轻质油藏注空气采油原油低温氧化实验方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术为一种轻质油藏注空气采油原油低温氧化实验装置，该实验装置由注入系统、模型系统、数据采集及控制系统、第一产出系统、第二产出系统、第一分析系统和第二分析系统组成；该模型系统的一侧导通连接于注入系统，该模型系统的上端连接于并联设置的收集游离气体的第一产出系统和收集活油的第二产出系统，第一产出系统的输出端连通于第一分析系统，第二产出系统分离出的溶解气体取样端连通于第一分析系统，第二产出系统分离出的液体取样端连通于第二分析系统；模型系统还连接于数据采集及控制系统。由于设有两个产出系统分别取游离气样和实验压力下活油，再将活油中溶解气分离出来进行气体组分和原油性质分析，由此保证分析结果的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于石油开发领域中的一种实验方法及装置，尤其涉及一种用于轻质油藏注空气采油原油低温氧化速率和原油性质变化的实验方法及装置。
技术介绍
20世纪60年代以来，世界上许多国家都开展过轻质油藏注空气采油技术研究，许多深层轻质油藏开展了注空气矿场试验，均取得了技术上和经济上的成功；所述注空气采油是利用注气井把空气注入油层，以补充和保持油层压力，利用氧化产物烟道气驱效应、氧化生热效应采油的一种措施。所述低温氧化是指在油藏条件下地层原油与注入空气中的氧气发生的氧化反应，反应消耗掉大部分氧气生成醛、酮、酸和少量CO、CO2和CH4等气体以及热，反应温度和累计温度不超过350度。轻质油藏注空气低温氧化开采在我国虽然起步较晚，但由于空气来源广，成本低廉，近几年来受到广泛关注，几个油田还进行了小规模的空气泡沫驱(调驱)现场试验，并取得了很好的效果，但整体上注空气低温氧化相关机理研究不够系统和完善。轻质油藏注空气开采的缺点是存在不安全因素，即注入空气中的氧气与原油未完全发生低温氧化反应时，产出气中烃类气体与氧气混合容易发生爆炸；低渗透油藏注空气另外一个特点就是低温氧化后原油性质会发生变化，比如粘度变化、组分变化等，这些原油性质的变化有可能对低渗透油藏的孔隙结构造成伤害，这就严格要求前期做好低温氧化的相关实验研究，在此基础上合理优化注采参数。目前，虽然国内外在轻质油藏注空气开发低温氧化实验模拟方法和装置的研究方面开展了大量的工作，但是，对于开展原油低温氧化研究现有实验方法和装置仍存在以下不足1)未考虑油气密度差造成的重力分异作用，原油发生低温氧化仍然是在油气界面和溶解在原油里的氧气参与反应，实验结果可信度较差；2)动态驱替过程装置考虑不周容易造成气体窜流，造成样品低温氧化反应不均，实验结果可信度较差；幻不具备压力、温度和体积数据多通道采集系统；4)实验流程自动化程度不高；5)不具备产出气体在线实时监测功能；6)数据采集多为人工读数，这会造成很多人为误差。有鉴于此，本专利技术人凭借多年的相关设计和制造经验，提出一种轻质油藏注空气采油原油低温氧化实验方法及装置，以克服现有技术的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种轻质油藏注空气采油原油低温氧化实验方法及装置， 能够同时采集分析游离空气和溶解空气组分，以保证分析结果的准确性；并能够提高实验研究自动化和可靠性程度。本专利技术的另一目的在于提供一种轻质油藏注空气采油原油低温氧化实验方法及装置，能够提高反应器内样品受热均勻性和原油低温氧化整体同步性。本专利技术的目的是这样实现的，一种轻质油藏注空气采油原油低温氧化实验装置，所述实验装置由注入系统、模型系统、数据采集及控制系统、第一产出系统、第二产出系统、 第一分析系统和第二分析系统组成；该模型系统能围绕其上一转动中心上下摆动，该模型系统的一侧导通连接于注入系统，该模型系统的上端连接于并联设置的收集游离气体的第一产出系统和收集活油的第二产出系统，所述第一产出系统的输出端连通于第一分析系统，所述第二产出系统分离出的溶解气体取样端连通于第一分析系统，第二产出系统分离出的原油取样端连通于第二分析系统；所述模型系统还连接于数据采集及控制系统。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述第一产出系统由第一阀门和第一气体计量计顺序连接构成，该第一气体计量计的出口连通于第一分析系统；所述第二产出系统由第二阀门、气液分离器和第二气体计量计顺序连接构成，该第二气体计量计的出口连通于第一分析系统，所述气液分离器的底部设有液体取样阀门，该液体取样阀门连通于第二分析系统；所述第一分析系统由一气相色谱分析仪构成；所述第二分析系统由一液相色谱分析仪和一落球粘度计构成。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述模型系统包括一筒形反应器，反应器固定设置在一加热器内，反应器和加热器之间充填有惰性气体，加热器外部设有保温装置；所述反应器内密封设有一活塞，在反应器内且位于所述活塞上侧横向设有一能沿反应器内壁上下滑动的筛状搅拌器。