[發明專利]一種高含水溶氣原油粘壁溫度測試裝置

在審

• 申請號: 202011260748.7
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN114486992A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 趙毅;黎志敏;趙德銀;郭靖;鐘榮強;劉冀寧;張菁;龐艷萍;滕建強;徐夢瑤;楊思遠;崔偉
• 申請（專利權）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西北油田分公司
• 主分類號: G01N25/12
• 分類號: G01N25/12
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 高麗萍

本發明提供了一種高含水溶氣原油粘壁溫度測試裝置，包括反應釜、攪拌系統、監測系統、控溫系統、增壓系統和影像采集系統，反應釜用于置入與測試現場具有相同含水率的高含水溶氣原油來模擬實際管線，控溫系統和增壓系統分別通過對反應釜控溫和增壓來模擬管線運行工況，攪拌系統具有螺帶螺桿式攪拌結構并設置在反應釜內攪拌來模擬管流沖刷剪切過程，監測系統采集和監測反應釜內壓力、溫度及壁面凝油應力，在攪拌系統的攪拌過程結束后通過影像采集系統對原油粘壁導致的管內徑變化情況進行影像采集，能夠實現在不同溶氣壓力、含水率、剪切條件和溫度條件下對原油粘壁過程的變化情況進行測試，從而精準確定高含水溶氣原油的粘壁溫度。

技術領域

本發明是一種實驗模擬測試裝置，具體涉及一種高含水溶氣原油粘壁溫度測試裝置。

背景技術

油田開發過程按照含水率變化分為四個階段，分別為低含水階段(含水率小于等于20％)、中含水階段(含水率大于20％小于等于60％)、高含水階段(含水率大于60％小于等于90％)和特高含水階段(含水率大于90％)。目前，我國各大油田相繼進入高含水開發后期，采出液含水率高達85％以上。眾所周知，我國所產原油絕大多數為“三高”原油，為改善原油流動特性，傳統上一般采用加熱或伴熱集輸工藝。由于水的比熱容約為原油的2倍，隨著含水率的升高，集輸系統的加熱能耗也隨之迅速增長。高含水期若繼續采用加熱集輸工藝，則其輸出的熱量絕大部分將被用來加熱采出水，造成巨大的能源浪費。另一方面，含水率的升高使原油的低溫流動特性得到改善，即使集輸溫度低于原油凝點，在采出水的沖刷帶動下，仍然可以實現安全回油，從而為不加熱集油的開展創造了有利條件。高含水原油在輸送過程中，隨著集輸溫度的降低，當集輸溫度低于原油粘壁溫度，采出水對原油的剪切作用將不足以克服原油與管道內壁界面之間的粘附作用，就會有大量原油粘附在管道內壁，使管道流通面積減小，原油流動阻力增大，集輸成本增加，嚴重時甚至會造成管道堵塞，影響油田正常生產運行。原油粘壁溫度是隨著集油溫度的降低，管壁凝油質量開始出現快速增加導致管線壓力迅速上升時對應的溫度。因此，為了在節省集油成本的同時保證集輸系統平穩運行，可通過測定高含水原油粘壁溫度以制定集油管道安全回油的溫度邊界條件。

為了實現降本增效、建設低碳油田，不加熱集輸工藝亟待在各大油田推廣。目前油田現場通常采取試降溫的方式，對于集輸溫度能降多少沒有概念，缺乏指導，如果降的太低容易使井口回壓升高，造成堵管事故。中國實用新型專利CN208091955U公開了一種測量集輸管路中油水兩相粘壁溫度的實驗裝置，該裝置安裝在現場的實際生產管路上，油水兩相在實驗管路中的流動形態與現場實際較為吻合，使用該裝置測定的粘壁溫度對實際生產具有一定的指導意義。但是該專利的實驗結果僅適用于油水兩相，而實際油田系統開發產物中往往伴有大量的伴生氣，集輸管路中流動的原油多為溶氣原油。因此，為了研究溶氣對粘壁的影響，在保證安全的前提下最大限度的降低集油溫度，很有必要研究高含水溶氣原油的粘壁規律，制定高含水溶氣原油粘壁溫度測試方法，為油田不加熱集輸的開展提供依據。

由以上背景調研可以看出，目前還沒有涉足高含水溶氣原油粘壁規律的室內測試裝置。因此，亟需開發設計一套精準、易操作的小型實驗裝置，以及與之配套使用的方便快捷的實驗方法，以有效地測量高含水溶氣原油粘壁溫度。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種高含水溶氣原油粘壁溫度測試裝置，能夠實現在不同溶氣壓力、含水率、剪切條件和溫度條件下對原油粘壁過程的變化情況進行測試，從而精準確定高含水溶氣原油的粘壁溫度。

本發明的技術方案如下：