一种酸性气体在高温高压地层水中溶解度的测试方法和装置制造方法及图纸

一种酸性气体在高温高压地层水中溶解度的测试方法和装置，装置主要包括：储气瓶、连接管线、减压阀、第一压力表、驱替泵、进气阀、软管、PVT反应筒、活塞、温控箱、手动驱替顶杆、出气阀、第二压力表、气液分离器、干燥装置和气量计，测试方法及装置的特点在于结构简单、操作方面，且可开展酸性气体在不同地层水（不同温度、压力、矿化度及是否添加各种缓蚀剂等）中溶解度的测试实验，弄清酸性气体在真实环境下的溶解度及相关因素对溶解度的作用规律，探索缓蚀剂对酸性气体溶解度的影响规律及减缓腐蚀的其它机理。该装置属于石油与天然气钻采工程技术领域，适用于酸性气体在地层水中的溶解度研究及其与油套管失效机理的相关性研究。

Test method and apparatus for acid gas solubility in high temperature and high pressure formation water

Method and apparatus for testing in high temperature and high pressure formation water solubility of an acidic gas device comprises a gas storage bottle, a connecting pipeline, valve, pressure gauge, the first displacement pump, inlet valve, hose, cylinder, piston, PVT reaction temperature control box, manual driving push rod, valve, pressure gauge, second a gas-liquid separator, a drying device and a gas meter, the characteristics of the testing method and device is simple in structure and operation, and can carry out the acid gas in different formation water (different temperature, pressure, salinity and whether to add a variety of inhibitor) in solution, test solution of the rule of solubility of acid gas in real understanding environment and related factors on the solubility, explore the influence of corrosion inhibitor for acid gas solubility and corrosion mechanism of the other. The utility model belongs to the technical field of oil and gas drilling and production, and is suitable for the study of the solubility of acid gas in the formation water and the correlation with the failure mechanism of the oil casing.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术专利属于石油与天然气钻采工程
，具体涉及酸性气体溶解度的测定装置及测定方法。
技术介绍
酸性气藏已经成为我国重要的接替能源，H2S、CO2等酸性气体不仅具有剧毒性，而且具有强腐蚀性，能够引起油套管失效等事故，对酸性油气藏的开发造成较大的困扰。国内外在酸性油气藏开发方面十分重视油气井的本质安全和公众安全。井筒完整性，实质就是井筒的本质安全，是酸性油气藏能否安全有效开采的重要影响因素。研究表明：油套管的应力腐蚀开裂、氢致开裂等是引起井筒完整性失效的主要形式，此外，油田现场调查统计显示：在同一区块不同油气井或同一油气井不同井段，油套管的腐蚀情况差别很大。引起上述现象的主要原因是：H2S、CO2等酸性气体在地层水中的溶解度变化。然而，H2S、CO2等酸性气体在地层水中的溶解度及其与油套管失效机理的相关性研究较为匮乏，酸性气体在地层水中的溶解度测试方法及装置国内外进展较为滞后。