稠油泡沫油粘度的测量装置以及测量方法与流程

    专利查询2026-02-01  3


    本发明涉及稠油油藏开发领域,具体地涉及一种稠油泡沫油粘度的测量装置以及一种测量稠油泡沫油粘度的方法。


    背景技术:

    1、在稠油油藏的开发过程中,通常随着压力的降低原油中溶解气的溶解度也会逐渐下降。当压力下降到泡点压力以下时气泡就会从原油中析出。其中,对于常规的原油来说,析出的气泡会迅速聚并而形成自由气相。对于稠油来说,由于受到原油粘度的影响,因而析出的气泡不会立刻发生聚并,而通常是在很长一段时间内以微气泡的形式滞留在原油中,从而形成泡沫油流。泡沫油具有粘度低、流动性好的优势,可以大大提高稠油的开发效率。而粘度是影响泡沫油性质最明显的特性之一,被认为是泡沫油提高稠油采收率最核心的因素之一,因此,准确的测量泡沫油形成和演化过程当中粘度的实时变化对泡沫油开发效果的评价具有重要意义。

    2、目前,现有的泡沫油粘度测量装置包括cambridge emv粘度计、haakerotorviscorv-2粘度计、高温高压落球粘度计和毛细管粘度计。

    3、cambridge emv粘度计、haake rotorviscorv-2粘度计和高温高压落球粘度计分别利用了旋转法和落球法的原理。由于旋转法与落球法在测量过程中对泡沫油产生了搅拌的作用,因此会破坏泡沫油中的油气两相分散结构,从而极易导致油气两相的分离,进而导致测量结果的误差较大且准确性较低。

    4、毛管粘度计是利用哈根-泊肃叶定律,其通过测量流体流经毛细管时的流量和毛细管两端的压差来反求流体的粘度。目前现有的毛管粘度计在测量泡沫油粘度时不会破坏泡沫油中的油气两相分散结构,但在高温高压条件下计量泡沫油流量的过程中,通常会将恒压注入泵上显示的注入流量近似等效为泡沫油的实际流量。由于泡沫油中分散的微气泡具有一定的压缩性,因此导致该种流量测量方式误差较大且准确性较低。

    5、此外,由于泡沫油在不同的压力条件下存在气泡不断产生与破灭的过程,因此,其物性变化始终处于非稳定的状态,现有的粘度测量方法均属于稳态测试法,无法实现非稳态条件下的测量。

    6、因此,在本领域希望提供一种稠油泡沫油粘度的测量装置以及测量方法以解决上述技术问题。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提出一种稠油泡沫油粘度的测量装置,其能够通过可视腔室实时地观察稠油泡沫油中的油气两相的赋存状态,并且能够通过调节测量液在测量管中的段塞位置以测量稠油泡沫油的流量,并且能够根据毛细管黏度的计算公式进一步地得出稠油泡沫油的粘度。

    2、根据本发明的第一方面,提供了一种稠油泡沫油粘度的测量装置,包括设置在第一管线上并装有测量液的测量管,

    3、设置在所述测量管的第一端处并装有稠油泡沫油的可视腔室,

    4、调节机构,其包括设置在所述测量管的第二端处并用于调节所述测量液在所述测量管内的段塞位置的泵体,

    5、采集单元,其包括与所述测量管并联布置的电阻仪,以及分别与所述电阻仪和所述测量管连通的数据中心,

    6、其中,所述数据中心构造成能够记录所述测量液在所述测量管内的段塞位置值以及对应的移动时间,并能够结合所述电阻仪所记录的电阻值,从而得出所述稠油泡沫油经过所述测量管的流量。

    7、在一个实施例中,所述调节机构还包括设置在所述测量管与所述泵体之间的并联布置的第一容器和第二容器,其中,所述第一容器设置在第二管线上,所述第二容器设置在第三管线上。

    8、在一个实施例中,所述第一容器的容积比所述第二容器的容积小。

    9、在一个实施例中,所述调节机构还包括与所述测量管连通并用于回收所述测量液与所述稠油泡沫油的第三容器,所述第三容器设置在第四管线上。

    10、在一个实施例中,所述可视腔室设置在所述第一管线上。

    11、在一个实施例中,所述测量管是含有电阻丝的耐高压玻璃管,在所述测量管与所述可视腔室和所述第三容器之间均设有压力表,所述压力表均布置在所述第一管线上。

    12、根据本发明的第二方面,提供了一种利用根据如上所述的测量装置来测量稠油泡沫油粘度的方法,包括如下步骤:

    13、s1、计算电阻值与所述测量液的段塞位置值之间的关系式;

    14、s2、计算稠油泡沫油经过所述测量管的流量;

    15、s3、计算所述稠油泡沫油的粘度。

    16、在一个实施例中,计算电阻值与所述测量液的段塞位置值之间的关系式,包括如下步骤:

