[發(fā)明專利]一種應(yīng)用CT測量油氣最小混相壓力的裝置與方法

有效

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• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN103900755B
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉瑜;宋永臣;武博浩;蔣蘭蘭;趙越超;趙佳飛;王大勇;唐經(jīng)達;周欣歡;湯凌越
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01L11/00
• 分類號: G01L11/00;G01N9/24
• 代理公司: 大連理工大學專利中心21200
• 代理人: 梅洪玉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種應(yīng)用CT測量油氣最小混相壓力的裝置和方法，屬于石油開采工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在一定溫度下注入流體（通常為輕質(zhì)烴類或N₂、CO₂等）和給定的油系統(tǒng)間達到混相狀態(tài)所需要的最低壓力稱為最小混相壓力（Minimum Miscibility Pressure,MMP），是確定油與排驅(qū)氣體能否達到完全混相的一個非常重要的物理量，對于注氣提高原油采收率、混相非混相驅(qū)替評估、采油的經(jīng)濟性設(shè)計以及有效埋存溫室氣體等工程研究具有重要指導(dǎo)意義。

MMP的實驗測量方法主要包括細管法、升泡儀法、界面張力消失法等。細管法是最早也是工程中應(yīng)用最多的實驗確定方法，該方法已發(fā)展為工程中的標準方法，但是其測量過程復(fù)雜，耗時長，經(jīng)濟性差，且對于混相的判斷標準不統(tǒng)一；升泡儀法裝置簡單、經(jīng)濟性好，且更快捷，但是該方法以氣泡形態(tài)的改變作為MMP的非量化判據(jù)，誤差較大、缺乏定量信息，在混相的解釋上有一定的主觀性，使得實驗結(jié)果存在不確定性；近年新發(fā)展起來的界面張力消失法利用油氣混相時界面張力消失為零的特征，通過測量油氣的界面張力隨壓力變化曲線來判斷最小混相壓力點，該方法僅關(guān)注于界面張力這一單一物理量，并且需要大量標準復(fù)雜氣液系統(tǒng)的檢驗，仍存在一定的局限性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，開發(fā)一種應(yīng)用CT測量油氣最小混相壓力的裝置和方法。

該方法首先將高壓容器控制為恒溫，利用CT掃描成像技術(shù)獲得不同注氣壓力下高壓容器內(nèi)油與氣混合物的CT圖像，處理后得到成像視野內(nèi)氣液兩相中油相和氣相在一定溫度下隨壓力變化的密度值，然后擬合出隨壓力變化油與氣密度差值與壓力的指數(shù)關(guān)系曲線，通過確定該曲線與壓力軸的交點得到油氣兩相發(fā)生混相時氣液兩相中密度相等的最小壓力點，該點對應(yīng)的壓力即為油氣的最小混相壓力。該方法可確定不同溫度下油氣在PVT系統(tǒng)和多孔介質(zhì)內(nèi)的最小混相壓力，增進對油氣的氣液兩相平衡規(guī)律的認識，為輕質(zhì)烴和CO₂三次采油的地下多相多組分運移規(guī)律分析提供基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種應(yīng)用CT測量油氣最小混相壓力的裝置，包括CT掃描系統(tǒng)和油氣混相系統(tǒng)。CT掃描系統(tǒng)包括通用型X射線CT掃描裝置與數(shù)據(jù)處理計算機；油氣混相系統(tǒng)包括高壓容器、注氣泵、氣瓶、控溫裝置、真空泵、壓力傳感器和溫度傳感器，其中高壓容器放置于CT掃描裝置內(nèi)部，高壓容器的入口通過注氣泵與氣瓶相連，出口連接真空泵和排氣針閥；高壓容器用溫控裝置來控制溫度，采用精密壓力傳感器測量高壓容器內(nèi)的壓力，采用精密溫度傳感器測量高壓容器內(nèi)溫度。

應(yīng)用上述裝置測量油氣最小混相壓力的方法包括以下步驟：

（1）向高壓容器內(nèi)裝入一定量的待測油樣，再將高壓容器放入CT掃描裝置內(nèi)部。

（2）連接好管路，打開第二針閥、第三針閥，開啟真空泵，抽真空30分鐘后停止，關(guān)閉第二針閥、第三針閥，開啟控溫裝置對高壓容器進行控溫。

（3）打開氣瓶和第一針閥，向注入泵中充入氣體后，關(guān)閉第一針閥。

（4）打開第二針閥，利用注入泵向高壓容器內(nèi)充入工作氣體，同時利用注入泵調(diào)節(jié)高壓容器內(nèi)油氣系統(tǒng)壓力至0.1MPa，并保持恒壓直至油氣系統(tǒng)穩(wěn)定，然后關(guān)閉第二針閥；利用溫度傳感器記錄溫度，利用壓力傳感器記錄壓力，利用CT掃描裝置對油氣系統(tǒng)穩(wěn)定后高壓容器內(nèi)部兩相分布進行可視化掃描。利用數(shù)據(jù)采集處理計算機得到油氣兩相密度分布的CT圖像；

（5）打開第二針閥，利用注入泵升高高壓容器內(nèi)油氣系統(tǒng)壓力，壓力間隔1MPa，在壓力接近最小混相壓力時減小提升的壓力間隔，直到油氣界面消失。在每一個壓力下，都按步驟4掃描獲得高壓容器內(nèi)油氣兩相密度分布的CT圖像，得到一系列壓力下的油氣兩相密度分布的CT圖像。

（6）數(shù)據(jù)處理，對所得同一溫度、一系列壓力下的油氣兩相密度分布的CT圖像的進行分析處理，擬合得到油氣兩相密度差值與壓力的指數(shù)關(guān)系曲線，進一步計算得到油氣最小混相壓力；

（7）改變溫度，重復(fù)步驟(1)-(6)，得到不同溫度下油氣最小混相壓力。