專利名稱：一種在鉆井取心現(xiàn)場測試稠油粘度的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于油氣田勘探、開發(fā)中的測試領域，具體涉及一種在鉆井取心現(xiàn)場測試稠油粘度的方法和裝置。
背景技術：
粘度是評價稠油油藏最重要的參數(shù)之一。高質量的粘度數(shù)據(jù)對稠油油藏評價、開發(fā)方案制定、集輸和加工都非常重要。稠油中的揮發(fā)性組分對稠油的粘度影響很大，要想獲得準確的原油粘度數(shù)據(jù)，需要最能反映油藏原始狀態(tài)的活性原油樣品。如果能在礦場對活性原油進行現(xiàn)場測量，則能獲得相對準確的粘度數(shù)據(jù)。目前測試稠油粘度的方法大多通過生產油井井口取樣，在實驗室利用不同的粘度測試儀器設備完成粘度測試。常用的測試設備包括各種粘度計、旋轉流變儀、毛細管粘度 計、落球粘度計等。由于稠油粘度高，比如有的稠油粘度高達100萬mPa. s以上(50°C時脫氣原油粘度)，所以只能通過注蒸汽或者添加其它化學劑才能實現(xiàn)有效開采，通過這些方式獲得的稠油樣品往往在化學組成、物理化學性質、賦存狀態(tài)等方面都發(fā)生了很大變化，不能反映和代表油藏中的真實狀態(tài)。從油田到實驗室的運輸和儲存環(huán)節(jié)，也會使得樣品中的大部分輕質氣體組分損失，而這些組分對粘度影響非常大，此外，在實驗室進行的高溫脫水處理環(huán)節(jié)還會造成樣品中輕組分的進一步損失，所以實驗室獲得的粘度數(shù)據(jù)往往不能反映油藏條件下稠油的真實特性?，F(xiàn)有技術中，專利號為US 20100043538A1的專利公開了一種測試稠油粘度的方法和裝置(Methods of and apparatus for determining the viscosity of heavy oil),其中的儀器包括溫度傳感器和電子傳輸系統(tǒng)，儀器下入油井中進行測試，再通過溫度和粘度的關系求取稠油粘度，此方法的數(shù)據(jù)經過幾次換算擬合，易產生誤差，而且測試是在鉆井完井后進行的，測試需要占用生產時間。文獻“稠油流變特性的基礎實驗研究”(見《特種油氣藏》2009年12月)中主要是應用德國RV20型電流變儀在實驗室對現(xiàn)場獲得稠油樣品粘度進行的，稠油樣品取出運輸?shù)綄嶒炇疫^程中輕組分損失比較大，樣品不能很好的反映油藏實際情況，測試數(shù)據(jù)不準確。文獻“稠油粘度測試條件探討”(見《新疆石油科技》2009年第3期)中主要應用德國哈克公司RS150型流變儀在實驗室對現(xiàn)場獲得稠油樣品粘度進行的測試，樣品不能很好的反映油藏實際情況，測試數(shù)據(jù)不準確。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術中存在的難題，提供一種在鉆井取心現(xiàn)場測試稠油粘度的方法和裝置，減少因為原油取樣、原油處理和化學添加劑等對稠油粘度的影響，能夠在稠油油藏鉆井現(xiàn)場方便及時地獲取更加準確的稠油粘度數(shù)據(jù)，為稠油油藏評價和制定開發(fā)方案提供依據(jù)。
本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的一種在鉆井取心現(xiàn)場測試稠油粘度的方法，所述方法包括以下步驟(I)首先采用標準粘度油對毛細管進行標定，標定每個毛細管的直徑和長度，獲得各個毛細管的標定常數(shù)k;(2)將鉆井取心過程中獲取的巖石或巖屑中的稠油樣品擠壓出來；(3)擠壓出來的稠油樣品經過過濾后進入樣品室；(4)驅動樣品室內的稠油樣品通過毛細管，記錄毛細管兩端的壓差ΛΡ，以及稠油樣品流過毛細管的流量Q，然后根據(jù)粘度公式μ = kX ΛΡ/Q得到稠油樣品的粘度數(shù)值μ。