一種流體相態分析裝置及其分析方法制造方法及圖紙

本發明專利技術提供了一種流體相態分析裝置及其分析方法，該流體相態分析裝置包括至少一組分析單元，所述分析單元包括：第一容器、第二容器和樣品轉移器，樣品轉移器通過自身內部空間的體積變化實現測試樣品的精確轉移，并測得樣品的相應參數的變化。該裝置在宏觀上可直接觀察到原油的單相和兩相狀態，微觀上可進行不同相態條件下的P-V關系分析和閃蒸實驗測試，且通過多組精細體積變化的測量，準確獲取地層油的泡點壓力、氣油比、地層體積系數等地層參數。針對高成本的烴類分析純樣品的相態研究問題，該裝置及其分析方法解決了微量樣品基礎相態參數測試的難題，節約了油氣田現場取樣操作成本。

【技術實現步驟摘要】
一種流體相態分析裝置及其分析方法
本專利技術屬于油氣田開發領域，具體涉及一種流體相態分析裝置及其分析方法。
技術介紹
油氣藏流體物性參數是油氣田儲量計算、開發方案編制的重要基礎資料。高溫高壓油氣相態測試一直是評價地層油性質的一種不可缺少的基礎測試，同時是獲取油氣藏流體關鍵相態參數不可或缺的重要測試裝置。而準確地、真實地獲取油藏中的油氣相態參數離不開高溫高壓油氣藏流體相態測試分析儀(簡稱PVT儀)。現有PVT儀主要包括兩種結構：活塞式和柱塞式。活塞式PVT儀為一個運動的活塞介于樣品與工作介質之間，工作介質受溫度和壓力的影響較大，對樣品體積的測試存在較大誤差；加之活塞采用O型圈密封，運動過程中存在一定阻力，會對樣品內部的壓力測試產生一定的影響。柱塞式PVT儀為活塞與絲杠直接連接，由電機帶動絲杠做往復運動，活塞周圍采用8個聚四氟類密封圈通過金屬形變進行密封，在活塞運動過程中對筒內壁產生較大的摩擦，筒內部的溫度影響較大。同時，以上兩種方式均需要至少100-150mL的油氣藏流體樣品。然而，隨著CO2混相驅油技術的在國內外油田現場應用，CO2-地層油混相或近混相狀態復雜多變，油氣混相或近混相區域種類較多，試驗區井下取樣困難且無法保證樣品量，且難以通過一次性測量確定，需要精細的體積變化來確定泡點壓力附近的壓力變化。因此，現存的測試分析裝置已經不能滿足實際測試要求，急需一種新型的流體相態分析裝置及分析方法來克服以上諸多不足。
技術實現思路
為解決上述問題，本申請的目的是提供一種流體相態分析裝置，該裝置可通過多組精細體積變化的測量，獲取地層油的相關物性參數。本申請的另一目的是使用上述流體相態分析裝置進行流體相態分析的方法。為達到上述目的，本申請提供了一種流體相態分析裝置，該裝置包括至少一組分析單元，所述分析單元包括：第一容器、第二容器和樣品轉移器：所述第一容器的體積與第二容器的體積相同；所述第一容器的頂部設有第一管線，所述第一管線上沿向外延伸的方向上依次設有第一閥門和氣量計，所述第一容器設有與樣品轉移器連通的第二管線，所述第二管線上設有第二閥門，用于測量所述第一容器壓力的第二壓力表設于所述第一容器、第一管線或第二管線上；所述第二容器設有與樣品轉移器連通的第三管線，所述第三管線上設有第三閥門，所述第二容器設有第四管線，所述第四管線上設有第四閥門，用于測量所述第二容器壓力的第一壓力表設于所述第二容器、第三管線或第四管線上；所述樣品轉移器包括本體、內部空間和活動件，所述活動件配置為可通過移動使所述內部空間穩定在一定體積狀態或最小體積狀態，并可由上述一種體積狀態逐漸轉換為另一種體積狀態，在體積狀態轉換過程中流體通過所述第二管線和/或第三管線進入或離開所述內部空間。