动态测定CO |
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| 申请号 | CN201710376823.8 | 申请日 | 2017-05-25 | 公开(公告)号 | CN107219322A | 公开(公告)日 | 2017-09-29 |
| 申请人 | 浙江海洋大学; | 发明人 | 赵东锋; 殷丹丹; 竺柏康; 高建丰; 宋付权; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种动态测定CO2‑ 原油 作用生成 沥青 质沉淀量的方法，利用第一ISCO 泵 通过原油 活塞 容器将原油灌入反应釜，再利用第二ISCO泵通过CO2活塞容器将CO2通入反应釜，并利用第二ISCO泵来控制CO2的压强，通过CCD摄像头和电脑实时观察原油‑CO2层的图像，并用 图像分析 软件 测定沥青质沉淀的面积和颗粒的尺寸分布，通过沥青质沉积量间接测定法测定出少量储层条件下的沉淀量，通过这几个测定值对前面实验中获取的沥青质沉积图像进行标定，建立图像中沉淀 覆盖 比例与沥青质沉淀量线性关系。有益效果为：本发明装置简单，成本低廉，操作方便，可通过CCD摄像头和电脑实时观察原油‑CO2层的图像。 | ||||||
| 权利要求 | 1.动态测定CO2-原油作用生成沥青质沉淀量的方法，其特征在于：利用第一ISCO泵（1）通过原油活塞容器（2）将原油灌入反应釜（3），再利用第二ISCO泵（5）通过CO2活塞容器（4）将CO2通入反应釜（3），并利用第二ISCO泵（5）来控制CO2的压强，通过CCD摄像头和电脑实时观察原油-CO2层的图像，并用图像分析软件测定沥青质沉淀的面积和颗粒的尺寸分布，通过沥青质沉积量间接测定法测定出少量储层条件下的沉淀量，通过这几个测定值对前面实验中获取的沥青质沉积图像进行标定，建立图像中沉淀覆盖比例与沥青质沉淀量线性关系。 |
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| 说明书全文 | 动态测定CO2-原油作用生成沥青质沉淀量的方法技术领域[0001] 本发明涉及原油采收技术领域，具体是一种动态测定CO2-原油作用生成沥青质沉淀量的方法。 背景技术[0002] CO2驱是一种非常有效的提高原油采收率的方法，它不但能有效提高原油采收率，还能显著降低温室气体排放量。在CO2注入储层后，CO2会引起原油中的沥青质发生絮凝和沉淀，沉淀的沥青质也会堵塞岩石孔喉，降低孔隙度和渗透率，改变岩石的润湿性，对CO2驱提高采收率造成影响。测定CO2驱过程中CO2与原油作用引起的沥青质沉淀量是研究关键。 [0004] 沥青质在原油中的存在形式存在多种理论，目前，沥青质胶质束模型是普遍认同的理论之一。理论认为沥青质分子相互结合形成胶核，油相中的胶质分子吸附在胶核表面形成溶剂化层，油相中的单体分子与胶质分子处在一个动态平衡过程中。 [0005] 沥青质在原油中是以分散胶体的形式存在的，以沥青质分子团为核心，外围围着胶质形成胶束，胶束分散在原油体系中。沥青质能在原油体系中分散存在，关键是胶质作为胶溶剂的存在。体系中的胶质含量不足时，胶束的溶剂化层的厚度不够厚，就不能形成胶束，沥青质分子就会进一步结合形成更大的分子团，从而产生沥青质絮凝和沉淀。 [0006] 在CO2驱油过程中，注入的CO2溶于原油中，随着CO2在原油中的浓度增加，大量的CO2小分子占据了沥青质分子团表面的空间，使胶质的浓度相对降低，这样导致沥青质分子团形成的胶束溶剂化层达不到一定的厚度，或者形不成胶束。