一種實現(xiàn)所述方法的裝置，所述裝置包括擠壓泵I、巖樣室2、恒溫箱12和第二閥門3-2 ;鉆井取心過程中獲取的巖屑或巖塊放置在所述巖樣室2中；·所述擠壓泵I通過柱塞或移動活塞與巖樣室2相連；所述恒溫箱12內安裝有多孔過濾器4、油樣活塞容器6、第三閥門3-3、三通7、第四閥門3-4、精密壓力計5、進樣閥門和毛細管11 ；所述巖樣室2通過第二閥門3-2與所述多孔過濾器4的進口相連通；所述多孔過濾器4的出口與第三閥門3-3的入口相連通，第三閥門3-3的出口與油樣活塞容器6的左端相連通，油樣活塞容器6的左端還與三通7的第一接口相連通；在油樣活塞容器6的左端接有放空閥3-10，其作用是排除活塞容器中的空氣和放空，避免稠油中含有空氣導致測量不準確；所述放空閥3-10位于恒溫箱12外部；油樣活塞容器6的右端通過第四閥門3-4與位于恒溫箱12外部的進樣泵8相連通；所述三通7的第二接口與精密壓力計5相連；所述三通7的第三接口接有抽真空閥門3-11，所述抽真空閥門3-11位于恒溫箱12外部；所述抽真空閥門3-11的另一端與位于恒溫箱12外部的真空泵連接；同時三通7的第三接口還連接至少一個進樣閥門的入口；每個進樣閥門的出口與一根毛細管11相連通；所述擠壓泵I將巖樣室2中的巖屑或巖塊中的原油擠壓出來并通過閥門3-2進入多孔過濾器4;在巖樣室2上接有閥門3-1，用于排出巖樣室2中的氣體和放空；在所述毛細管11的下端開有玻璃視窗，在玻璃視窗旁裝有光源9，用于觀察和記錄稠油樣品經過毛細管的初始液面和初始時刻；在恒溫箱12里裝有自動計時器10，用于記錄稠油樣品經過毛細管11的時間；光源9、毛細管11的玻璃視窗和自動計時器10位于同一水平線上。具體來說，所述裝置包括五個進樣閥門，每個進樣閥門的入口均與三通7的第三接口連接。每根毛細管11的規(guī)格是不相同的。所述擠壓泵I采用電動液壓機或手動液壓機或機械加壓泵；所述送樣泵8為精密計量泵或恒壓氣體泵。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是(I)利用本發(fā)明能夠在鉆井取心現(xiàn)場快速獲取稠油的粘度樣品并完成在油藏溫度壓力下稠油粘度的測試，在鉆井取心過程中完成粘度測試，測試與生產同步進行，數(shù)據(jù)是實驗中直接獲得，不易產生誤差；
(2)系統(tǒng)能夠實現(xiàn)在鉆井取心現(xiàn)場獲取稠油樣品并快速完成粘度測試，樣品輕組分損失較少，更能反映油藏實際，數(shù)據(jù)更為準確；(3)本發(fā)明克服了現(xiàn)有粘度測試方法的不足，提供了更快捷易行的稠油粘度現(xiàn)場測試裝置。利用本發(fā)明能方便及時地獲取稠油粘度數(shù)據(jù)，在稠油油藏的開發(fā)中具有廣闊的應用前景。


圖I是本發(fā)明在鉆井取心現(xiàn)場測試稠油粘度的裝置的結構示意圖。其中，I為擠壓泵、2為巖樣室、3為閥門、4為多孔過濾器、5為精密壓力計(表)、6為油樣活塞容器、7為三通、8為送樣泵、9為光源、10為自動計時器、11為不同常數(shù)的毛細管、12為恒溫箱或恒溫套。
具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述如圖I所示，一種在鉆井取心現(xiàn)場測試稠油粘度的裝置，所述裝置包括擠壓泵I、巖樣室2、恒溫箱12 (或恒溫套)和閥門3-2 ;擠壓泵I與巖樣室2相連通，巖樣室2通過第二閥門3-2與恒溫箱12相連；擠壓泵I用來將巖樣室2中的巖樣中的原油擠壓出來并通過閥門3-2進入多孔過濾器4。巖樣室2用于放置鉆井取心過程中獲取的巖屑或巖塊。