在上述裝置中，第二容器起到儲存初始測試樣品的作用，第二容器中測試樣品通過樣品轉移器定量(每次轉移的樣品量可由活動件移動形成的內部空間控制，在進行P-V測試時需保證每次轉移的樣品體積相等)的轉移入第一容器，在這個過程中獲得一系列P、V數值，滿足相態分析的需要；氣量計用于測量氣體的體積；壓力表用于讀取相應壓力數值；各管線作為油氣樣品流動的通道，其中，第二管線為樣品轉移器中的樣品進入第一容器的通道，第三管線為第二容器中的樣品轉移入樣品轉移器的通道，第四管線為油樣的初始進樣管線；各管線在第一容器、第二容器或樣品轉移器上的位置以滿足相應的功能即可；在各管線上設置閥門，用于控制管線與容器的連通狀態。在上述樣品轉移器中，活動件與本體共同構成了內部空間，為使內部空間實現儲存或完全排出樣品，活動件與本體接觸的面設有必要的常規密封件，且二者的表面形狀設置為相適配；活動件的移動通過常規驅動機構實現，例如電機驅動。在上述樣品轉移器中，所述最小體積狀態是指活動件移動到與對向的本體面緊密接觸時的狀態，此時內部空間的體積接近于0，可使原內部空間中的樣品完全排出(第二管線和第三管線一般設于與活動件移動方向相對的本體面的壁面上，第二管線和第三管線也可共同通過一個設于本體壁面的管線與樣品轉移器實現連通)；所述一定體積狀態是指活動件移動到使內部空間具有一定體積時的狀態。在上述流體相態分析裝置中，優選地，所述一定體積狀態的體積范圍為0.1-0.2mL，優選為0.1mL。在上述流體相態分析裝置中，優選地，所述一定體積狀態為內部空間達到最大體積時的狀態。在上述流體相態分析裝置中，優選地，所述第三管線設于所述第二容器上的位置以滿足至少可轉移出充滿液體狀態下的第二容器內液體體積的二分之一為準。在上述流體相態分析裝置中，優選地，所述第一容器的周壁設有用于測量液體體積的刻度。在上述流體相態分析裝置中，優選地，所述第二壓力表設于所述第二管線上。在上述流體相態分析裝置中，優選地，所述第一壓力表設于所述第三管線上。在上述流體相態分析裝置中，優選地，所述第二閥門和第三閥門設置于靠近樣品轉移器的一端。這種設置方式可盡量減少由于管線內殘存樣品帶來的誤差，同時，必要時還可使第二管線和第四管線盡量短些。在上述流體相態分析裝置中，優選地，所述第一容器和第二容器頂部的材質為藍寶石玻璃。通過藍寶石玻璃可實現宏觀上分別直接觀察到原油的單相和兩相狀態。在上述流體相態分析裝置中，優選地，所述第一容器和第二容器的體積為5-7mL。在上述流體相態分析裝置中，優選地，所述分析單元的數量為3組。在上述流體相態分析裝置中，優選地，所述第一容器和第二容器的底部分別設有排樣管線。測試結束后，可通過排樣管線排出樣品，相比不另設排樣管線的裝置使用更加方便。本專利技術還提供了一種利用上述流體相態分析裝置進行流體相態分析的方法，該方法包括P-V測試或閃蒸測試；其中，進行所述P-V測試的步驟包括：(1)粗測原油A泡點壓力記為Pb0，將第一容器、第二容器和樣品轉移器恒溫至原油A的地層溫度T，各閥門保持關閉，移動樣品轉移器的活動件使內部空間處于體積最小狀態；(2)打開第四閥門引入加壓后的原油，在原油充滿第二容器后繼續加壓注入直至第二容器內的壓力大于Pb0，關閉第四閥門；(3)打開第三閥門，移動活動件使內部空間從體積最小狀態逐漸轉為體積最大狀態，當原油充滿內部空間后關閉第三閥門，讀取第一壓力表讀數記為P11；(4)打開第二閥門，移動樣品轉移器的活動件使內部空間從體積最大狀態逐漸轉為體積最小狀態，此時原油從內部空間轉移入第一容器，然后關閉第二閥門，讀取第二壓力表讀數記為P21；(5)重復步驟(3)和(4)的操作直至第二容器中剩余的原油體積小于第二容器體積的二分之一時結束測量，期間分別記錄第一壓力表和第二壓力表的度數；其中，進行所述閃蒸測試的步驟包括：(1)將第一容器、第二容器和樣品轉移器恒溫至原油A的地層溫度T，各閥門保持關閉，移動樣品轉移器的活動件使內部空間處于體積最小狀態；(2)打開第四閥門引入加壓后的原油，當原油充滿第二容器后打開第三閥門，移動活動件使樣品轉移器的內部空間從體積最小狀態逐漸轉為體積最大狀態，在原油充滿內部空間后繼