一種在線測量注氣原油體積系數(shù)和溶解度的裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種在線測量注氣原油體積系數(shù)和溶解度的裝置，包括供氣系統(tǒng)、緩沖系統(tǒng)、測試系統(tǒng)、氣相分析系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述供氣系統(tǒng)包括氣瓶；所述緩沖系統(tǒng)包括一個高壓的緩沖容器，所述緩沖容器分別連接氣瓶高壓反應(yīng)容器；所述測試系統(tǒng)包括高壓反應(yīng)容器、設(shè)置在所述高壓反應(yīng)容器上的溫度控制器；所述氣相分析系統(tǒng)包括氣相色譜儀；所示數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括計算機、數(shù)據(jù)采集器及設(shè)置在高壓反應(yīng)容器上的溫度傳感器、壓力傳感器、液位傳感器。本實用新型可實現(xiàn)在線測試注氣前后原油的PVT數(shù)據(jù)，利用測量的PVT數(shù)據(jù)可計算出原油的體積系數(shù)和溶解度參數(shù)，方便且快捷。
【專利說明】
-種在線測量注氣原油體積系數(shù)和溶解度的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型設(shè)及油田采油技術(shù)領(lǐng)域中的一種測試裝置，具體為一種在線測量注氣 原油體積系數(shù)和溶解度的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 熱力采油（蒸汽吞吐和蒸汽驅(qū))是將一定量的氣體由油井的油套環(huán)空注入地層后， 經(jīng)過一段時間的悶井，氣體充分擴散到油層中，使原油粘度降低、體積膨脹等，使原油易于 采出。經(jīng)過半個世紀的研究與應(yīng)用，熱力采油技術(shù)被公認為切實可行且最有效的方式之一。 而實際工業(yè)應(yīng)用熱力采油作業(yè)前，都需要使用PVT儀對原油的物理屬性進行測定，如氣體在 原油中的溶解度、體積系數(shù)、粘度等參數(shù)。原油PVT測試的價值在于它可W為油藏注蒸汽作 業(yè)時提供參數(shù)，對各種注氣增油方案的設(shè)計提供定性或定量的預(yù)測，對制定開發(fā)方案有著 重要的指導(dǎo)作用。
[0003] 目前，國內(nèi)外生產(chǎn)的PVT儀性能優(yōu)越，可滿足大部分石油工作者的測量需求。但儀 器價格高昂，售價一般在70萬~160萬元之間，且體積龐大。對于只需對氣體在原油中的溶 解度、體積系數(shù)等參數(shù)進行測定的石油工作者而言，現(xiàn)有PVT儀售價過高。
[0004] 一種在線測量注氣原油體積系數(shù)和溶解度的裝置及方法可滿足氣體在原油中的 溶解度、體積系數(shù)等參數(shù)的測定。一種在線測量注氣原油體積系數(shù)和溶解度的裝置及方法 較現(xiàn)有的PVT儀體積小，操作便捷，且儀器價格便宜。有鑒于此，本實用新型人憑借多年的原 油PVT測試工作經(jīng)驗，提出一種在線測量注氣原油體積系數(shù)和溶解度的裝置及方法，W克服 現(xiàn)有設(shè)備的不足。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 本實用新型的目的在于提供一種在線測量注氣原油體積系數(shù)和溶解度的裝置?？?對氣體在原油中的溶解度、W及原油體積系數(shù)等參數(shù)進行測定。裝置使用的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 具有高精準(zhǔn)度，保證了分析結(jié)果的準(zhǔn)確性、提高了實驗測試的自動化程度。
[0006] 本實用新型采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0007] 本實用新型提供了一種在線測量注氣原油體積系數(shù)和溶解度的裝置，包括供氣系 統(tǒng)、緩沖系統(tǒng)、測試系統(tǒng)、氣相分析系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述供氣系統(tǒng)包括氣瓶;所述緩沖 系統(tǒng)包括一個高壓的緩沖容器，所述緩沖容器的輸入口通過帶閩閥的管道連接氣瓶，輸出 口通過帶閩閥的管道連接高壓反應(yīng)容器的輸入口；所述測試系統(tǒng)包括高壓反應(yīng)容器、設(shè)置 在所述高壓反應(yīng)容器上的溫度控制器;所述氣相分析系統(tǒng)包括氣相色譜儀，用于對高壓反 應(yīng)容器內(nèi)的氣體組成進行組分分析;所示數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括計算機、數(shù)據(jù)采集器及設(shè)置在 高壓反應(yīng)容器上的溫度傳感器、壓力傳感器、液位傳感器，所述數(shù)據(jù)采集器分別與溫度傳感 器、壓力傳感器、液位傳感器及計算機電路連接，實時采集反應(yīng)系統(tǒng)的溫度、壓力和液位高 度數(shù)據(jù)。