在巖樣室2上還接有閥門3-1，用于排出巖樣室2中的氣體和放空；擠壓泵I可采用電動液壓機或手動液壓機或機械加壓泵；恒溫箱12內安裝有多孔過濾器4，第二閥門3-2的出口與多孔過濾器4的進口相連通，多孔過濾器4的出口與第三閥門3-3的入口相連通，第三閥門3-3的出口與油樣活塞容器6的左端相連通，油樣活塞容器6的左端還與三通7的第一接口相連通；在油樣活塞容器6的左端接有放空閥3-10，其作用是排除活塞容器中的空氣和放空，避免稠油中含有空氣導致測量不準確；所述放空閥3-10位于恒溫箱12外部；；油樣活塞容器6的右端通過第四閥門3-4與位于恒溫箱12外部的送樣泵8相連通；三通7的第二接口與精密壓力計5 (或者為精密壓力表)相連，三通7的第三接口接有抽真空閥門3-11，所述抽真空閥門3-11位于恒溫箱12外部；所述抽真空閥門3-11的另一端與位于恒溫箱12外部的真空泵連接；同時三通7的第三接口還連接至少一個進樣閥門的入口 ；每個進樣閥門的出口與一根毛細管11相連通。圖I給出的是5個進樣閥門的例子，根據(jù)需要，進樣閥門可以多于5個或少于5個，相應地毛細管的數(shù)量也可以多于5個或少于5個的；圖I中的進樣閥門分別為閥門3-5至3-9，它們分別與不同規(guī)格的毛細管11-1至11-15相連通；在毛細管11的下端開有玻璃視窗，在玻璃視窗旁裝有光源9，用于觀察和記錄稠油樣品經過毛細管11的初始液面和初始時刻。在恒溫箱12里裝有計時器10，用于記錄稠油樣品經過毛細管11的時間；光源9、毛細管11的玻璃視窗和計算器10位于同一水平線上。所述送樣泵8為精密計量泵或恒壓氣體泵。本發(fā)明裝置的具體工作過程如下
首先采用標準粘度油對毛細管(圖I中的11-1至11-5號組件)進行標定，標定每個毛細管的直徑和長度，獲得各個毛細管的標定常數(shù)k ；然后將鉆井取心現(xiàn)場獲得的巖心(巖屑)放入巖樣室2中，打開閥門3-1，關閉閥門3-2,利用電動或手動液壓機(圖I中的I號組件)驅動柱塞或移動活塞將巖心碎塊(巖屑)中壓實，排出巖樣室2中的空氣后，關閉閥門3-1。打開閥門3-4，放空閥3-10，驅動精密計量泵或恒壓氣體泵(圖I中的8號組件)，將油樣活塞容器6中的活塞移到容器左端，關閉放空閥3-10。打開閥門3-3，閥門3-5、3-6、3-7、3-8、3-9關閉，打開閥門3_11，接通真空泵，抽空30分鐘以上，關閉閥門3-11。打開閥門3-2，啟動擠壓泵1，將巖塊中的稠油擠壓出來；擠壓出來的稠油樣品通過多孔過濾器4將稠油樣品中的雜質過濾掉，經過過濾后的稠油樣品進入油樣活塞容器6 ；開通閥門3-4，使油樣容器6中的活塞移動到容器另外一段，關閉閥門3-3。開通恒溫箱12 的電源，將溫度設定到油藏溫度或其它實驗溫度，利用精密計量泵或恒壓氣體泵(圖I中的8號組件)，將油樣活塞容器的稠油樣品加壓到實驗壓力或油藏壓力，穩(wěn)定2小時以上；根據(jù)稠油的粘度選擇毛細管(圖I中的11-1至11-5號組件)，粘度越大，毛細管的直徑越大，選定好后，打開相應的毛細管的進樣閥門(圖I中的3-5至3-9號組件)，啟動精密計量泵或恒壓氣體泵(圖I中的8號組件)將稠油樣品以油藏壓力注入選定的毛細管(圖I中的11-1至11-5號組件)中，當油樣經過毛細管底部刻度時，光源9的光線不能透過毛細管下端的玻璃視窗，此時啟動自動計時器10記錄時間，通過精密壓力計5記錄測試毛細管兩端的壓差△ P，采用自動計時器10記錄稠油樣品流過毛細管的流量Q (整根毛細管的體積已經標定出來，計時器得到的是稠油流過整根毛細管的時間，體積除以時間就可以得到流量。)；最后根據(jù)粘度公式μ = kX ΛΡ/Q得到稠油粘度μ。上述技術方案只是本發(fā)明的一種實施方式，對于本領域內的技術人員而言，在本發(fā)明公開了應用方法和原理的基礎上，很容易做出各種類型的改進或變形，而不僅限于本發(fā)明上述具體實施方式
所描述的方法，因此前面描述的方式只是優(yōu)選的，而并不具有限制性的意義。
權利要求
1.一種在鉆井取心現(xiàn)場測試稠油粘度的方法，其特征在于所述方法包括以下步驟(1)首先采用標準粘度油對毛細管進行標定，標定每個毛細管的直徑和長度，獲得各個毛細管的標定常數(shù)k;(2)將鉆井取心過程中獲取的巖石或巖屑中的稠油樣品擠壓出來；(3)擠壓出來的稠油樣品經過過濾后進入樣品室；(4)驅動樣品室內的稠油樣品通過毛細管，記錄毛細管兩端的壓差ΛΡ，以及稠油樣品流過毛細管的流量Q，然后根據(jù)粘度公式μ = kX ΛΡ/Q得到稠油樣品的粘度數(shù)值μ。
