用于監(jiān)測溶解釜內的油氣水的溶解狀態(tài)的裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及油氣勘探開發(fā)與石油化工技術領域，具體涉及一種用于監(jiān)測溶解釜內的油氣水的溶解狀態(tài)的裝置及方法。
【背景技術】
[0002]溶解度是衡量溶質在溶劑中達到溶解平衡狀態(tài)時的溶解能力的重要參數，在化工生產及科研中應用非常廣泛。由于溶解速率受到溫度、壓力、溶質及溶劑本身的性質等的影響，因此判斷溶質在溶劑中的溶解狀態(tài)以及是否達到了溶解平衡是影響溶解度測定是否準確的關鍵性因素。
[0003]測定流體物質之間互溶度/溶解度的方法主要有濁點法和分析法。濁點法是將預先配置好的一定濃度的溶質與溶劑放入平衡釜內，逐漸改變壓力或溫度，直至觀察到某一相開始出現或消失，在此溫度和壓力下已溶解的溶質量即該溫度和壓力下的溶解度。
[0004]現有技術在用濁點法測定溶解度時，判斷溶解平衡的方法一般采用肉眼目測觀察或通過可視窗口用激光監(jiān)測系統(tǒng)來觀察溶質的溶解情況。后者由計算機來采集電信號或者用帶LED燈的攝像頭記錄，在計算機上播放，從而實現了溶解過程的可視化。盡管利用激光與攝像頭監(jiān)測溶解平衡過程比傳統(tǒng)的目測法更加準確可靠，具有很好的重現性。但是這兩種方法均需要使用透射光(LED燈光或激光)，這就需要在溶解釜的對稱兩側安裝可視窗口，這對于高溫高壓溶液監(jiān)測存在較大的風險。這是因為玻璃視鏡所能承受的溫度大多在2000C以下，且高溫高壓下玻璃視鏡和釜體壁之間的密封較難實現。因此，導致在高溫高壓條件下，不能采用該方法監(jiān)測溶解平衡過程。
[0005]分析法是將過量的溶質置于待測液體溶劑中，在恒溫恒壓下密封后進行連續(xù)或者間斷的攪拌，直到充分溶解形成平衡體系。再通過從平衡釜內的每一相中取樣至平衡釜外，在常壓下進行組成分析，得到各相組成，從而求得相平衡數據。分析各組分采用的分析方法依據被測物質的物理化學特性，例如氣相色譜法(GC)、高效液相色譜法(HPLC)、重量法等測試方法。目前采用分析法測定溶解度時判斷溶解平衡的通用方法是，通過兩次以上測定兩相的濃度保持不變。但這種測試方法的測試結果不一定準確。
[0006]綜上，現有的濁點法和分析法在測定僅涉及到兩相流體且要求的溫度和壓力均較低。而且均不適用于較精確地判斷在高溫高壓下、尤其是涉及油氣水三相共存時的溶解狀態(tài)。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明所要解決的一個技術問題是，提供一種用于監(jiān)測溶解釜內的油氣水的溶解狀態(tài)的裝置，其能在高溫高壓條件下較精確地檢測出油氣水三相的溶解狀態(tài)。
[0008]針對該問題的技術解決方案是，提供一種具有以下結構的用于監(jiān)測溶解釜內的油氣水的溶解狀態(tài)的裝置，包括:
[0009]耐高溫高壓的溶解機構，
[0010]溶解平衡監(jiān)測機構，其包括分別與溶解機構中的溶解釜連接的熒光監(jiān)測組件和電阻率測定組件，其中，熒光監(jiān)測組件通過熒光的變化來監(jiān)測溶解釜內的油、氣和水三相的溶解狀態(tài)；電阻率測定組件根據電阻率的變化來監(jiān)測溶解釜內的油、氣和水三相的溶解狀態(tài)。
[0011]與現有技術相比，本發(fā)明的用于監(jiān)測溶解釜內的油氣水的溶解狀態(tài)的裝置具有以下優(yōu)點。通過采用在高溫高壓條件下工作的熒光監(jiān)測組件和電阻率測定組件這兩套監(jiān)測組件，分別對溶解機構的溶解釜內的油氣水三相的溶解狀態(tài)進行檢測。這兩套監(jiān)測組件之間起到相互驗證的作用，因此檢測出的結果更準確。而且若兩套監(jiān)測組件均檢測到溶解釜內的油氣水三相已達到平衡狀態(tài)，則能判斷在高溫高壓條件下的溶解釜內的油、氣、水已經達到平衡狀態(tài)。
[0012]在一個實施例中，所述熒光監(jiān)測組件包括:
[0013]熒光計，用于產生熒光和接收返回的熒光；
[0014]藍寶石視窗，安裝在溶解釜上；
[0015]至少三根導光筒，其分別對應溶解釜內的油、氣和水三相，與熒光計連接時用于將熒光計產生的熒光引導到藍寶石視窗和將從藍寶石視窗返回的熒光傳給熒光計。通過溶解釜內的油、氣和水三相返回的熒光強度來判斷溶解狀態(tài)。溶解釜內的油、氣和水三相達到溶解平衡時，返回的熒光強度不再發(fā)生變化。
[0016]在一個優(yōu)選的實施例中，所述熒光監(jiān)測組件還包括壓帽、墊片和密封件，所述壓帽為中空狀，壓帽的一端與導光筒連接，壓帽的另一端經墊片將藍寶石視窗抵接在溶解釜的壁面的視窗口上，密封件設在藍寶石視窗與溶解釜的視窗口之間。由于溶解釜工作在高溫高壓條件下，藍寶石視窗由耐高溫高壓的材料制成。另外，壓帽與溶解釜的視窗口之間為螺紋連接，溶解釜的視窗口為靠近外壁面的孔口直徑比靠近內壁面的孔口直徑大的階梯孔，壓帽將藍寶石視窗壓接在溶解釜的視窗口上。為了避免壓帽安裝時對藍寶石視窗造成磨損，壓帽與藍寶石視窗之間設有墊片。密封件用于對溶解釜的視窗口與藍寶石視窗的連接處密封，從而避免在高溫高壓下溶解釜內的流體逸出或流出。