[000引進一步地，所述供氣系統(tǒng)所提供的氣源可為單一組分氣體或混合組分氣體。
[0009] 進一步地，所述緩沖容器的壓力范圍為ο~30MPa。
[0010] 進一步地，所示高壓反應(yīng)容器的體積大小為0.35~化，容器形狀為細長型，壓力范 圍為0~30MPa，溫度范圍為0~200°C。
[0011] 進一步地，所述氣相色譜儀通過連接高壓反應(yīng)容器的管道獲取反應(yīng)氣體，或者通 過氣體采樣袋收集的反應(yīng)氣體進行氣體組成組分分析。
[0012] 進一步地，所述溫度傳感器工作溫度為0~400°C;壓力傳感器工作壓力為0~ 30MPa;液位傳感器測量測量范圍為25~7600mm。
[0013] 相比現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型可實現(xiàn)實時在線測試注氣前后原油的PVT數(shù)據(jù)，提出使 用液位計在線測量注氣前后原油在高壓容器中的高度實現(xiàn)原油體積的測定，利用測量的 PVT數(shù)據(jù)可計算出原油的體積系數(shù)和溶解度參數(shù)，精準(zhǔn)度高，保證了分析結(jié)果的準(zhǔn)確性、提 高了實驗測試的自動化程度。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本實用新型實施例的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[001引1-氣瓶；2-第一閥Π ，3-緩沖容器;4-第一閥Π ;5-高壓反應(yīng)容器;6-壓力傳感器； 7-溫度傳感器;8-液位傳感器;9-溫度控制器；10-第一閥口； 11-氣相色譜儀；12-數(shù)據(jù)采集 器;13-計算機;14-第一閥口。
【具體實施方式】
[0016]下面，W實施例對本實用新型的技術(shù)方案進行詳細說明，但不能理解為對本實用 新型的可實施范圍的限定。
[0017]實施例1
[0018] 如圖1所示，一種在線測量注氣原油體積系數(shù)和溶解度的裝置，包括供氣系統(tǒng)、緩 沖系統(tǒng)、測試系統(tǒng)、氣相分析系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述供氣系統(tǒng)包括氣瓶1;所述緩沖系統(tǒng) 包括一個高壓的緩沖容器3,所述緩沖容器3的輸入口通過帶第一閩閥2的管道連接氣瓶1， 輸出口通過帶第二閩閥4的管道連接高壓反應(yīng)容器5的輸入口；所述測試系統(tǒng)包括高壓反應(yīng) 容器5、設(shè)置在所述高壓反應(yīng)容器5上的溫度控制器9;所述氣相分析系統(tǒng)包括氣相色譜儀 11，用于對高壓反應(yīng)容器5內(nèi)的氣體組成進行組分分析;所示數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括計算機13、 數(shù)據(jù)采集器12及設(shè)置在高壓反應(yīng)容器5上的溫度傳感器7、壓力傳感器6、液位傳感器8,所述 數(shù)據(jù)采集器12分別與溫度傳感器7、壓力傳感器6、液位傳感器8及計算機13電路連接，實時 采集反應(yīng)系統(tǒng)的溫度、壓力和液位高度數(shù)據(jù)。
[0019] 所述供氣系統(tǒng)所提供的氣源可為單一組分氣體或混合組分氣體。
[0020] 所述緩沖容器3的壓力范圍為0~30MPa。
[0021] 所示高壓反應(yīng)容器5的體積大小為0.35~化，容器形狀為細長型，壓力范圍為0~ 30MPa，溫度范圍為0~200°C。
[0022] 所述氣相色譜儀通過連接高壓反應(yīng)容器5的管道獲取反應(yīng)氣體，進行氣體組成組 分分析，該管道上設(shè)置有第Ξ閩閥10和用于排出廢氣的第四閩閥14。
[0023] 所述溫度傳感器7工作溫度為0~400°C ;壓力傳感器6工作壓力為0~30MPa;液位 傳感器8測量測量范圍為25~7600mm。
[0024] 實施例2
[0025] 本實施例W C〇2氣體為例，測試（PVT )系統(tǒng)中的高壓反應(yīng)器5的體積已知為 380.06血(高壓反應(yīng)器5直徑D = 4.65畑1，高度H= 22.38cm)。測試溫度為60°C，油樣取自迂河 油田齊40區(qū)塊。
