一种CO2驱油藏无机结垢的预测方法以及预测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种CO2驱油藏无机结垢的预测方法以及预测装置，通过沉淀量之间的平均弱化峰值影响进而得到更为准确平滑的反应曲线，得到更为贴合实际的沉淀量；对搜集的原油采集地点用水做PH值以及水中Ca2+、Na+、Hco3

【技术实现步骤摘要】
一种CO2驱油藏无机结垢的预测方法以及预测装置


[0001]本申请涉及CO2注采领域，具体涉及一种CO2驱油藏无机结垢的预测方法以及预测装置。

技术介绍

[0002]现有技术中油田管道系统面临的两大难题是腐蚀和结垢，腐蚀和结垢会极大程度上影响开采的效率和效益。CO2注采中的油田管道均存在着腐蚀和结垢问题，每年据报道，我国CO2注采的产业因腐蚀结垢等问题所造成千亿元人民币的损失，CO2结垢后会堵塞管道，在管道的表面结垢，最容易导致管材表面的不均匀性，此时CO2的腐蚀会引起管道穿孔。管道设备在油田生产过程中产生结垢，有以下两种成因：(1)热力学条件随着注采过程的改变，导致打破油田水中离子成垢的平衡状态，油田水中对容易结垢的钙质的溶解度下降从而析出的碳酸钙垢沉淀；(2)CO2注采中的不同管道中的两种离子组分不相容的水由于最后的混合而生成结垢，此过程是由于混合生成过饱和的水溶液，混合而生水中的垢晶开始形成并逐渐长大结垢堵塞设备。混合而生成的结垢受到水混合溶液的过饱和度，垢晶在结晶过程中的动力学以及管道中垢晶生长所处的生长表面等因素影响。
[0003]在上述因素中油田水中离子成垢的平衡状态检测较为容易，现有技术中一般采用取样检测方法即可检测并使用常用软件进行分析以及预测，进而进行结垢预防，而在其他影响因素之中，CO2注采溶液的过饱和度是形成碳酸钙混合结垢的前提条件，但其影响因素复杂，因为其不仅与溶液中容易结垢的碳酸钙的溶解度相关，还与CO2注采溶液的反应过程中的化学热力学，以及结垢过程中的结品动力学，即管道中垢晶生长所处的生长表面等因素的影响，甚至流体力学等多种因素都会对结垢产生影响。
[0004]本申请设置一种考虑多因素耦合作用的腐蚀与结垢速率预测方法，对搜集的原油采集地点用水做PH值以及水中Ca2+、Na+、Hco3
‑
离子组分含量的初始值等参数检测，并对岩石土质进行老化，使预测实验中的参数更接近与真实的参数，得到CO2驱油藏实验中溶液中的Ca2+、Na+、Hco3
‑
的各自反应速度V的条件下的沉淀量L，并将Ca2+、Na+、Hco3
‑
的反应速度与其 t2时Ca2+、Na+、Hco3
‑
离子组分含量的百分比M1、M2、M3乘以反应质量进行比例平均，弱化了Ca2+、Na+、Hco3
‑
的其中一个反应速度中速度值的测量偏差对整体反应速度计算的影响，并通过半经验动力学速率方程计算 CO2驱油藏实验反应进行的速率，最终得到校正后的真实沉淀量。

