[發明專利]稠油開采實驗中的油水氣產出控制與計量裝置和方法

有效

• 申請號: 201711171252.0
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN108131121B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 張勝飛;王福順;李秀巒;王紅莊
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B43/12
• 分類號: E21B43/12;E21B43/24;E21B43/34;E21B47/00
• 代理公司: 11127 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 黨曉林;錢能

本發明公開了一種稠油開采實驗中的油水氣產出控制與計量裝置和方法，其稠油注蒸汽SAGD開采物理模擬實驗領域，該裝置包括：油藏模型；產出液調節單元，其包括：用于測量油藏模型內的溫度傳感器、用于測量油藏模型內的壓力傳感器、與油藏模型相連通的第一自動調節閥門；油氣水分離單元，其包括與自動調節閥門相連通的換熱單元、與換熱單元相連通的氣液分離單元、與氣液分離單元相連通的消泡單元；油氣水產出收集單元，其包括與氣液分離單元相連接的第一收集單元、與消泡單元的液體出口相連接的第二收集單元、與消泡單元的氣體出口相連通的氣體計量單元，氣體計量單元用于對消泡單元流出的氣體的質量進行計量。本申請能夠大幅提高實驗的精確度。

技術領域

本發明涉及稠油注蒸汽SAGD開采物理模擬實驗領域，特別涉及一種稠油開采實驗中的油水氣產出控制與計量裝置和方法。

背景技術

目前稠油注蒸汽SAGD開采物理模擬實驗中，為了控制生產壓力，一般在模擬井下有桿泵抽過程，采用人工調節產出閥或者高溫背壓閥來控制蒸汽腔的壓力。前者操作方式依靠經驗，反復調節針閥開度大小的操作勞動強度大、可靠性差，尤其是實驗時間超過24小時時，人為因素導致實驗失敗的風險極大。而后者高溫背壓閥適用于低粘、單相流體，對于稠油注蒸汽SAGD開采物理模擬實驗中的產出液(高粘、多相流體)控制效果很差，一般都會觀察到高達數MPa的壓力波動，甚至管線堵塞。上述這些常規方法都會導致實驗的可重復性較低，對于不同因素的敏感性分析研究極為不利。在產出液中水分離計量方面，由于實驗中產出液的流量、溫度波動大、熱焓變化范圍廣，常規的循環冷水浴方法控制效果不佳，當冷水流量較大、溫度較低時會導致產出液中的原油黏度大幅上升，堵塞管線，如此實驗可能會被迫終止；而當冷水流量小、溫度高時會導致換熱不充分，產出液中的水部分以蒸汽的形式產出，難以收集，計量出的產出水量偏低，導致油汽比偏高。總體而言，在現有的方法中均不能確保準確的計量產出水量。產出氣分離計量方面，常規的做法是使用汽液分離器分離后對上部分離的流體進行計量，但是產出氣體流量、溫度是隨著實驗進行而變化的，不可避免的部分氣體會從汽液分離器底部產出，導致計量數據偏低。另外，原油及部分添加劑中含類似表面活性劑，這會導致部分產出氣以泡沫的形式從汽液分離器上部產出，也將導致氣體產出計量的誤差。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺陷，本發明實施例所要解決的技術問題是提供了一種稠油開采實驗中的油水氣產出控制與計量裝置和方法，其能夠大幅提高實驗的精確度。

本發明實施例的具體技術方案是：

一種稠油開采實驗中的油水氣產出控制與計量裝置，其包括：

用于模擬油藏的油藏模型；

產出液調節單元，其包括：用于測量油藏模型內的溫度傳感器、用于測量油藏模型內的壓力傳感器、與所述油藏模型相連通的第一自動調節閥門，所述第一自動調節閥門能夠根據所述溫度傳感器和所述壓力傳感器測得的參數調節閥門打開程度和/或改變閥門運動頻率；

油氣水分離單元，其包括與所述自動調節閥門相連通的換熱單元、與所述換熱單元相連通的氣液分離單元、與所述氣液分離單元相連通的消泡單元，所述氣液分離單元用于將氣液進行分離，所述消泡單元用于消除所述氣液分離單元中流出的氣體中的泡沫；

油氣水產出收集單元，其包括與所述氣液分離單元相連接的第一收集單元、與所述消泡單元的液體出口相連接的第二收集單元、與所述消泡單元的氣體出口相連通的氣體計量單元，所述氣體計量單元用于對所述消泡單元流出的氣體的質量進行計量。

在一種優選的實施方式中，所述換熱單元包括冷凝器、控制所述冷凝器的冷卻介質流量的恒溫系統，所述恒溫系統能夠根據冷凝器產出液的溫度調節冷卻介質流量以使得冷凝器產出液的溫度在預設范圍內。

在一種優選的實施方式中，所述預設范圍為90度至95度之間。