[0026] 量取大約200mL的脫水原油注入高壓反應(yīng)器中，液位傳感器8顯示油樣高度出二 11.78cm，計算后得到原油體積為Vi = 200.05mL，剩余為C〇2氣體的體積，即Vii = 180.0 ImL; 通氣體吹掃W排出高壓反應(yīng)器中的空氣后，室溫下注入C〇2氣體至給定壓力，為Pi = 3. OOMPa，氣體溫度為Τι = 298.15K，氣體組分為純CO巧體，在此時的溫度和壓力條件下，壓 縮因子Zi = 0.8186394;升高溫度至測試溫度60°C，即T2 = 333.15K，保持恒溫6h，直到壓力不 變后為止，記錄此時的壓力為P2 = 3.05MPa，氣體組分為純C0巧體，在此時的溫度和壓力條 件下，壓縮因子Z2 = 0.8770614;液位傳感器8測量出飽和C〇2后原油在高壓反應(yīng)器5的高度出 = 11.96cm，可算出飽和氣體后原油的體積，V2 = 203.1 ImL此時氣體的體積記錄為V22 = 176.96ιΛ;使用W上數(shù)據(jù)，依據(jù)PR方程即可計算出氣體在原油中溶解度及原油的體積系數(shù)， 計算結(jié)果如下表所示。
[0027]
[0028] 實施例3
[0029] 本實施例W模擬煙道氣體積摩爾分數(shù)表示，其中C〇2為30%，化為70%)為例，測 試(PVT)系統(tǒng)中的高壓反應(yīng)器5的體積已知為380.06mL(高壓反應(yīng)器5直徑D = 4.65 cm，高度Η =22.38cm)，測試溫度為60°C。
[0030] 量取大約200mL的脫水原油注入高壓反應(yīng)器中，液位傳感器8顯示油樣高度出二 11 . 78cm，計算后得到原油體積為Vi = 200.05mL，剩余為模擬煙道氣的體積，即Vn = 180.ΟΙιΛ;通氣體吹掃W排出高壓反應(yīng)器中的空氣后，室溫下注模擬煙道氣至給定壓力，為 Pi = 3 . OOMPa，氣體溫度為Τι = 298.15Κ，氣相色譜分析得到模擬煙道氣的組成為C〇2為 30.5%，化為69.5%，在此時的溫度和壓力條件下，壓縮因子Zi = 0.9551271;升高溫度至測 試溫度60°C，即T2 = 333.15K，保持恒溫化，直到壓力不變后為止，記錄此時的壓力P2 = 3.12MPa，氣體組分為C〇2為8.5 %，化為91.5 %，在此時的溫度和壓力條件下，壓縮因子Z2 = 0.9908832;液位傳感器8測量出飽和模擬煙道氣后原油在高壓反應(yīng)器的高度出=11.94cm， 可算出飽和氣體后原油的體積，V2 = 207.77血;此時氣體的體積記錄為V22 = 177.29血;使用 W上數(shù)據(jù)，依據(jù)PR方程即可計算出氣體在原油中溶解度及原油的體積系數(shù)，計算結(jié)果如下 表所示。
[0031]
[0032] ~實施例4
' '
[0033] 本實施例WC〇2氣體為例，測試（PVT)系統(tǒng)中的高壓反應(yīng)器5的體積已知為 380.06mL(高壓反應(yīng)器5直徑D = 4.65cm，高度H=22.38cm)，測試溫度為80°C。
[0034] 量取大約200mL的脫水原油注入高壓反應(yīng)器5中，液位傳感器8顯示油樣高度出= 11.68cm，計算后得到原油體積為Vi = 198.35mL，剩余為C〇2氣體的體積，即Vii = 181.7 ImL; 通氣體吹掃W排出高壓反應(yīng)器中的空氣后，室溫下注入C〇2氣體至給定壓力，為Pi = 4.05MPa，氣體溫度為Τι = 301.15K，氣體組分為純C〇2氣體，在此時的溫度和壓力條件下，壓 縮因子Zi = 0.7526554;升高溫度至測試溫度80°C，即T2 = 353.15K，保持恒溫化，直到壓力不 變后為止，記錄此時的壓力為P2 = 4.02MPa，氣體組分為純CO巧體，在此時的溫度和壓力條 件下，壓縮因子Z2 = 0.8682443;液位傳感器8測量出飽和C〇2后原油在高壓反應(yīng)器5的高度出 =11.90(31]1，可算出飽和氣體后原油的體積，￥2 = 202.091]止，此時氣體的體積記錄為￥22 = 177.97ιΛ;使用W上數(shù)據(jù)，依據(jù)PR方程即可計算出氣體在原油中溶解度及原油的體積系數(shù)， 計算結(jié)果如下表所示。
[0035]
[0036] 實施例5
[0037] 本實施例W模擬煙道氣體積摩爾分數(shù)表示，其中C〇2為30%，化為70%)為例，測 試(PVT)系統(tǒng)中的高壓反應(yīng)器5的體積已知為380.06mL(高壓反應(yīng)器5直徑D = 4.65 cm，高度Η =22.38cm)，測試溫度為80°C。
