[发明专利]一种实验室用原油脱除泥砂装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种原油脱除泥砂装置及原油除砂方法，尤其涉及一种实验室用在高温、高压、密闭条件下脱除原油中除泥砂等杂质的装置及脱除流体中杂质的方法。

背景技术

含泥砂原油样品，利用已有的原油前处理装置及方法，无法将原油中泥砂彻底脱除干净，无法准确测定原油的密度、粘度等关键物性，影响了勘探过程中的储量评价和开发过程中对流体性质的动态监测，为了就解决勘探开发中存在的含泥砂原油问题，为储量评价和勘探地质研究提供准确的基础物性，有必要建立新的原油除砂方法。

目前已有的除砂方法主要集中在现场除砂，而对室内脱除泥砂的方法报道很少，已有的报道主要集中在除砂剂的筛选方面，该方法由于引入除砂剂，不适合以原油物性分析为目的的除砂。室内除砂装置和方法的目的主要是获得不含泥砂的原油样品，获得准确的原油物性数据，所有的方法均不能对原油的组成产生影响。现场设施设备的各项参数范围和实验室内对应方法的仪器设备的参数也存在较大的差异，现场已连续装置为主，室内试验主要是间歇式的设备。

已有的现场原油除砂方法涉及重力沉降、离心分离和过滤分离三种原理

重力沉降：利用固-液两相密度差，在重力场中进行固液分离的过程。为提高固液分离效率，可采用水洗技术，即让夹带砂粒的油水混合物通过活性水层。在重力沉降前常对油水混合物加热，减少液体粘度，以加速固体颗粒的沉降。

离心分离：将悬浮液置于离心力场中，使得固液得以分离的过程。由于在离心场中可以获得很大的惯性力，因此可以实现诸如细微颗粒的悬浮液和稳定乳状液的分离。

过滤分离：利用某种多孔介质来使悬浮液液固分离的过程。在外力作用下，悬浮液中的流体通过介质的孔道，而某种粒径的固体颗粒被截留下来，从而实现固液分离。

单独使用上述除砂方法中的其中一种，均不适用于实验室用原油除砂的前处理工作。

发明内容

针对上述现有技术，根据实验室内原油除砂的特点和要求，结合固液分离的基本原理，本发明提供一种实验室用原油脱除泥砂装置以及利用该装置进行原油除砂的方法，解决了现有的除砂方法不能带压除砂、稠油除砂效果差、耗时长、清洗繁琐等问题，本发明的除砂装置中设有多级筛网，运用氮气与该多级筛网相结合进行除泥砂等杂质的方式，有效地解决了原油中泥砂不能彻底脱除的问题，可以提高除泥砂的效率，经过大量试验表明该方法样品损失少，而且经过除砂处理后，原油的自身性质与组成不发生改变。

为了解决上述技术问题，本发明一种实验室用原油脱除泥砂装置予以实现的技术方案是，包括除砂釜体和样品室顶盖，所述除砂釜体由自上而下相互贯通设置的样品室、样品除砂室和样品冷却沉降室构成；所述样品室顶盖上设有穿入到样品室内的样品温度传感器，所述样品室顶盖设有气源进口，所述气源进口与一样品室进气管路连接，所述样品室进气管路上设有样品室压力传感器、样品室安全阀、样品室放空阀和样品室进气阀；所述样品室和样品除砂室的外围设有加热组件，所述样品除砂室内设有自上而下布置的多级的除砂筛板，所述除砂筛板由过滤筛网构成，所有过滤筛网的孔径是自上而下逐级依次减小，最上层的过滤筛网孔径的最大值为4.75mm，最下层的过滤筛网孔径的最小值为5μm；所述样品冷却沉降室的外围设有夹套式冷却结构，所述样品冷却沉降室内设有从样品冷却沉降室底部穿出的样品冷却沉降室放空管，所述样品冷却沉降室放空管的上端口位于样品冷却沉降室的顶部，所述样品冷却沉降室放空管的下端设有样品冷却沉降室压力表、样品冷却沉降室放空阀和样品冷却沉降室进气阀；所述样品冷却沉降室的底部设有样品冷却沉降室排液管路，所述冷却降室排液管路上设有排液控制阀。

本发明一种实验室用原油脱除泥砂方法，包括以下步骤：

步骤一、取样：

按照《GB/T4756—1998石油液体手工取样法》取含泥砂杂质原油样品，并盛放于一1000mL烧杯内，在50～65℃恒温水浴中，使用800-1000转/分钟搅拌样品45分钟。

取2份均为10克的样品，参照GB/T6531-1986《原油和燃料油中沉淀物测定法-抽提法》测定样品的初始泥砂含量；

取50mL样品，按照SY/T7549-2000《原油粘温曲线的确定-旋转粘度计法》测定出样品在20～90℃的粘度-温度关系式，并根据该粘度-温度关系式计算样品粘度低于500mPa·s时的温度，将此温度作后续步骤中的加热温度；

步骤二、安装多级除砂筛板：