一種用于稠油霧化摻稀降粘的模擬系統(tǒng)及模擬方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)提出了一種用于稠油霧化摻稀降粘的模擬系統(tǒng)，包括：主管，其包括外筒和同心設(shè)置在所述外筒內(nèi)的內(nèi)筒，在所述外筒和所述內(nèi)筒之間形成有環(huán)空部分；設(shè)置在所述主管上的油氣霧化裝置，其包括與所述環(huán)空部分連通的噴嘴；與所述主管連通的油罐，所述油罐通過(guò)連接管道分別與所述主管連通而形成閉合的循環(huán)系統(tǒng)；其中，在所述主管的下端入口與所述油罐之間設(shè)有管道泵，所述油氣霧化裝置形成的霧化液滴進(jìn)入所述環(huán)空部分下行，且在氣體壓力作用下與所述主管底部的稠油及氣體摻混而形成混合液，形成的混合液在壓力的作用下沿著所述內(nèi)筒向上舉升以進(jìn)行氣舉開(kāi)采，從而模擬稠油霧化氣舉開(kāi)采的過(guò)程。本發(fā)明專利技術(shù)還提供了一種用于稠油霧化摻稀降粘的模擬方法。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種用于稠油霧化摻稀降粘的模擬系統(tǒng)及模擬方法
本專利技術(shù)屬于采油工程
，具體地涉及一種用于稠油霧化摻稀降粘的模擬系統(tǒng)。本專利技術(shù)還涉及一種用于稠油霧化摻稀降粘的模擬方法。
技術(shù)介紹
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)對(duì)石油的需求也飛速增加。我國(guó)原油進(jìn)口量居全球第二，且對(duì)外依賴度超過(guò)了60％。石油產(chǎn)量已經(jīng)成為影響國(guó)家安全的重要因素。然而，我國(guó)稠油份額占石油剩余可采儲(chǔ)量的40％，因此，研發(fā)高效、環(huán)保、低成本的稠油開(kāi)采新技術(shù)顯得尤為重要。稠油中輕質(zhì)組分含量低，而膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量高。此外，稠油粘度對(duì)溫度敏感，隨著稠油溫度的升高其粘度顯著降低，稠油熱采的主要機(jī)理主要基于這一特點(diǎn)。然而，與常規(guī)輕質(zhì)原油相比，稠油的粘度高、密度大、流動(dòng)性差。這不僅增加了稠油的開(kāi)采難度和成本，而且降低了油田的最終采收率。由此，改善稠油流動(dòng)性成為解決稠油開(kāi)采問(wèn)題的關(guān)鍵。現(xiàn)有技術(shù)中有一種稠油開(kāi)采技術(shù)，以塔河油田采取的摻稀降粘的方法為例，即以稀油作為動(dòng)力液的水力噴射泵，向井筒內(nèi)注入稀油，同時(shí)入口注入氣體，在壓力的作用下稀油及氣體與井筒底部的稠油進(jìn)行摻混。在稠油中摻入適量稀油后其黏度將明顯降低，混合液密度下降，能夠改善井筒的流通環(huán)境。然而，稀油與稠油在井底僅僅依靠泵的抽吸作用來(lái)混合。不注氣時(shí)，稠油黏聚成一團(tuán)，稠油與稀油的混合過(guò)程不明顯，其混合均勻程度低。注入氣體時(shí)，氣體對(duì)稠油和稀油產(chǎn)生了明顯的攪拌作用，但是當(dāng)天然氣進(jìn)入油管內(nèi)，未與稠油均勻摻混時(shí)，會(huì)形成氣竄，使得稠油產(chǎn)液量小于注入的稀油量，從而導(dǎo)致氣舉效率大幅降低。在實(shí)際生產(chǎn)中，利用注入稀油降粘的經(jīng)濟(jì)效益較差。該技術(shù)對(duì)稀油的需求量大，稠油摻稀生產(chǎn)時(shí)常面臨著稀油資源供應(yīng)不足的問(wèn)題，且把稀油摻入稠油，對(duì)稠油和稀油的品質(zhì)都有較大影響。此外，采用摻稀混合方法雖然降低了稠油混合液的粘度，但是稀油在摻入前須經(jīng)過(guò)預(yù)處理，這在一定程度上增加了能源消耗。稀油和稠油混合共管外輸時(shí)，增加了輸送量。在價(jià)格上，稀油也高于稠油。這些都嚴(yán)重影響了稠油開(kāi)采的經(jīng)濟(jì)效益。目前，隨著摻稀降粘工藝的推廣應(yīng)用，上述中的各問(wèn)題顯得越來(lái)越明顯。為了緩解這些問(wèn)題，急需對(duì)目前的摻稀工藝進(jìn)行合理優(yōu)化，并且摻稀混合的流動(dòng)流態(tài)變化也亟待觀察記錄以進(jìn)行分析。然而，現(xiàn)有井筒模擬實(shí)驗(yàn)裝置均無(wú)法模擬霧化后的稀油和天然氣混合流體與稠油摻混井筒流動(dòng)過(guò)程。因此，亟需一種可視化的稠油霧化摻稀降粘模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，以便指導(dǎo)稠油油田霧化摻稀降粘開(kāi)采。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對(duì)至少一些如上所述的技術(shù)問(wèn)題，本專利技術(shù)旨在提出一種用于稠油霧化摻稀降粘的模擬系統(tǒng)，其能夠?qū)⒖烧{(diào)式油氣霧化裝置與井筒流動(dòng)模擬相結(jié)合，并通過(guò)油氣霧化裝置形成霧化液滴，且能夠模擬稀油液滴和天然氣混合物與稠油在井筒內(nèi)的摻混及流動(dòng)過(guò)程，從而模擬稠油霧化氣舉開(kāi)采的過(guò)程。本專利技術(shù)還提供了一種用于稠油霧化摻稀降粘的模擬方法。為此，根據(jù)本專利技術(shù)提出了一種用于稠油霧化摻稀降粘的模擬系統(tǒng)，包括：豎直布置的主管，所述主管包括外筒和同心設(shè)置在所述外筒內(nèi)的內(nèi)筒，在所述外筒和所述內(nèi)筒之間形成有環(huán)空部分；設(shè)置在所述主管的側(cè)壁上端的油氣霧化裝置，其包括設(shè)置在所述外筒側(cè)壁上且與所述環(huán)空部分連通的噴嘴；與所述主管連通的油罐，所述油罐通過(guò)連接管道分別與所述主管的上端和下端連通而形成閉合的循環(huán)系統(tǒng)；其中，在所述主管的下端入口與所述油罐之間設(shè)有管道泵，注入所述油氣霧化裝置的氣體和稀油形成霧化液滴并從所述噴嘴噴出，以進(jìn)入所述環(huán)空部分并下行，且在氣體的壓力作用下與所述主管底部的來(lái)自所述油罐的稠油及氣體摻混而形成混合液，形成的混合液能夠在所述管道泵和氣體壓力的作用下沿著所述內(nèi)筒向上舉升以進(jìn)行氣舉開(kāi)采，從而模擬稠油霧化氣舉開(kāi)采的過(guò)程。