    17、s101、将所述第一管线分别与外部气源和所述第三管线连通,并通过所述泵体调节所述第二容器内的压力低于所述外部气源压力,关闭所述第三管线;

    18、s102、将所述第二管线与所述第一管线连通,通过所述泵体将所述测量液注入到所述测量管内,并通过所述数据中心记录所述测量液的段塞位置值s和电阻值r;

    19、s103、通过所述泵体调节所述测量液在所述测量管内的段塞位置,从而得到10~15组电阻值以及对应的段塞位置值并进行线性回归,从而得出电阻值与段塞位置值的关系式s=ar+b;

    20、在一个实施例中,计算稠油泡沫油经过所述测量管的流量,包括如下步骤:

    21、s201、将所述第三管线与所述第一管线连通,并通过所述泵体调节所述第二容器内的压力低于所述稠油泡沫油压力,关闭所述第三管线;

    22、s202、将所述第二管线与所述第一管线连通,通过所述泵体将所述测量液注入到所述测量管内,并通过所述数据中心记录初始电阻值r1;

    23、s203、通过所述第一管线将所述稠油泡沫油输送至所述可视腔室内,通过所述泵体调节所述测量液在所述测量管内的段塞位置,并通过所述数据中心记录调节后的电阻值r2,从而根据q=vπr2=a(r1-r2)πr2/△t得出所述稠油泡沫油经过所述测量管的流量。

    24、在一个实施例中,计算所述稠油泡沫油的粘度,包括如下步骤:

    25、通过所述压力表分别得出所述测量管的两端的压力值p1、p2,

    26、根据粘度公式得出所述稠油泡沫油的粘度。

    27、与现有技术相比,本发明的优点在于:

    28、本发明能够通过可视腔室实时地观察稠油泡沫油中的油气两相的赋存状态,并且能够通过调节测量液在测量管中的段塞位置,从而能够间接的测量稠油泡沫油的流量,并根据毛细管黏度的计算公式进一步地得出稠油泡沫油的粘度。

    29、此外,本发明还能够实现短暂稳定状态的快速测量,即通过调节测量液在测量管中的段塞位置以实现对稠油泡沫油的粘度的快速测量。

    30、另外,本发明还能够实现对稠油泡沫油粘度的在线测量,从而提高了测量工作的效率,并且还能够通过数据中心进行实时地上传与记录,进而能够为后续的测量工作提供有权威性的参考。



    技术特征:

    1.一种稠油泡沫油粘度的测量装置,包括:

    2.根据权利要求1所述的稠油泡沫油粘度的测量装置,其特征在于,所述调节机构还包括设置在所述测量管(1)与所述泵体(3)之间的并联布置的第一容器(311)和第二容器(321),其中,所述第一容器(311)设置在第二管线(102)上,所述第二容器(321)设置在第三管线(103)上。

    3.根据权利要求2所述的稠油泡沫油粘度的测量装置,其特征在于,所述第一容器(311)的容积比所述第二容器(321)的容积小。

    4.根据权利要求3所述的稠油泡沫油粘度的测量装置,其特征在于,所述调节机构还包括与所述测量管(1)连通并用于回收所述测量液与所述稠油泡沫油的第三容器(331),所述第三容器(331)设置在第四管线(104)上。

    5.根据权利要求4所述的稠油泡沫油粘度的测量装置,其特征在于,所述可视腔室(2)设置在所述第一管线(101)上。

    6.根据权利要求5所述的稠油泡沫油粘度的测量装置,其特征在于,所述测量管(1)是含有电阻丝的耐高压玻璃管,在所述测量管(1)与所述可视腔室(2)和所述第三容器(331)之间均设有压力表(5),所述压力表(5)均布置在所述第一管线(101)上。

    7.一种利用根据权利要求1到6中任一项所述的测量装置来测量稠油泡沫油粘度的方法,包括如下步骤:

    8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,计算电阻值与所述测量液的段塞位置值之间的关系式,包括如下步骤:

    9.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,计算稠油泡沫油经过所述测量管的流量,包括如下步骤:

    10.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,计算所述稠油泡沫油的粘度,包括如下步骤:


    技术总结
    本发明提供了一种稠油泡沫油粘度的测量装置,包括装有测量液的测量管,装有稠油泡沫油的可视腔室,调节机构,其用于调节所述测量液在所述测量管内的段塞位置的泵体,采集单元,其包括电阻仪,以及分别与电阻仪和测量管连通的数据中心,其中,数据中心构造成能够记录测量液在测量管内的段塞位置值以及对应的移动时间,并能够结合电阻仪所记录的电阻值,从而得出稠油泡沫油经过测量管的流量。此外,还提供了一种测量稠油泡沫油粘度的方法。本发明所采用测量方法及测量装置操作简单方便且精度高。

    技术研发人员:方欣,廖海婴,李吉通,祝仰文,王锐,何应付
    受保护的技术使用者:中国石油化工股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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