综上所述，迫切需要开展酸性气体（H2S、CO2等）在高温高压地层水中溶解度的实验研究，弄清酸性气体在高温高压地层水中的溶解度及各影响因素对其溶解度的作用规律，探索缓蚀剂对酸性气体溶解度的影响规律及减缓腐蚀的其它机理，为酸性气体在地层水中的溶解度研究及其与油套管失效机理的相关性研究提供技术依据。因此，本专利技术提出了一种酸性气体在高温高压地层水中溶解度的测试方法及装置，利用该测试方法及装置，可开展不同温度、压力、矿化度等条件下酸性气体在地层水中的溶解度测试实验，从而弄清酸性气体在真实环境下的溶解度及相关因素对溶解度的作用规律，探索缓蚀剂对酸性气体溶解度的影响规律及减缓腐蚀的其它机理。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种酸性气体在高温高压地层水中溶解度的测试方法及装置，以解决高温高压下酸性气体溶解度难以准确预测的技术难题，为H2S、CO2等酸性气体在地层水中的溶解度研究及其与油套管失效机理的相关性研究提供技术依据。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：本专利技术提出了一种酸性气体在高温高压地层水中溶解度的测试方法，所述测试方法包括以下步骤：A.清洗PVT反应筒，连接实验装置，并对测试系统进行试压检查；B.将事先配置好的样品溶液转入PVT反应筒，并准确记录转入样品溶液体积V1（L）；C.开启驱替泵，确保测试系统各个阀门处于畅通状态，以低压状态向PVT反应筒内缓慢注入CO2、H2S等酸性气体，排出测试系统内部残存的空气；D.排出残存空气后，关闭PVT反应筒的出气阀，开启温控箱，加热PVT反应筒内部样品到实验所需温度，并维持在实验所需温度，直至实验结束；E.温度稳定后，开启驱替泵，向PVT反应筒内缓慢注入酸性气体，直至PVT反应筒压力达到实验所需压力为止，关闭PVT反应筒进气阀；F.PVT反应筒内气液平衡后，开启出气阀，并推动手动驱替顶杆，将未与实验溶液溶解平衡的气样缓慢释放，直至气液分离器内的PVT反应筒出气端出现第一滴液体，关闭出气阀，向下推动手动驱替顶杆一段距离，使PVT反应筒内实现初步的气液分离；G.缓慢开启PVT反应筒的出气阀，开始计量气体体积，并记为V0（L），直到PVT反应筒压力降低至常压并不再有气体析出时为止，关闭测试系统；H.记录气液分离器内析出的液体体积，记为V2（L）；I.计算溶解度，酸性气体（CO2、H2S等）在此实验温度及压力下的溶解度为V0/（V1-V2）（单位m³/m³）；J.为保证排出气体体积的准确性，采用干燥装置进行干燥冷却恒温处理，且为了确保测试的准确性，重复实验三次以上，以确保实验结果的一致性。为使用上述方法，本专利技术提出了一种酸性气体在高温高压地层水中溶解度的测试装置，包括：储气瓶、连接管线、减压阀、第一压力表、驱替泵、进气阀、软管、PVT反应筒、活塞、温控箱、手动驱替顶杆、出气阀、第二压力表、气液分离器、干燥装置、气量计、抽风橱；其中，减压阀用于降低储气瓶中气体压力到一个稳定压力，PVT反应筒用于提供具有一定温度和压力的地层水，第二压力表用于显示PVT反应筒内部流体的压力，温控箱用于控制PVT反应筒内部流体的温度；驱替泵用于对储气瓶中酸性气体进行加压，第一压力表用于显示加压气体的压力；手动驱替顶杆用于实现活塞的上下移动，实现过饱和酸性溶液的制备及多余酸性气体的排出；气液分离器用于实现实验计量阶段的气液分离；干燥装置一方面用于干燥气液分离后的酸性气体，另一方面也用于对酸性气体进行降温；气量计用于测量气液分离后的酸性气体体积；整个实验过程要求温度和压力保持不变，并确保气体不发生泄漏。本专利技术具有以下的优点：利用该测试装置可开展酸性气体在不同地层水（不同温度、压力、矿化度及是否添加各种缓蚀剂等）中溶解度的测试实验，弄清酸性气体在真实环境下的溶解度及相关因素对溶解度的作用规律，为H2S、CO2等酸性气体在地层水中的溶解度研究及其与油套管失效机理的相关性研究提供技术依据。附图说明图1是本专利技术装置结构之示意图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术进行详细的描述，本专利技术包含所有能够实现该方法的实验装置，不仅限于附图所示结构，该装置不构成对本专利技术的任何限制。参见附图1，本专利技术提出的一种酸性气体在高温高压地层水中溶解度的测试装置，包括：储气瓶1、连接管线2、减压阀3、第一压力表4、驱替泵5、进气阀6、软管7、PVT反应筒8、活塞9、温控箱10、手动驱替顶杆11、出气阀12、第二压力表13、气液分离器14、干燥装置15、气量计16、抽风橱17；其中，减压阀3用于降低储气瓶1中气体压力到一个稳定压力，PVT反应筒8用于提供具有一定温度和压力的地层水，第二压力表13用于显示PVT反应筒8内部流体的压力，温控箱10用于控制PVT反应筒8内部流体的温度；驱替泵5用于对储气瓶1中酸性气体进行加压，第一压力表4用于显示加压气体的压力；手动驱替顶杆11用于实现活塞9的上下移动，实现过饱和酸性溶液的制备及多余酸性气体的排出；气液分离器14用于实现实验计量阶段的气液分离；干燥装置15一方面用于干燥气液分离后的酸性气体，另一方面也用于对酸性气体进行降温；气量计16用于测量气液分离后的酸性气体体积；整个实验过程要求温度和压力保持不变，并确保气体不发生泄漏。