專利名稱：多孔介質(zhì)中的稠油蒸汽蒸餾率測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種實驗裝置，具體的是模擬稠油在多孔介質(zhì)中進(jìn)行蒸汽蒸餾，進(jìn)而測試稠油蒸汽蒸餾率的測試裝置。
背景技術(shù)：
蒸汽蒸餾已經(jīng)用于化學(xué)和其它加工工業(yè)多年，但這些工業(yè)蒸汽蒸餾的反應(yīng)室通常不是封裝在多孔介質(zhì)中。人們已經(jīng)認(rèn)識到原油在多孔介質(zhì)中的蒸汽蒸餾是蒸汽驅(qū)獲得高原油采收率的一個主要機理。對于各種原油，在蒸汽溫度高達(dá)270°C進(jìn)行實驗，1961年Willman 等人在《Journal of Petroleum Technology》期刊中 “Laboratory Studies ofOil Recovery by Steam Injection” 一文中報道了蒸汽蒸懼機理貢獻(xiàn)的原油采收率占原油地質(zhì)儲量的 5 19%。1968 年據(jù) Farouq Ali 在《Producers Monthly))期刊中 “PracticalConsiderations in Steamf looding” 一文中報道，蒸汽驅(qū)開采稠油采收率的5 10%應(yīng)歸功 于蒸汽蒸懼，而對于某些輕質(zhì)油，蒸汽蒸懼的貢獻(xiàn)可高達(dá)60%。1972年Volek和Pryor在((Journal of Petroleum Technology〉〉期干丨J中“Steam Distillation Drive-Brea Field,California” 一文中報道，在現(xiàn)場蒸汽蒸餾驅(qū)替試驗中，蒸汽掃油區(qū)的殘余油飽和度低于
8% o盡管蒸汽蒸餾機理在蒸汽驅(qū)工藝中的重要性已為人們所認(rèn)識，但是定量數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)對機理的影響卻研究得不夠。1971年Wu和Fulton在《SPE Journal))期刊中“Experimental Simulation of the Zones Preceding the Combustion Front of anIn-Situ Combustion Process”一文中說明了 在有限蒸汽壓0. 69MPa條件下,研究了在就地燃燒工藝中的蒸汽區(qū)和裂解區(qū)中發(fā)生的蒸汽蒸餾和氣提機理。1971年Jahnson等人在((Journal of Petroleum Technology〉〉期干丨J中“Oil Vaporization During Steamflooding，，一文中給出了在Wilcox填砂封裝中對高API重度原油進(jìn)行的兩個過熱蒸汽蒸餾實驗的實驗數(shù)據(jù)。在這些公布的研究中，實驗都是在水平放置的線性填砂封裝中進(jìn)行的。在這種放置下，原油是在流體驅(qū)替和蒸汽蒸餾綜合作用下生產(chǎn)出的。近些年來，大量先進(jìn)的模型已建立起來對蒸汽驅(qū)中復(fù)雜的傳送過程進(jìn)行模擬。然而這些模型忽略了重要的原油蒸汽蒸餾作用，以至于蒸餾數(shù)據(jù)或者嚴(yán)格的蒸餾模型都不可得。開展室內(nèi)實驗可以提供多孔介質(zhì)中蒸汽蒸餾實驗數(shù)據(jù)，這些實驗數(shù)據(jù)是數(shù)值模擬所必需的。這些蒸汽蒸餾實驗數(shù)據(jù)的獲得亟需能夠開展多孔介質(zhì)中稠油蒸汽蒸餾實驗裝置。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型是針對在多孔介質(zhì)中進(jìn)行稠油蒸汽蒸餾，因各種原因不能獲得必要的蒸餾數(shù)據(jù)的不足，提供一種能夠測量多孔介質(zhì)中稠油蒸汽蒸餾率的裝置，該裝置可模擬蒸汽驅(qū)油藏中的蒸汽蒸餾過程，可用于稠油蒸汽蒸餾機理及蒸汽蒸餾率定量研究，為蒸汽驅(qū)數(shù)值模擬提供所必需的實驗數(shù)據(jù)，為確定工藝參數(shù)對蒸餾率的影響提供科學(xué)的參數(shù)。