沥青质分子就会进一步结合，形成更大的分子团，从而产生沥青质絮凝和沉淀。并且，随着注入压力的升高，CO2在原油中的溶解量增加，原油中的小分子组分也随着增加，作为沥青质稳定剂的胶质的浓度进一步降低，沥青质分子团更易于结合从而发生絮凝和沉淀。图1是CO2溶入后沥青质沉淀过程的示意图。在CO2混相驱替过程中，CO2在原油中的溶解量增大，从而导致在混相区域原油中的沥青质更容易形成沉淀。 [0007] 沥青质沉淀的定量化研究。实验研究的方法主要有PVT釜实验、静态平衡测试、光学分析、频率影像分析等方法。PVT釜实验耗时长，静态平衡测试古窑侧重常温常压条件下，光学分析、频率影像分析得到的是间接信号，不能观测到沥青质的真实情况，并且设备极其复杂，造价很高。 发明内容[0008] 本发明的目的在于提供一种可清晰实时观察原油-CO2层的图像，并可观察沥青质从CO2饱和的原油层沉淀的临界压力点，建立图像中沉淀覆盖比例与沥青质沉淀量线性关系的动态测定CO2-原油作用生成沥青质沉淀量的方法。 [0009] 本发明针对背景技术中提到的问题，采取的技术方案为：动态测定CO2-原油作用生成沥青质沉淀量的方法：利用第一ISCO泵通过原油活塞容器将原油灌入反应釜，再利用第二ISCO泵通过CO2活塞容器将CO2通入反应釜，并利用第二ISCO泵来控制CO2的压强，通过CCD摄像头和电脑实时观察原油-CO2层的图像，并用图像分析软件测定沥青质沉淀的面积和颗粒的尺寸分布，通过沥青质沉积量间接测定法测定出少量储层条件下的沉淀量，通过这几个测定值对前面实验中获取的沥青质沉积图像进行标定，建立图像中沉淀覆盖比例与沥青质沉淀量线性关系。 [0010] 上述测定方法基于动态测定CO2-原油作用生成沥青质沉淀量的实验装置，其结构包括反应釜和位于反应釜上方的显微镜，反应釜侧面连接有CO2活塞容器，另一侧面连接有原油活塞容器；显微镜与电脑相连。反应釜为可视高温高压反应釜整体为圆柱体，反应釜内部腔体也是圆柱体，使用温度范围为0 100℃，最大承受压力是25Mpa。反应釜至上而下包括~可视窗口、CO2层和原油层，下方设有毛玻璃片和冷光源，用来为CO2饱和油层提供充足的光照。CO2活塞容器与第二ISCO泵相连；原油活塞容器与第一ISCO泵相连，反应釜的内压力通过第二ISCO泵注入CO2来控制，反应釜的温度用一个高精度的加热装置控制。显微镜上安装有CCD摄像头，图像的分辨率由操作者控制，通过CCD摄像头和电脑实时观察原油-CO2层的图像，并且可将拍到的图片储存在图像处理软件中，用于进一步处理。 [0011] 与现有技术相比，本发明的优点在于：1）本发明装置简单，成本低廉，操作方便，可通过CCD摄像头和电脑实时观察原油-CO2层的图像；2）在高压下，可以清楚地看到在亚克力板上沉淀的沥青质，尤其是可以观察到沥青质从CO2饱和的原油层沉淀的临界压力点；3）可通过图像分析软件测定沥青质沉淀的面积和颗粒的尺寸分布，通过沥青质沉积量间接测定法测定出少量储层条件下的沉淀量，并通过这几个测定值对获取的沥青质沉积图像进行标定，建立图像中沉淀覆盖比例与沥青质沉淀量线性关系。附图说明 [0013] 附图标记说明：1第一ISCO泵；2原油活塞容器；3反应釜；31可视窗口；32CO2层；33原油层；34冷光源；35毛玻璃；4 CO2活塞容器；5第二ISCO泵；6显微镜；7电脑。