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述反应器由耐腐蚀材料制成，反应器的工作压力为0 70MPa ；所述反应器内位于其上、中、下部位分别设有一温度传感器，反应器内还设有一压力传感器；所述活塞上连接一位移传感器；所述模型系统由一反应器摆动电机驱动围绕转动中心上下摆动。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述数据采集及控制系统包括一 PC控制装置，所述反应器上的压力传感器、温度传感器和位移传感器通过数据线连接于PC控制装置，所述反应器摆动电机通过一时间继电器和一电机反向控制器连接于PC控制装置。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述活塞底部固定设有一推杆，该推杆上设有齿条，齿条与一齿轮机构啮合，该齿轮机构由一伺服电机驱动，该伺服电机通过一伺服电机反向控制器连接于PC控制装置；所述位移传感器设置在所述推杆上。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述注入系统包括并联设置的气体注入装置和液体注入装置，所述两个注入装置前端通过一进样阀门连通于反应器内部。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述气体注入装置由手动泵、泵出口阀门、中间活塞容器和活塞容器出口阀门顺序连接构成；所述液体注入装置由高压空气瓶和气样出口调压阀门顺序连接构成。本专利技术的目的还可以这样实现，一种轻质油藏注空气采油原油低温氧化实验方法，由注入系统将原油和空气注入到模型系统中，由控制系统将模型系统的温度和压力调节到油藏条件；设置模型系统摆动频率，使得原油样品和空气在模型系统中混合搅拌并进行低温氧化反应；在反应过程中由数据采集系统连续监测模型系统中的温度、压力变化，并由控制系统作出相应调整；根据取样时间由第一产出系统收集游离气样并输送至第一分析系统，由第二产出系统收集活油并分离出溶解气和原油，将溶解气输送至第一分析系统，将原油输送至第二分析系统；由上述两个分析系统取样分析后得出低温氧化耗氧速率和原油性质变化情况。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述原油样品和空气在模型系统中的低温氧化反应可采取定压反应模式或定容反应模式。由上所述，本专利技术中设置有两个产出系统分别取游离气样和实验压力下活油样品，再将活油样品中溶解气分离出来进行分析，最后综合两个分析结果才得出低温氧化耗氧速率和原油性质变化情况，由此能够保证分析结果的准确性。再者，本专利技术具备压力、温度和体积数据多通道采集系统，温度、压力、体积随时间变化可按照指定方式自动记录保存；温度、压力、体积，摆动频率和活塞进退速度完全自动化控制；具备多点温度监测辅助； 设置摆动电机及筛网状搅拌器能够保证样品低温氧化均勻性，提高反应器内样品受热均勻性和原油低温氧化整体同步性。附图说明以下附图仅旨在于对本专利技术做示意性说明和解释，并不限定本专利技术的范围。其中图1 为本专利技术轻质油藏注空气采油原油低温氧化实验装置的结构示意图。图2 为本专利技术轻质油藏注空气采油原油低温氧化实验装置的结构框图。具体实施例方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本专利技术的具体实施方式。如图1、图2所示，本专利技术提出一种轻质油藏注空气采油原油低温氧化实验装置 100，所述实验装置100由注入系统1、模型系统2、数据采集及控制系统3、第一产出系统4、 第二产出系统5、第一分析系统6和第二分析系统7组成；该模型系统2能围绕其上一转动中心本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种轻质油藏注空气采油原油低温氧化实验装置，其特征在于：所述实验装置由注入系统、模型系统、数据采集及控制系统、第一产出系统、第二产出系统、第一分析系统和第二分析系统组成；该模型系统能围绕其上一转动中心上下摆动，该模型系统的一侧导通连接于注入系统，该模型系统的上端连接于并联设置的收集游离气体的第一产出系统和收集活油的第二产出系统，所述第一产出系统的输出端连通于第一分析系统，所述第二产出系统分离出的溶解气体取样端连通于第一分析系统，第二产出系统分离出的原油取样端连通于第二分析系统；所述模型系统还连接于数据采集及控制系统。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王伯军，蒋有伟，王红庄，马德胜，李秀峦，梁金中，沈德煌，陈亚平，韩静，李晓玲，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：11