2.一種用于實現(xiàn)權利要求I所述在鉆井取心現(xiàn)場測試稠油粘度的方法的裝置，其特征在于所述裝置包括擠壓泵(I)、巖樣室(2)、恒溫箱(12)和第二閥門(3-2);鉆井取心過程中獲取的巖屑或巖塊放置在所述巖樣室(2)中；所述擠壓泵(I)通過柱塞或移動活塞與巖樣室(2)相連；所述恒溫箱(12)內安裝有多孔過濾器(4)、油樣活塞容器￠)、第三閥門(3-3)、三通(7)、第四閥門(3-4)、精密壓力計(5)、進樣閥門和毛細管(11)；所述巖樣室(2)通過第二閥門(3-2)與所述多孔過濾器(4)的進口相連通；所述多孔過濾器(4)的出口與第三閥門(3-3)的入口相連通，第三閥門(3-3)的出口與油樣活塞容器出)的左端相連通，油樣活塞容器出)的左端還與三通(7)的第一接口相連通；在油樣活塞容器(6)的左端接有放空閥(3-10)，所述放空閥(3-10)位于恒溫箱(12)外部；油樣活塞容器(6)的右端通過第四閥門(3-4)與位于恒溫箱(12)外部的進樣泵(8)相連通；所述三通(7)的第二接口與精密壓力計(5)相連；所述三通⑵的第三接口接有抽真空閥門(3-11)，所述抽真空閥門(3-11)位于恒溫箱(12)外部；所述抽真空閥門(3-11)的另一端與位于恒溫箱(12)外部的真空泵連接；同時三通(7)的第三接口還連接至少一個進樣閥門的入口 ；每個進樣閥門的出口與一根毛細管(11)相連通；所述擠壓泵(I)將巖樣室(2)中的巖屑或巖塊中的原油擠壓出來并通過閥門(3-2)進入多孔過濾器(4)；在巖樣室⑵上接有閥門(3-1)，用于排出巖樣室⑵中的氣體和放空；在所述毛細管(11)的下端開有玻璃視窗，在玻璃視窗旁裝有光源(9)，用于觀察和記錄稠油樣品經過毛細管的初始液面和初始時刻；在恒溫箱(12)里裝有自動計時器(10)，用于記錄稠油樣品經過毛細管(11)的時間；光源(9)、毛細管(11)的玻璃視窗和自動計時器(10)位于同一水平線上。
3.根據(jù)權利要求2所述的在鉆井取心現(xiàn)場測試稠油粘度的裝置，其特征在于所述裝置包括五個進樣閥門，每個進樣閥門的入口均與三通(7)的第三接口連接。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的在鉆井取心現(xiàn)場測試稠油粘度的裝置，其特征在于每根毛細管(11)的規(guī)格是不相同的。
5.根據(jù)權利要求2所述的在鉆井取心現(xiàn)場測試稠油粘度的裝置，其特征在于所述擠壓泵(I)采用電動液壓機或手動液壓機或機械加壓泵；所述送樣泵(8)為精密計量泵或恒壓氣體泵。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種在鉆井取心現(xiàn)場測試稠油粘度的方法和裝置，屬于油氣田勘探、開發(fā)中的測試領域。本發(fā)明首先用標準粘度油標定毛細管，獲得毛細管的標定常數(shù)；然后將所取巖石或巖屑中的稠油樣品擠壓出來，將其通過一個孔隙型過濾裝置，進入樣品室；通過驅動泵或氣泵在一定壓力下驅動樣品室中的稠油樣品通過標定過的毛細管；測試毛細管兩端的壓力和樣品流量，然后根據(jù)粘度公式得到稠油樣品的粘度數(shù)值。本裝置克服現(xiàn)有粘度測試方法的不足，能夠在鉆井取心現(xiàn)場快速獲取稠油的粘度樣品并完成在油藏溫度壓力下稠油粘度的測試，方便及時地獲取稠油粘度數(shù)據(jù)，為稠油油藏評價和制定開發(fā)方案提供依據(jù)。
文檔編號G01N11/06GK102928320SQ201110227128
公開日2013年2月13日 申請日期2011年8月9日 優(yōu)先權日2011年8月9日
發(fā)明者倫增珉, 趙志峰, 駱銘, 潘偉義, 周霞, 呂成遠, 王海濤, 張淑潔, 趙春鵬, 王銳 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院