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，在所述連接管道的靠近所述主管的連通口處分別設(shè)有第一單向閥和第二單向閥，所述第一單向閥和所述第二單向閥分別用于控制所述混合液和所述油罐內(nèi)的稠油的流向。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述油氣霧化裝置包括進(jìn)液口和進(jìn)氣口，且所述油氣霧化裝置構(gòu)造成能夠調(diào)節(jié)所述噴嘴的噴射角度和噴射壓力，以形成不同粒徑的霧化液滴。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，在所述噴嘴和所述外筒的內(nèi)壁上設(shè)有若干壓力傳感器，用于測(cè)量所述環(huán)空部分的壓降。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述外筒采用透明材料制成，且在所述主管側(cè)部架設(shè)有攝像機(jī)，所述攝像機(jī)能夠透過(guò)所述外筒拍攝霧化液滴下行以及與稠油摻混的過(guò)程和形態(tài)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述連接管道之間采用法蘭連接，所述連接管道與所述主管之間采用變徑法蘭連接。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，還包括測(cè)量系統(tǒng)，所述測(cè)量系統(tǒng)用于測(cè)量并分析所述油氣霧化裝置形成的霧化液滴的粒徑分布。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，在所述油罐的上方設(shè)有注液口，在所述油罐的下方設(shè)有出液口，且所述注液口和所述出液口均安裝有變徑接口。一種用于稠油霧化摻稀降粘的模擬方法，使用上述的模擬系統(tǒng)，包括以下步驟：打開(kāi)所述第一單向閥和所述第二單向閥以使所述油罐內(nèi)的稠油注入到所述主管的底部，直至所述主管的底部的稠油液面與所述油罐內(nèi)的稠油液面等高關(guān)閉所述第一單向閥；啟動(dòng)所述油氣霧化裝置并分別向所述油氣霧化裝置注入氣體和稀油，以形成霧化液滴并從所述噴嘴噴出進(jìn)入所述環(huán)空部分；形成的霧化液滴在所述環(huán)空部分下行，并在氣體壓力作用下與所述主管底部的來(lái)自所述油罐的稠油以及氣體摻混而形成混合液；開(kāi)啟所述管道泵，使形成的混合液在所述管道泵和氣體壓力的作用下沿著所述內(nèi)筒向上舉升，以進(jìn)行氣舉開(kāi)采，從而模擬稠油霧化氣舉開(kāi)采的過(guò)程。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述氣體為天然氣，且天然氣和稀油等體積等流量地注入所述油氣霧化裝置。附圖說(shuō)明下面將參照附圖對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)行說(shuō)明。圖1示意性地顯示了根據(jù)本專利技術(shù)的用于稠油霧化摻稀降粘的模擬系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。在本申請(qǐng)中，所有附圖均為示意性的附圖，僅用于說(shuō)明本專利技術(shù)的原理，并且未按實(shí)際比例繪制。具體實(shí)施方式下面通過(guò)附圖來(lái)對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)行介紹。需要說(shuō)明的是，本申請(qǐng)中使用的方向性用語(yǔ)或限定詞“上”、“下”、“左”、“右”等均是針對(duì)所參照的附圖1而言。它們并不用于限定所涉及零部件的絕對(duì)位置，而是可以根據(jù)具體情況而變化。圖1示意性地顯示了根據(jù)本專利技術(shù)的用于稠油霧化摻稀降粘的模擬系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)。如圖1所示，模擬系統(tǒng)100包括主管110，主管110作為模擬系統(tǒng)100的主體。主管110垂直于水平面豎直布置，主管110包括若干節(jié)固定連接的外筒111和若干節(jié)固定連接內(nèi)筒112，內(nèi)筒112同心布置在外筒111的內(nèi)部。在一個(gè)實(shí)施例中，相鄰的外筒111之間及相鄰的內(nèi)筒112之間均通過(guò)法蘭形成固定連接。內(nèi)筒112的直徑小于外筒111的直徑，從而在內(nèi)筒112和外筒111之間形成了環(huán)空部分113。在本實(shí)施例中，內(nèi)筒112采用不銹鋼材料制成的套管。外筒111采用透明材料制成，優(yōu)選地，外筒111采用透明的PVC材料制成的套管。如圖1所示，在主管110的側(cè)壁上端設(shè)有油氣霧化裝置120。油氣霧化裝置120固定連接在外筒111的側(cè)壁上，且與環(huán)空部分113連通。油氣本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種用于稠油霧化摻稀降粘的模擬系統(tǒng)，其特征在于，包括：/n豎直布置的主管(110)，所述主管包括外筒(111)和同心設(shè)置在所述外筒內(nèi)的內(nèi)筒(112)，在所述外筒和所述內(nèi)筒之間形成有環(huán)空部分(113)；/n設(shè)置在所述主管的側(cè)壁上端的油氣霧化裝置(120)，其包括設(shè)置在所述外筒側(cè)壁上且與所述環(huán)空部分連通的噴嘴(122)；/n與所述主管連通的油罐(130)，所述油罐通過(guò)連接管道分別與所述主管的上端和下端連通而形成閉合的循環(huán)通道；/n其中，在所述主管的下端入口與所述油罐之間設(shè)有管道泵(140)，注入所述油氣霧化裝置的氣體和稀油形成霧化液滴并從所述噴嘴噴出，以進(jìn)入所述環(huán)空部分并下行，且在氣體的壓力作用下與所述主管底部的來(lái)自所述油罐的稠油及氣體摻混而形成混合液，形成的混合液能夠在所述管道泵和氣體壓力的作用下沿著所述內(nèi)筒向上舉升以進(jìn)行氣舉開(kāi)采，從而模擬稠油霧化氣舉開(kāi)采的過(guò)程。/n