[0017]在一個優(yōu)選的實施例中，所述熒光計連接在滑軌式升降定位支架上，所述熒光計沿滑軌式升降定位支架滑動從而分別與對應溶解釜內的油、氣和水三相的導光筒連接。通過滑軌式升降定位支架能實現一個熒光計與多個導光筒分別連接從而實現監(jiān)測不同位置是否達到平衡狀態(tài)的目的。不僅節(jié)約了設備成本，也避免了因采用不同的熒光計帶來的檢測結果之間的偏差。
[0018]在一個實施例中，高溫高壓溶解機構還包括箱式電加熱爐和磁力攪拌器，其中:
[0019]箱式電加熱爐，用于容納并對耐高溫高壓的溶解釜加熱；
[0020]磁力攪拌器，其中的磁力產生部件設在箱式電加熱爐的外部，其中的攪拌部件伸入溶解釜體的流體內。磁力攪拌器的磁力產生部件價格較高，將其設在箱式電加熱爐的外部，能提高磁力攪拌器的磁力產生部件的使用壽命。從而降低成本。
[0021]在一個實施例中，所述電阻率測定組件包括電阻率巡檢儀和若干組電極，所述電極連接在溶解釜上與溶解釜內的流體接觸，所述電阻率巡檢儀與電極電連接。優(yōu)選地，電阻率巡檢儀為直流低電阻測試儀。
[0022]在一個優(yōu)選的實施例中，設有八組所述電極，八組電極沿溶解釜的壁面等間距從上往下設置。所述電極均為鉬電極。通過設置八組電極，分別檢測溶解釜不同高度位置處的溶解狀態(tài)。
[0023]本發(fā)明所要解決的另一個技術問題是，提供一種能更精確地檢測到平衡狀態(tài)的用于監(jiān)測溶解釜內的油氣水的溶解狀態(tài)的方法。
[0024]針對該技術問題，提供的技術解決方案是，提供一種用于監(jiān)測溶解釜內的油氣水的溶解狀態(tài)的方法，其采用上述的用于監(jiān)測溶解釜內的油氣水的溶解狀態(tài)的裝置，并包括以下步驟:
[0025]通過熒光監(jiān)測組件中返回熒光的變化判斷溶解釜中的油、氣、水三相的溶解狀態(tài)；
[0026]通過電阻率測定組件根據電阻率的變化來判斷溶解釜內的油、氣、水三相的溶解狀態(tài)；
[0027]若在同一時間通過熒光監(jiān)測組件和電阻率測定組件兩種方式監(jiān)測到的溶解狀態(tài)相同，則能判斷該時間溶解釜內的溶解狀態(tài)。
[0028]通過兩種檢測方式相互檢驗，從而能使檢測結果更準確。
[0029]在一個優(yōu)選的實施例中，通過熒光監(jiān)測組件測試溶解釜內的三相溶解狀態(tài)時，若達到溶解平衡狀態(tài)，返回的熒光的強度不再發(fā)生變化。
[0030]在一個優(yōu)選的實施例中，通過電阻率測定組件測試溶解釜內的三相溶解狀態(tài)時，若達到溶解平衡狀態(tài)，通過電阻率測定組件監(jiān)測到的電阻率不再變化。
[0031]進一步地，若通過熒光監(jiān)測組件和電阻率測定組件兩種方式均監(jiān)測到溶解釜內的油氣水三相均達到溶解平衡狀態(tài)，則能判斷溶解釜內油、氣和水三相達到平衡狀態(tài)。對油、氣和水三相的平衡狀態(tài)的判斷更準確。
【附圖說明】
[0032]圖1所示是本發(fā)明的用于監(jiān)測溶解釜內的油氣水的溶解狀態(tài)的裝置的一種具體實施例。
【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0034]如圖1所示為本發(fā)明的用于監(jiān)測溶解釜內的油氣水的溶解狀態(tài)的裝置的一種具體實施例。在該實施例中，該裝置包括耐高溫高壓的溶解釜1、用于給溶解釜I加熱的箱式電加熱爐2以及分別與溶解釜I連接的熒光監(jiān)測組件和電阻率測定組件。
[0035]其中，熒光監(jiān)測組件主要包括用于產生熒光和接收返回的熒光的熒光計3、安裝在溶解釜I上的藍寶石視窗4和對熒光計3的熒光進行引導的導光筒5。其中，導光筒5至少有三個，分別對應溶解釜I內的油、氣和水三相設置。導光筒5與熒光計3為能拆式連接，節(jié)省熒光計3，從而能節(jié)省成本。由于石油具有熒光性，而水與天然氣不發(fā)熒光。因此，當石油溶解于水或天然氣后，水相或氣相也能發(fā)出一定波長的。發(fā)出的熒光再經過導光筒5與藍寶石視窗4反射到熒光計3中測定熒光強度大小。另外，由于在高溫高壓條件下，隨著原油在地層水與天然氣中的溶解增多，水相和氣相的熒光強度會增加。當三相流體相互溶解達到平衡時，熒光強度不再發(fā)生變化。根據上述溶解中熒光強度的變化，能判斷原油在水相與氣相中的溶解狀態(tài)或是否達到了溶解平衡。
[0036]在一個優(yōu)選的實施例中，藍寶石視窗4被壓帽6的一端壓接在溶解釜I的視窗口上。溶解釜I的視窗口為階梯孔狀，階梯