利用本专利技术提出测试方法及装置对酸性气体在高温高压地层水中的溶解度进行测试，具体测试过程包括以下步骤：A.清洗PVT反应筒8，连接实验装置，并对测试系统进行试压检查；B.将事先配置好的样品溶液转入PVT反应筒8，并准确记录转入样品溶液体积V1（L）；C.开启驱替泵5，确保测试系统各个阀门处于畅通状态，以低压状态向PVT反应筒8内缓慢注入CO2、H2S等酸性气体，排出测试系统内部残存的空气；D.排出残存空气后，关闭PVT反应筒8的出气阀12，开启温控箱10，加热PVT反应筒8内部样品到实验所需温度，并维持在实验所需温度，直至实验结束；E.温度稳定后，开启驱替泵5，向PVT反应筒8内缓慢注入酸性气体，直至PVT反应筒8压力达到实验所需压力为止，关闭PVT反应筒8的进气阀6，此过程大约需3~4小时左右；F.PVT反应筒8内气液平衡后，开启出气阀12，并推动手动驱替顶杆11，将未与实验溶液溶解平衡的气样缓慢释放，直至气液分离器14内的PVT反应筒8出气端出现第一滴液体，关闭出气阀12，向下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种酸性气体在高温高压地层水中溶解度的测试方法，其特征在于，所述的酸性气体在高温高压地层水中溶解度的测试方法包括以下步骤：A. 清洗PVT反应筒(8)，连接实验装置，并对测试系统进行试压检查；B. 转入样品溶液到PVT反应筒(8)，并准确记录转入样品溶液体积V1（L）；C. 开启驱替泵(5)，确保测试系统各个阀门处于畅通状态，以低压状态向PVT反应筒(8)内缓慢注入CO2、H2S等酸性气体，排出测试系统内部残存的空气；D. 排出残存空气后，关闭PVT反应筒(8)的出气阀(12)，开启温控箱(10)，加热PVT反应筒(8)内部样品到实验所需温度，并维持在实验所需温度，直至实验结束；E. 开启驱替泵(5)，向PVT反应筒(8)内缓慢注入酸性气体，直至PVT反应筒(8)压力达到实验所需压力为止，关闭PVT反应筒(8)的进气阀(6)；F. PVT反应筒(8)内气液平衡后，开启出气阀(12)，并推动手动驱替顶杆(11)，将未与实验溶液溶解平衡的气样缓慢释放，直至气液分离器(14)内出现第一滴液体，关闭出气阀(12)，向下推动手动驱替顶杆(11)一段距离，使PVT反应筒(8)内实现初步的气液分离；G. 缓慢开启PVT反应筒(8)的出气阀(12)，并开始计量气体体积，并记为V0（L），直到PVT反应筒(8)压力降低至常压并不再有气体析出时为止，关闭测试系统；H. 记录气液分离器(14)内析出的液体体积，记为V2（L）；I. 计算溶解度，酸性气体在此实验温度及压力下的溶解度为V0/（V1‑V2）（单位m³/m³）；J. 为保证测试的准确性，重复实验三次以上，以确保实验结果的一致性。...

【技术特征摘要】
1.一种酸性气体在高温高压地层水中溶解度的测试方法，其特征在于，所述的酸性气体在高温高压地层水中溶解度的测试方法包括以下步骤：A.清洗PVT反应筒(8)，连接实验装置，并对测试系统进行试压检查；B.转入样品溶液到PVT反应筒(8)，并准确记录转入样品溶液体积V1（L）；C.开启驱替泵(5)，确保测试系统各个阀门处于畅通状态，以低压状态向PVT反应筒(8)内缓慢注入CO2、H2S等酸性气体，排出测试系统内部残存的空气；D.排出残存空气后，关闭PVT反应筒(8)的出气阀(12)，开启温控箱(10)，加热PVT反应筒(8)内部样品到实验所需温度，并维持在实验所需温度，直至实验结束；E.开启驱替泵(5)，向PVT反应筒(8)内缓慢注入酸性气体，直至PVT反应筒(8)压力达到实验所需压力为止，关闭PVT反应筒(8)的进气阀(6)；F.PVT反应筒(8)内气液平衡后，开启出气阀(12)，并推动手动驱替顶杆(11)，将未与实验溶液溶解平衡的气样缓慢释放，直至气液分离器(14)内出现第一滴液体，关闭出气阀(12)，向下推动手动驱替顶杆(11)一段距离，使PVT反应筒(8)内实现初步的气液分离；G.缓慢开启PVT反应筒(8)的出气阀(12)，并开始计量气体体积，并记为V0（L），直到PVT反应筒(8)压力降低至常压并不再有气体析出时为止，...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓宽海，林元华，刘婉颖，宁华中，曾德智，王锦昌，袁吉平，仝闯闯，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51