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本申請采用的技術(shù)方案是多孔介質(zhì)中的稠油蒸汽蒸餾率測量裝置，包括蒸汽蒸 餾反應(yīng)器、注入系統(tǒng)及產(chǎn)出物分離計量系統(tǒng)，所述注入系統(tǒng)包括注入泵、水活塞容器、油活塞容器及蒸汽發(fā)生器；產(chǎn)出物分離計量系統(tǒng)包括冷凝器、氣液分離器、液體收集器、氣體采樣器、氣體流量計及氮氣瓶；其中注入系統(tǒng)中的注入泵與水活塞容器及油活塞容器之間分別設(shè)置管線，兩管線上各設(shè)置相應(yīng)的閥門，水活塞容器的頂部出口與蒸汽發(fā)生器的頂部入口之間管線連接，管線上設(shè)置閥門及壓力表，蒸汽發(fā)生器的蒸汽出口與蒸汽蒸餾反應(yīng)器的底部入口管線連接，其間設(shè)置閥門，油活塞容器的頂部出口與蒸汽蒸餾反應(yīng)器的底部入口管線連接，管線上設(shè)置閥門；蒸汽蒸餾反應(yīng)器的頂部出口與冷凝器管線連接，冷凝器出口管線插入到氣液分離器內(nèi)，氣液分離器的底部液體出口下接液體接收器，氣液分離器的氣體出口插入到密封接收容器中，該密封接收容器置于水浴中，密封接收容器頂部出口管線連接氣體取樣器，氣體取樣器的另一端與氣體流量計連接，在冷凝器出口管線上設(shè)置支路管線，該支路管線連接氮氣瓶，并在該支路管線上分別設(shè)置壓力表、減壓閥及回壓閥。為了更好的控制整個蒸餾過程中的溫度，該套裝置還包括溫度記錄與控制器，該控制器分別與蒸餾發(fā)生器及蒸汽蒸餾反應(yīng)器連接，另外還與蒸汽發(fā)生器的出口閥門連接，控制該閥門的開度。有益效果實驗裝置首先模擬稠油在多孔介質(zhì)中進(jìn)行蒸汽蒸餾，具體的是在蒸汽驅(qū)油實驗過程中，參考油藏實際情況，將不同粒徑石英砂和稠油填裝在蒸汽蒸餾反應(yīng)器下半部分，注入一定速度蒸汽至蒸汽蒸餾反應(yīng)器上半部分，實現(xiàn)蒸汽流對液態(tài)油相的攜帶作用，達(dá)到蒸汽驅(qū)的目的，然后通過對蒸汽驅(qū)后的氣態(tài)混合物體進(jìn)行氣液分離器，通過計量得到的液體及氣體，計算蒸汽的蒸餾率，進(jìn)一步進(jìn)行溫度、壓力、流量等變化過程的在線監(jiān)測，得到動態(tài)各采集量隨時間變化曲線，獲得各種實驗數(shù)據(jù)，為蒸汽驅(qū)的研究提供有力的保證。

圖I是本申請測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本申請作進(jìn)一步的說明由圖I所示多孔介質(zhì)中的稠油蒸汽蒸餾率測量裝置，包括蒸汽蒸餾反應(yīng)器7、注入系統(tǒng)及產(chǎn)出物分離計量系統(tǒng)，所述注入系統(tǒng)包括注入泵I、水活塞容器2、油活塞容器3及蒸汽發(fā)生器5 ;產(chǎn)出物分離計量系統(tǒng)包括冷凝器8、氣液分離器11、液體收集器12、氣體采樣器13、氣體流量計16及氮氣瓶15 ;其中注入系統(tǒng)中的注入泵I與水活塞容器2及油活塞容器3之間分別設(shè)置管線，兩管線上各設(shè)置相應(yīng)的閥門，水活塞容器2的頂部出口與蒸汽發(fā)生器5的頂部入口之間管線連接，管線上設(shè)置閥門及壓力表4，蒸汽發(fā)生器5的蒸汽出口與蒸汽蒸餾反應(yīng)器7的底部入口管線連接，其間設(shè)置閥門，油活塞容器3的頂部出口與蒸汽蒸餾反應(yīng)器7的底部入口管線連接，管線上設(shè)置閥門；蒸汽蒸餾反應(yīng)器7的頂部出口與冷凝器8管線連接，冷凝器8出口管線插入到氣液分離器11內(nèi)，氣液分離器11的底部液體出口下接液體接收杯，氣液分離器11的氣體出口插入到密封接收容器中，該密封接收容器置于水浴14中，密封接收容器頂部出口管線連接氣體取樣器13，氣體取樣器13的另一端與氣體流量計16連接，在冷凝器8出口管線上設(shè)置支路管線，該支路管線連接氮氣瓶15，并在該支路管線上分別設(shè)置壓力表、減壓閥9及回壓閥10。