[发明专利]轻质油藏注空气采油原油低温氧化实验方法及装置

说明书

技术领域

本发明是关于石油开发领域中的一种实验方法及装置，尤其涉及一种用于轻质油藏注空气采油原油低温氧化速率和原油性质变化的实验方法及装置。

背景技术

20世纪60年代以来，世界上许多国家都开展过轻质油藏注空气采油技术研究，许多深层轻质油藏开展了注空气矿场试验，均取得了技术上和经济上的成功；所述注空气采油是利用注气井把空气注入油层，以补充和保持油层压力，利用氧化产物烟道气驱效应、氧化生热效应采油的一种措施。所述低温氧化是指在油藏条件下地层原油与注入空气中的氧气发生的氧化反应，反应消耗掉大部分氧气生成醛、酮、酸和少量CO、CO₂和CH₄等气体以及热，反应温度和累计温度不超过350度。

轻质油藏注空气低温氧化开采在我国虽然起步较晚，但由于空气来源广，成本低廉，近几年来受到广泛关注，几个油田还进行了小规模的空气泡沫驱(调驱)现场试验，并取得了很好的效果，但整体上注空气低温氧化相关机理研究不够系统和完善。

轻质油藏注空气开采的缺点是存在不安全因素，即注入空气中的氧气与原油未完全发生低温氧化反应时，产出气中烃类气体与氧气混合容易发生爆炸；低渗透油藏注空气另外一个特点就是低温氧化后原油性质会发生变化，比如粘度变化、组分变化等，这些原油性质的变化有可能对低渗透油藏的孔隙结构造成伤害，这就严格要求前期做好低温氧化的相关实验研究，在此基础上合理优化注采参数。

目前，虽然国内外在轻质油藏注空气开发低温氧化实验模拟方法和装置的研究方面开展了大量的工作，但是，对于开展原油低温氧化研究现有实验方法和装置仍存在以下不足：1)未考虑油气密度差造成的重力分异作用，原油发生低温氧化仍然是在油气界面和溶解在原油里的氧气参与反应，实验结果可信度较差；2)动态驱替过程装置考虑不周容易造成气体窜流，造成样品低温氧化反应不均，实验结果可信度较差；3)不具备压力、温度和体积数据多通道采集系统；4)实验流程自动化程度不高；5)不具备产出气体在线实时监测功能；6)数据采集多为人工读数，这会造成很多人为误差。

有鉴于此，本发明人凭借多年的相关设计和制造经验，提出一种轻质油藏注空气采油原油低温氧化实验方法及装置，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轻质油藏注空气采油原油低温氧化实验方法及装置，能够同时采集分析游离空气和溶解空气组分，以保证分析结果的准确性；并能够提高实验研究自动化和可靠性程度。

本发明的另一目的在于提供一种轻质油藏注空气采油原油低温氧化实验方法及装置，能够提高反应器内样品受热均匀性和原油低温氧化整体同步性。

本发明的目的是这样实现的，一种轻质油藏注空气采油原油低温氧化实验装置，所述实验装置由注入系统、模型系统、数据采集及控制系统、第一产出系统、第二产出系统、第一分析系统和第二分析系统组成；该模型系统能围绕其上一转动中心上下摆动，该模型系统的一侧导通连接于注入系统，该模型系统的上端连接于并联设置的收集游离气体的第一产出系统和收集活油的第二产出系统，所述第一产出系统的输出端连通于第一分析系统，所述第二产出系统分离出的溶解气体取样端连通于第一分析系统，第二产出系统分离出的原油取样端连通于第二分析系统；所述模型系统还连接于数据采集及控制系统。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一产出系统由第一阀门和第一气体计量计顺序连接构成，该第一气体计量计的出口连通于第一分析系统；所述第二产出系统由第二阀门、气液分离器和第二气体计量计顺序连接构成，该第二气体计量计的出口连通于第一分析系统，所述气液分离器的底部设有液体取样阀门，该液体取样阀门连通于第二分析系统；所述第一分析系统由一气相色谱分析仪构成；所述第二分析系统由一液相色谱分析仪和一落球粘度计构成。

在本发明的一较佳实施方式中，所述模型系统包括一筒形反应器，反应器固定设置在一加热器内，反应器和加热器之间充填有惰性气体，加热器外部设有保温装置；所述反应器内密封设有一活塞，在反应器内且位于所述活塞上侧横向设有一能沿反应器内壁上下滑动的筛状搅拌器。

在本发明的一较佳实施方式中，所述反应器由耐腐蚀材料制成，反应器的工作压力为0～70MPa；所述反应器内位于其上、中、下部位分别设有一温度传感器，反应器内还设有一压力传感器；所述活塞上连接一位移传感器；所述模型系统由一反应器摆动电机驱动围绕转动中心上下摆动。