[发明专利]一种蒸汽取样系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及稠油热采领域，特别涉及一种蒸汽取样系统和方法。

背景技术

稠油是指在地层条件下原油粘度大于50mPa.s（毫帕·秒）或油层温度下脱气原油粘度大于100mPa.s的高粘度重质原油。在油田的石油开采中，由于稠油具有特殊的高粘度和高凝固点的特性，在储层和井筒中流动性差，常规开采采收率低，即无法保证正常的经济产量。为了保证合理的采收率，往往通过降低原油的粘度来采油。

现有技术中的稠油开采技术包括热采技术，即应用注蒸汽设备（一种湿蒸汽发生器），首先将水转化为干度（蒸汽中汽的含量）为75%的湿饱和蒸汽。之后所述注蒸汽设备将所述75%干度的湿饱和蒸汽注入井下，通过湿饱和蒸汽中热量向油层的传递实现对油层的加热，从而降低原油粘度，进而提高采收率。所述热采技术工艺主要包括蒸汽吞吐、蒸汽驱、SAGD（蒸汽辅助重力卸油技术）三大工艺。

注蒸汽设备出口蒸汽干度为75%的湿饱和蒸汽经过地面传输、井筒传输后，由于传输过程中的损失，到达井下后蒸汽干度仅为30%-40%。而前述热采技术工艺中的蒸汽吞吐、蒸汽驱和SAGD分别要求≥50%、≥50%和≥70%的井底蒸汽干度。因此到达井下后蒸汽干度仅为30%-40%湿饱和蒸汽显然无法满足热采技术工艺的要求。特别是目前辽河、新疆均是稠油热采，主要以SAGD开发方式为主，若井下干度不能达到要求，则无法进行正常采油。因此往往需要通过控制注蒸汽设备出口的蒸汽干度，例如提高该蒸汽设备出口处的蒸汽干度以使得经过传输过程的损失后达到井底的干度能够满足工艺要求。而如何精确测量井底蒸汽干度是实现控制井底蒸汽干度的重要前提。

目前现有技术井下蒸汽取样主要采用取样仪器取样井下的高温高压蒸汽冷凝水，然后将所取试样盛放在容器中带回到实验室，通过人工测定碱度，得出井下蒸汽干度值。所述碱度是指水中所含能与强酸发生中和作用的全部物质，即能接受H+的物质的总量。在水中，所述物质主要是强酸弱碱盐。所述蒸汽干度值在数值上与盐的浓度成反比。

但是，上述测定方式不是实时的在线取样，而是需要通过取样仪器将采集到的试样从井下拿到地面上，再把试样取出。原来取样仪器中是气液两相共存的状态，在取试样的过程中原本存在于取样仪器中的高温高压的湿饱和蒸汽在从井下到地面的过程中，会由于冷凝作用而进入水样，从而对原水样有稀释作用。由于所述稀释作用，使得冷凝水样水中盐分浓度变小，针对所取试样检测得到的蒸汽干度值也就比实际值大，因此所取蒸汽试样不能够充分代表实际的蒸汽干度，也就无法为蒸汽干度的精确测量提供理想的试样。

发明内容

本发明的目的是提供一种蒸汽取样系统和方法，使所取蒸汽试样能够充分代表蒸汽干度，从而为蒸汽干度的精确测量提供理想的试样。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下所述：

一种蒸汽取样系统，包括汽水分离装置，采样管，泄压阀，试样降温装置，取样口，其中，汽水分离装置，位于油管内，用于对注入的井下蒸汽进行汽水分离；采样管，用于连接汽水分离装置与泄压阀，引导所述汽水分离装置分离的水流出油管至泄压阀；泄压阀，用于对所述从采样管流入的分离水进行减压；试样降温装置，用于对所述经泄压阀减压后的分离水进行降温；取样口，用于作为所述降温后的分离水的出口；所述汽水分离装置包括旋流分离室、扩容分离室、中心通道、阻隔分离片和集水室，其中，旋流分离室位于所述汽水分离装置的上部，所述旋流分离室的上端面设有开口与油管连通，下端面设有开口与扩容分离室连通，内部设有旋流分离片，所述旋流分离室用于实现汽水的旋流分离；扩容分离室位于所述汽水分离装置的中部，所述扩容分离室与所述旋流分离室、中心通道、集水室都连通，所述扩容分离室用于实现汽水的扩容分离；中心通道位于所述汽水分离装置的中下部，并沿着所述汽水分离装置的中心轴线分布，所述中心通道上下均开口，上端面与扩容分离室连通，下端面与油管连通，所述中心通道用于蒸汽的流通；阻隔分离片与所述中心通道外壁固定连接，与汽水分离装置内壁留有间隙，所述阻隔分离片用于实现汽水的阻隔分离；集水室位于所述汽水分离装置的下部，位于所述中心通道以外、阻隔分离片以下，所述集水室用于收集分离后的水。

在优选的实施方式中，所述集水室从底面向上截面积递增。

在优选的实施方式中，所述集水室在与中心通道交界处还设有孔。

在优选的实施方式中，所述用于连接汽水分离装置的采样管至少为2根。

在优选的实施方式中，所述采样管吸水端口为喇叭形。

在优选的实施方式中，所述阻隔分离片由中心向外倾斜。