具体实施例 [0014] 下面通过实施例对本发明方案作进一步说明：实施例1： 动态测定CO2-原油作用生成沥青质沉淀量的方法：利用第一ISCO泵1通过原油活塞容器2将原油灌入反应釜3，再利用第二ISCO泵5通过CO2活塞容器4将CO2通入反应釜3，并利用第二ISCO泵5来控制CO2的压强，通过CCD摄像头和电脑实时观察原油-CO2层的图像，并用图像分析软件测定沥青质沉淀的面积和颗粒的尺寸分布，通过沥青质沉积量间接测定法测定出少量储层条件下的沉淀量，通过这几个测定值对前面实验中获取的沥青质沉积图像进行标定，建立图像中沉淀覆盖比例与沥青质沉淀量线性关系。 [0015] 上述测定方法基于动态测定CO2-原油作用生成沥青质沉淀量的实验装置，其结构包括反应釜3和位于反应釜3上方的显微镜6，反应釜3侧面连接有CO2活塞容器4，另一侧面连接有原油活塞容器2；显微镜6与电脑7相连。反应釜3为可视高温高压反应釜整体为圆柱体，反应釜3内部腔体也是圆柱体，使用温度范围为0 100℃，最大承受压力是25Mpa。反应釜~3至上而下包括可视窗口31、CO2层32和原油层33，下方设有毛玻璃片35和冷光源34，用来为CO2饱和油层提供充足的光照。CO2活塞容器4与第二ISCO泵5相连；原油活塞容器2与第一ISCO泵1相连，反应釜3的内压力通过第二ISCO泵5注入CO2来控制，反应釜3的温度用一个高精度的加热装置控制。显微镜6上安装有CCD摄像头，图像的分辨率由操作者控制，通过CCD摄像头和电脑实时观察原油-CO2层的图像，并且可将拍到的图片储存在图像处理软件中，用于进一步处理。 [0016] 实施例2：动态测定CO2-原油作用生成沥青质沉淀量的方法：利用第一ISCO泵1通过原油活塞容器2将原油灌入反应釜3，再利用第二ISCO泵5通过CO2活塞容器4将CO2通入反应釜3，并利用第二ISCO泵5来控制CO2的压强，通过CCD摄像头和电脑实时观察原油-CO2层的图像，并用图像分析软件测定沥青质沉淀的面积和颗粒的尺寸分布，通过沥青质沉积量间接测定法测定出少量储层条件下的沉淀量，通过这几个测定值对前面实验中获取的沥青质沉积图像进行标定，建立图像中沉淀覆盖比例与沥青质沉淀量线性关系。 [0017] 上述测定方法基于动态测定CO2-原油作用生成沥青质沉淀量的实验装置，其结构包括反应釜3和位于反应釜3上方的显微镜6，反应釜3侧面连接有CO2活塞容器4，另一侧面连接有原油活塞容器2；显微镜6与电脑7相连。反应釜3为可视高温高压反应釜整体为圆柱体，反应釜3内部腔体也是圆柱体，使用温度范围为0 100℃，最大承受压力是25Mpa。反应釜~3至上而下包括可视窗口31、CO2层32和原油层33，下方设有毛玻璃片35和冷光源34，用来为CO2饱和油层提供充足的光照。CO2活塞容器4与第二ISCO泵5相连；原油活塞容器2与第一ISCO泵1相连，反应釜3的内压力通过第二ISCO泵5注入CO2来控制，反应釜3的温度用一个高精度的加热装置控制。显微镜6上安装有CCD摄像头，图像的分辨率由操作者控制，通过CCD摄像头和电脑实时观察原油-CO2层的图像，并且可将拍到的图片储存在图像处理软件中，用于进一步处理。 [0018] 每次实验前，用苯清洗反应釜3，并用氮气吹干，然后抽真空。先注入5MPa的CO2气体，把温度设定到实验温度，在压力稳定后，利用第二ISCO泵5压缩装满CO2的活塞容器4，使反应釜3内压力稳定在9MPa（高于原油泡点压力，防止原油脱气）。接下来可编程的第一ISCO泵1将2.5cm3的原油注入到反应釜中。选择注入少量的原油目的是为了能在视窗上形成约为0.03cm很薄的一层油层，这样可以使光源充分照亮。然后通过显微镜6观察轻质原油-CO2体系层中原油的图像，通过CCD摄像头和电脑实时观察原油-CO2层的图像。通过这种方式，高压下，可以清楚地看到在亚克力板上沉淀的沥青质。尤其是也可以观察到沥青质从CO2饱和的原油层沉淀的临界压力点。