為了更好的控制整個蒸餾過程中的溫度，該套裝置還包括溫度記錄與控制器6，該控制器6分別與蒸餾發(fā)生器5及蒸汽蒸餾反應(yīng)器7連接，另外還與蒸汽發(fā)生器的出口閥門連接，控制該閥門的開度。多孔介質(zhì)稠油蒸汽蒸餾室內(nèi)模擬實驗，具體按照下列步驟進(jìn)行a、按照實驗設(shè)計要求選擇不同粒徑石英砂，填裝在蒸汽蒸餾反應(yīng)器下半部分，填砂目數(shù)及壓實程度需滿足實驗要求的孔隙度和滲透率； b、將蒸汽蒸餾反應(yīng)器抽真空飽和水，測量孔隙體積和孔隙度，在實驗溫度條件下用稠油油樣驅(qū)替，建立原始含油飽和度；C、按照圖I所示的流程連接好蒸汽蒸餾反應(yīng)器、蒸汽發(fā)生器、冷凝器、氣體取樣器以及注入與采出單元等；d、根據(jù)實驗設(shè)計要求設(shè)置好蒸汽蒸餾反應(yīng)器溫度以及蒸汽發(fā)生器溫度；e、待溫度達(dá)到要求后，進(jìn)行多孔介質(zhì)中稠油蒸汽蒸餾實驗，在蒸汽驅(qū)替過程中根據(jù)實驗設(shè)計要求測定不同蒸汽注入速度對蒸汽蒸餾率影響以及不同溫度、壓力等參數(shù)隨時間變化曲線。
權(quán)利要求1.多孔介質(zhì)中的稠油蒸汽蒸餾率測量裝置，包括蒸汽蒸餾反應(yīng)器、注入系統(tǒng)及產(chǎn)出物分離計量系統(tǒng)，其特性在于所述注入系統(tǒng)包括注入泵、水活塞容器、油活塞容器及蒸汽發(fā)生器；產(chǎn)出物分離計量系統(tǒng)包括冷凝器、氣液分離器、液體收集器、氣體采樣器、氣體流量計及氮氣瓶；其中注入系統(tǒng)中的注入泵與水活塞容器及油活塞容器之間分別設(shè)置管線，兩管線上各設(shè)置相應(yīng)的閥門，水活塞容器的頂部出口與蒸汽發(fā)生器的頂部入口之間管線連接，管線上設(shè)置閥門及壓力表，蒸汽發(fā)生器的蒸汽出口與蒸汽蒸餾反應(yīng)器的底部入口管線連接，其間設(shè)置閥門，油活塞容器的頂部出口與 蒸汽蒸餾反應(yīng)器的底部入口管線連接，管線上設(shè)置閥門；蒸汽蒸餾反應(yīng)器的頂部出口與冷凝器管線連接，冷凝器出口管線插入到氣液分離器內(nèi)，氣液分離器的底部液體出口下接液體接收器，氣液分離器的氣體出口插入到密封接收容器中，該密封接收容器置于水浴中，密封接收容器頂部出口管線連接氣體取樣器，氣體取樣器的另一端與氣體流量計連接，在冷凝器出口管線上設(shè)置支路管線，該支路管線連接氮氣瓶，并在該支路管線上分別設(shè)置壓力表、減壓閥及回壓閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多孔介質(zhì)中的稠油蒸汽蒸餾率測量裝置，其特性在于該套裝置還包括溫度記錄與控制器，該控制器分別與蒸餾發(fā)生器及蒸汽蒸餾反應(yīng)器連接，另外還與蒸汽發(fā)生器的出口閥門連接。
專利摘要本實用新型涉及一種多孔介質(zhì)中的稠油蒸汽蒸餾率測量裝置，解決了在多孔介質(zhì)中進(jìn)行稠油蒸汽蒸餾，因各種原因不能獲得必要的蒸餾數(shù)據(jù)的不足。該裝置主要包括蒸汽蒸餾反應(yīng)器、注入系統(tǒng)及產(chǎn)出物分離計量系統(tǒng)；該裝置模擬蒸汽驅(qū)油藏條件，使得稠油在多孔介質(zhì)中實現(xiàn)蒸餾，其中輕組分汽化，將其導(dǎo)出進(jìn)行冷凝，進(jìn)而使稠油輕重組分得到分離，然后據(jù)分離氣體、液體的量計算蒸餾率。該裝置可用于稠油蒸汽蒸餾機理、蒸汽蒸餾率定量研究以及為蒸汽驅(qū)數(shù)值模擬提供所必需的實驗數(shù)據(jù)。
文檔編號G01N25/14GK202421099SQ20122003942
公開日2012年9月5日 申請日期2012年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月8日
發(fā)明者馮進(jìn)來, 劉永建, 談龍日, 趙法軍 申請人:東北石油大學(xué)