續加壓注入直至第二容器內的壓力達到原油的地層壓力P后，關閉第三閥門和第四閥門；(3)打開第一閥門和第二閥門，移動活動件使內部空間從體積最大狀態逐漸轉為體積最小狀態，此時原油從內部空間轉移入第一容器，讀取氣量計讀數記為Vg，測量容器1內油樣體積記本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種流體相態分析裝置，該裝置包括至少一組分析單元，所述分析單元包括：第一容器、第二容器和樣品轉移器：所述第一容器的體積與第二容器的體積相同；所述第一容器的頂部設有第一管線，所述第一管線上沿向外延伸的方向上依次設有第一閥門和氣量計，所述第一容器設有與樣品轉移器連通的第二管線，所述第二管線上設有第二閥門，用于測量所述第一容器壓力的第二壓力表設于所述第一容器、第一管線或第二管線上；所述第二容器設有與樣品轉移器連通的第三管線，所述第三管線上設有第三閥門，所述第二容器設有第四管線，所述第四管線上設有第四閥門，用于測量所述第二容器壓力的第一壓力表設于所述第二容器、第三管線或第四管線上；所述樣品轉移器包括本體、內部空間和活動件，所述活動件配置為可通過移動使所述內部空間穩定在一定體積狀態或最小體積狀態，并可由上述一種體積狀態逐漸轉換為另一種體積狀態，在體積狀態轉換過程中流體通過所述第二管線和/或第三管線進入或離開所述內部空間。

【技術特征摘要】
1.一種流體相態分析裝置，該裝置包括至少一組分析單元，所述分析單元包括：第一容器、第二容器和樣品轉移器：所述第一容器的體積與第二容器的體積相同；所述第一容器的頂部設有第一管線，所述第一管線上沿向外延伸的方向上依次設有第一閥門和氣量計，所述第一容器設有與樣品轉移器連通的第二管線，所述第二管線上設有第二閥門，用于測量所述第一容器壓力的第二壓力表設于所述第一容器、第一管線或第二管線上；所述第二容器設有與樣品轉移器連通的第三管線，所述第三管線上設有第三閥門，所述第二容器設有第四管線，所述第四管線上設有第四閥門，用于測量所述第二容器壓力的第一壓力表設于所述第二容器、第三管線或第四管線上；所述樣品轉移器包括本體、內部空間和活動件，所述活動件配置為可通過移動使所述內部空間穩定在一定體積狀態或最小體積狀態，并可由上述一種體積狀態逐漸轉換為另一種體積狀態，在體積狀態轉換過程中流體通過所述第二管線和/或第三管線進入或離開所述內部空間。2.根據權利要求1所述的流體相態分析裝置，其特征在于，所述一定體積狀態的體積范圍為0.1mL-0.2mL。3.根據權利要求2所述的流體相態分析裝置，其特征在于，所述一定體積狀態的體積為0.1mL。4.根據權利要求1-3任一項所述的流體相態分析裝置，其特征在于，所述一定體積狀態為內部空間達到最大體積時的狀態。5.根據權利要求1所述的流體相態分析裝置，其特征在于，所述第三管線設于所述第二容器上的位置以滿足至少可轉移出充滿液體狀態下的第二容器內液體體積的二分之一為準。6.根據權利要求1-3任一項所述的流體相態分析裝置，其特征在于，所述第二壓力表設于所述第二管線上，所述第一壓力表設于所述第三管線上。7.根據權利要求1所述的流體相態分析裝置，其特征在于，所述第一容器和第二容器頂部的材質為藍寶石玻璃。8.根據權利要求1所述的流體相態分析裝置，其特征在于，所述分析單元的數量為3組。9.根據權利要求8所述的流體相態分析裝置，其特征在于，各分析單元中第二容器的第四管線分別與一條外設的原油進樣管線...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張可，馬德勝，李實，陳興隆，
申請(專利權)人：中國石油天然氣股份有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11