技术实现思路

[0005]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0006]一种CO2驱油藏无机结垢的预测方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：
[0007]A)原始材料的采集：取原油采集地点岩石土质材料、原油采集地点用水、原油采集样本若干，并检测原油采集地点用水做PH值以及水中Ca2+、Na+、 Hco3
‑
离子组分含量的初始值检测；
[0008]B)将原油采集地点用水置于检测水箱内，将岩石土质材料置于反应装置内，对反应装置注入原油采集地点用水并加压10
‑
15MPa、加温100
‑
500℃同时持续24h以上，将上述经过反应装置处理的岩石土质材料置于实验箱内，实验开始后打开注入阀向实验箱内注入原油采集样本，静置一段时间后向实验箱内注入加压20MPa左右的CO2对实验样品进行CO2驱油藏实验；
[0009]C)根据采集地点的温度变化X
‑
Y℃，将其中N取整数，分别测定T＝X+3(1、2
……
N)不同温度条件下CO2驱油藏实验后水溶液的Ca2+、 Na+、Hco3
‑
离子组分含量；
[0010]D)使用半经验动力学速率方程计算上述CO2驱油藏实验反应进行的速率，测量初始时间t1时水相中的Ca2+、Na+、Hco3
‑
离子组分含量的初始值摩尔数值XN1、YN1、ZN1，将反应速率V随时间积分以确定时间t2时的 Ca2+、Na+、Hco3
‑
离子组分含量的摩尔个数XN2、YN2、ZN2，YN2、ZN2，通过上述公式的计算可以确定反应溶液中 Ca2+、Na+、Hco3
‑
的各自的反应速度XV、YV、ZV，通过Ca2+、Na+、Hco3
‑ꢀ
的反应速度XV、YV、ZV预测沉淀量XL、YL、ZL；其中，YV、ZV预测沉淀量XL、YL、ZL；其中，并将根据Ca2+、Na+、Hco3
‑
的反应速度XV、YV、 ZV预测的沉淀量XL、YL、ZL分别按照水中t2时Ca2+、Na+、Hco3
‑
离子组分含量的百分比M1、M2、M3乘以反应相对质量，即按照M1×
8、M2×
0.3、 M3×
4的比例进行平均，得到最终的沉淀量
[0011]进一步的，预测方法还包括E)设置对照实验箱，在其与实验箱的其他实验条件完全相同的基础上，通过注水箱注水的方式向对照实验箱内加入阻垢剂，并测定加入阻垢剂后经过一定时间t2时的Ca2+、Na+、Hco3
‑
离子组分含量的摩尔个数X
Z
N2、Y
Z
N2、Z
Z
N2，通过X
Z
N2、Y
Z
N2、Z
Z
N2确定反应溶液中Ca2+、Na+、Hco3
‑
的各自的反应速度X
Z
V、Y
Z
V、Z
Z
V，通过Ca2+、 Na+、Hco3
‑
的反应速度X
Z
V、Y
Z
V、Z
Z
V预测沉淀量X
Z
L、Y
Z
L、Z
Z
L，分别按照水中t2时Ca2+、Na+、Hco3
‑
离子组分含量的百分比M
1Z
、M
2Z
、M
3Z
乘以反应相对质量的修正值，即按照M
1Z
×
6、M
2Z
×
0.3、M
3Z
×
4的比例进行平均，得到最终的加入阻垢剂后的沉淀量
[0012]进一步的，所述阻垢剂选自无机磷酸盐系阻垢剂，有机膦酸系阻垢剂，聚合物系阻垢剂中的至少一种。
[0013]进一步的，所述阻垢剂为硫酸钡。
[0014]进一步的，所述CO2驱油藏实验中的CO2通过内外容器组成的双层低温液态二氧化碳储罐进行储存，当二氧化碳储罐的压力表的压力低于1.6Mpa 时，使用液相供应二氧化碳，同时打开二氧化碳储罐上设置的出液阀，此时二氧化碳储罐上设置的气相阀处于关闭状态；当二氧化碳储罐的压力表显示的压力低于2.0Mpa时，使用气相供应二氧化碳，打开气相阀然后关闭出液阀，保本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CO2驱油藏无机结垢的预测方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：A)原始材料的采集：取原油采集地点岩石土质材料、原油采集地点用水、原油采集样本若干，并检测原油采集地点用水做PH值以及水中Ca2+、Na+、Hco3
‑
离子组分含量的初始值检测；B)将原油采集地点用水置于检测水箱内，将岩石土质材料置于反应装置内，对反应装置注入原油采集地点用水并加压10
‑
15MPa、加温100
‑
500
°
C同时持续24h以上，将上述经过反应装置处理的岩石土质材料置于实验箱内，实验开始后打开注入阀向实验箱内注入原油采集样本，静置一段时间后向实验箱内注入加压20MPa左右的CO2对实验样品进行CO2驱油藏实验；C)根据采集地点的温度变化X
‑
Y℃，将其中N取整数，分别测定T＝X+3(1、2
……
N)不同温度条件下CO2驱油藏实验后水溶液的Ca2+、Na+、Hco3
‑
离子组分含量；D)使用半经验动力学速率方程计算上述CO2驱油藏实验反应进行的速率，测量初始时间t1时水相中的Ca2+、Na+、Hco3
‑
离子组分含量的初始值摩尔数值XN1、YN1、ZN1，将反应速率V随时间积分以确定时间t2时的Ca2+、Na+、Hco3
‑
离子组分含量的摩尔个数XN2、YN2、ZN2，，通过上述公式的计算可以确定反应溶液中Ca2+、Na+、Hco3
‑
的各自的反应速度XV、YV、ZV，通过Ca2+、Na+、Hco3
‑
的反应速度XV、YV、ZV预测沉淀量XL、YL、ZL；其中，YV、ZV预测沉淀量XL、YL、ZL；其中，并将根据Ca2+、Na+、Hco3
‑
的反应速度XV、YV、ZV预测的沉淀量XL、YL、ZL分别按照水中t2时Ca2+、Na+、Hco3
‑
离子组分含量的百分比M1、M2、M3乘以反应相对质量，即按照M1×
8、M2×
0.3、M3×
4的比例进行平均，得到最终的沉淀量2.根据权利要求1所述的CO2驱油藏无机结垢的预测方法，其特征在于：预测方法还包括E)设置对照实验箱，在其与实验箱的其他实验条件完全相同的基础上，通过注水箱注水的方式向对照实验箱内加入阻垢剂，并测定加入阻垢剂后经过一定时间t2时的Ca2+、Na+、Hco3
‑
离子组分含量的摩尔个数X
Z
N2、Y
Z
N2、Z
Z
N2，通过X
Z
N2、Y
Z
N2、Z
Z
N2确定反应溶液中Ca2+、Na+、Hco3
‑
的各自的反应速度X
Z
V、Y
Z
V、Z
Z
V，通过Ca2+、Na+、Hco3
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【专利技术属性】
技术研发人员：徐玉兵，韩红霞，范亮亮，武生莲，
申请(专利权)人：新疆敦华绿碳技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：