【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于稠油霧化摻稀降粘的模擬系統(tǒng)，其特征在于，包括：
豎直布置的主管(110)，所述主管包括外筒(111)和同心設(shè)置在所述外筒內(nèi)的內(nèi)筒(112)，在所述外筒和所述內(nèi)筒之間形成有環(huán)空部分(113)；
設(shè)置在所述主管的側(cè)壁上端的油氣霧化裝置(120)，其包括設(shè)置在所述外筒側(cè)壁上且與所述環(huán)空部分連通的噴嘴(122)；
與所述主管連通的油罐(130)，所述油罐通過(guò)連接管道分別與所述主管的上端和下端連通而形成閉合的循環(huán)通道；
其中，在所述主管的下端入口與所述油罐之間設(shè)有管道泵(140)，注入所述油氣霧化裝置的氣體和稀油形成霧化液滴并從所述噴嘴噴出，以進(jìn)入所述環(huán)空部分并下行，且在氣體的壓力作用下與所述主管底部的來(lái)自所述油罐的稠油及氣體摻混而形成混合液，形成的混合液能夠在所述管道泵和氣體壓力的作用下沿著所述內(nèi)筒向上舉升以進(jìn)行氣舉開(kāi)采，從而模擬稠油霧化氣舉開(kāi)采的過(guò)程。


2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬系統(tǒng)，其特征在于，在所述連接管道的靠近所述主管的連通口處分別設(shè)有第一單向閥(142)和第二單向閥(144)，所述第一單向閥和所述第二單向閥分別用于控制所述混合液和所述油罐內(nèi)的稠油的流向。


3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述油氣霧化裝置包括進(jìn)液口(123)和進(jìn)氣口(124)，且所述油氣霧化裝置構(gòu)造成能夠調(diào)節(jié)所述噴嘴的噴射角度和噴射壓力，以形成不同粒徑的霧化液滴。


4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的模擬系統(tǒng)，其特征在于，在所述噴嘴和所述外筒的內(nèi)壁上設(shè)有若干壓力傳感器(126)，用于測(cè)量所述環(huán)空部分的壓降。


5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：牛駿，柯文奇，徐文凱，蘇建政，張汝生，許晶禹，柴國(guó)興，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)石油化工股份有限公司，中國(guó)石油化工股份有限公司石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京;11