[0038] 量取大約200mL的脫水原油注入高壓反應(yīng)器5中，液位傳感器8顯示油樣高度出= 11.63cm，計算后得到原油體積為Vi = 197.50mL，剩余為模擬煙道氣的體積，即Vn = 182.56ιΛ;通氣體吹掃W排出高壓反應(yīng)器中的空氣后，室溫下注模擬煙道氣至給定壓力，為 口1 = 4.041?3，氣體溫度為1'1 = 298.151(，氣相色譜分析得到模擬煙道氣的組成為(：〇2為 30.5%，化為69.5%，在此時的溫度和壓力條件下，壓縮因子Ζι = 0.9413862;升高溫度至測 試溫度80°C，即Τ2 = 353.15Κ，保持恒溫化，直到壓力不變后為止，記錄此時的壓力Ρ2 = 4.25MPa，氣體組分為C〇2為4.30 %，化為95.70 %，在此時的溫度和壓力條件下，壓縮因子Ζ2 = 0.9979573;液位傳感器8測量出飽和模擬煙道氣后原油在高壓反應(yīng)器5的高度化= 11.82cm，可算出飽和氣體后原油的體積，V2 = 200.73mL，此時氣體的體積記錄為V22 = 179.33ιΛ;使用W上數(shù)據(jù)，依據(jù)PR方程即可計算出氣體在原油中溶解度及原油的體積系數(shù)， 計算結(jié)果如下表所示。
[0039]
[0040] 本實用新型的上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非是 對本實用新型的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ) 上還可W做出其它不同形式的變化或變動。運里無需也無法對所有的實施方式予W窮舉。 凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實 用新型權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種在線測量注氣原油體積系數(shù)和溶解度的裝置，其特征在于:包括供氣系統(tǒng)、緩沖 系統(tǒng)、測試系統(tǒng)、氣相分析系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述供氣系統(tǒng)包括氣瓶(1);所述緩沖系統(tǒng) 包括一個高壓的緩沖容器(3)，所述緩沖容器(3)的輸入口通過帶閘閥的管道連接氣瓶(1)， 輸出口通過帶閘閥的管道連接高壓反應(yīng)容器(5)的輸入口；所述測試系統(tǒng)包括高壓反應(yīng)容 器(5)、設(shè)置在所述高壓反應(yīng)容器(5)上的溫度控制器(9);所述氣相分析系統(tǒng)包括氣相色譜 儀(11)，用于對高壓反應(yīng)容器(5)內(nèi)的氣體組成進行組分分析;所示數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括計算 機（13)、數(shù)據(jù)采集器（12)及設(shè)置在高壓反應(yīng)容器(5)上的溫度傳感器(7)、壓力傳感器(6)、 液位傳感器(8)，所述數(shù)據(jù)采集器（12)分別與溫度傳感器(7)、壓力傳感器(6)、液位傳感器 (8)及計算機(13)電路連接。2. 按照權(quán)利要求書1所述的一種在線測量注氣原油體積系數(shù)和溶解度的裝置，其特征 在于:所述供氣系統(tǒng)所提供的氣源可為單一組分氣體或混合組分氣體。3. 按照權(quán)利要求書1所述的一種在線測量注氣原油體積系數(shù)和溶解度的裝置，其特征 在于:所述緩沖容器(3)的壓力范圍為0~30MPa。4. 按照權(quán)利要求書1所述的一種在線測量注氣原油體積系數(shù)和溶解度的裝置，其特征 在于：所示高壓反應(yīng)容器（5)的體積大小為0.35~2L，容器形狀為細長型，壓力范圍為0~ 30MPa，溫度范圍為0~200°C。5. 按照權(quán)利要求書1所述的一種在線測量注氣原油體積系數(shù)和溶解度的裝置，其特征 在于:所述氣相色譜儀（11)通過連接高壓反應(yīng)容器(5)的管道獲取反應(yīng)氣體，或者通過氣體 采樣袋收集的反應(yīng)氣體進行氣體組成組分分析。6. 按照權(quán)利要求書1所述的一種在線測量注氣原油體積系數(shù)和溶解度的裝置，其特征 在于:所述溫度傳感器(7)工作溫度為0~400 °C;壓力傳感器(6)工作壓力為0~30MPa;液位 傳感器(8)測量測量范圍為25~7600mm。
【文檔編號】G01N33/28GK205620412SQ201620268023
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月31日
【發(fā)明人】樊栓獅, 楊召令, 郎雪梅, 王燕鴻
【申請人】華南理工大學(xué)