通过第二ISCO泵5压缩装满CO2的活塞容器4，使反应釜3内压力缓慢升高到下一个压力点，重复上面的实验过程。然后用图像分析软件测定沥青质沉淀的面积和颗粒的尺寸分布。 [0019] 实施例3：动态测定CO2-原油作用生成沥青质沉淀量的方法：利用第一ISCO泵1通过原油活塞容器2将原油灌入反应釜3，再利用第二ISCO泵5通过CO2活塞容器4将CO2通入反应釜3，并利用第二ISCO泵5来控制CO2的压强，通过CCD摄像头和电脑实时观察原油-CO2层的图像，并用图像分析软件测定沥青质沉淀的面积和颗粒的尺寸分布，通过沥青质沉积量间接测定法测定出少量储层条件下的沉淀量，通过这几个测定值对前面实验中获取的沥青质沉积图像进行标定，建立图像中沉淀覆盖比例与沥青质沉淀量线性关系。 [0020] 上述测定方法基于动态测定CO2-原油作用生成沥青质沉淀量的实验装置，其结构包括反应釜3和位于反应釜3上方的显微镜6，反应釜3侧面连接有CO2活塞容器4，另一侧面连接有原油活塞容器2；显微镜6与电脑7相连。反应釜3为可视高温高压反应釜整体为圆柱体，反应釜3内部腔体也是圆柱体，使用温度范围为0 100℃，最大承受压力是25Mpa。反应釜~3至上而下包括可视窗口31、CO2层32和原油层33，下方设有毛玻璃片35和冷光源34，用来为CO2饱和油层提供充足的光照。CO2活塞容器4与第二ISCO泵5相连；原油活塞容器2与第一ISCO泵1相连，反应釜3的内压力通过第二ISCO泵5注入CO2来控制，反应釜3的温度用一个高精度的加热装置控制。显微镜6上安装有CCD摄像头，图像的分辨率由操作者控制，通过CCD摄像头和电脑实时观察原油-CO2层的图像，并且可将拍到的图片储存在图像处理软件中，用于进一步处理。 [0021] 毛玻璃片3表面涂有透明涂层，其成份及其重量份为：10 20份纳米TiO2，15 30份~ ~水性聚氨酯，2 6份无水乙醇，3 8份正丁醇，0.02 0.03份流平剂，0.8 1.2份消泡剂和0.04~ ~ ~ ~ ~ 0.06份增稠剂，1 4份甲醇-官能硅氧烷树脂和0.6 1.2份聚硅氧烷。甲醇-官能硅氧烷树脂~ ~ 和聚硅氧烷通过水性聚氨酯使冷光源发出的光线发生漫反射，从而使光线均匀照射在反应釜中，防止因光线强弱不一造成观察误差，同时不会降低光线的亮度，造成能源的浪费。 [0022] 每次实验前，用苯清洗反应釜3，并用氮气吹干，然后抽真空。先注入5MPa的CO2气体，把温度设定到实验温度，在压力稳定后，利用第二ISCO泵5压缩装满CO2的活塞容器4，使反应釜3内压力稳定在9MPa（高于原油泡点压力，防止原油脱气）。接下来可编程的第一ISCO泵1将2.5cm3的原油注入到反应釜中。选择注入少量的原油目的是为了能在视窗上形成约为0.03cm很薄的一层油层，这样可以使光源充分照亮。然后通过显微镜6观察轻质原油-CO2体系层中原油的图像，通过CCD摄像头和电脑实时观察原油-CO2层的图像。通过这种方式，高压下，可以清楚地看到在亚克力板上沉淀的沥青质。尤其是也可以观察到沥青质从CO2饱和的原油层沉淀的临界压力点。通过第二ISCO泵5压缩装满CO2的活塞容器4，使反应釜3内压力缓慢升高到下一个压力点，重复上面的实验过程。然后用图像分析软件测定沥青质沉淀的面积和颗粒的尺寸分布。 [0023] 本发明的操作步骤中的常规操作为本领域技术人员所熟知，在此不进行赘述。 [0024] 以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本发明的保护范围之内。 |
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