瓶(1)数量与气体流量控制器相同，且气体单质气瓶与气体流量控制器通过管路一一对应连接；各气体流量控制器通过管路汇集后与气体增压泵(3)连接。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述气体单质气瓶(1)包括氧气瓶(11)、氮气瓶(12)、甲烷气瓶(13)和二氧化碳气瓶(14)；所述气体流量控制模块(2)包括氧气流量控制器(211)、氮气流量控制器(212)、甲烷流量控制器(213)和二氧化碳流量控制器(214)；氧气瓶(11)、氮气瓶(12)、甲烷气瓶(13)和二氧化碳气瓶(14)分别通过管路与氧气流量控制器(211)、氮气流量控制器(212)、甲烷流量控制器(213)和二氧化碳流量控制器(214)一一对应连接。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，在每个气体单质气瓶(1)上还设置减压表(7)，所述气体单质气瓶(1)通过管路经由减压表(7)与气体流量控制器(21)连接。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述高压气体储罐(5)设置能够与外界连通的第四阀门(84)，在气体流量控制模块(2)和气体增压泵(3)之间的管路上设置能够与外界连通的第五阀门(85)。
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| CN201920301678.1U CN210294010U (zh) | 2019-03-11 | 2019-03-11 | 一种油田腐蚀测定用气体实时配制装置 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN111504893A (zh) * | 2020-05-19 | 2020-08-07 | 北京科技大学 | 一种低含水率、超临界或密相二氧化碳腐蚀模拟的装置及其使用方法和应用 |
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2019
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| CN111504893A (zh) * | 2020-05-19 | 2020-08-07 | 北京科技大学 | 一种低含水率、超临界或密相二氧化碳腐蚀模拟的装置及其使用方法和应用 |
| CN111504893B (zh) * | 2020-05-19 | 2021-11-26 | 北京科技大学 | 一种低含水率、超临界或密相二氧化碳腐蚀模拟的装置及其使用方法和应用 |
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