一种应用CT测量油气最小混相压力的装置与方法，属于石油开采工程技术领域。该装置包括CT扫描系统和油气混相系统：CT扫描系统包括通用型X射线CT扫描装置与数据处理计算机；油气混相系统包括高压容器、注气泵、气瓶、控温装置、真空泵、压力传感器和温度传感器，高压容器放置于CT扫描装置内部，高压容器的入口通过注气泵与气瓶相连，出口连接真空泵和排气针阀。测定时，首先利用CT扫描获得不同注气压力下油气混合物的CT图像，通过处理后分别得到油相和气相随压力变化的密度值，确定油与气密度差值曲线与压力轴的交点，得到油气的最小混相压力。该方法为轻质烃和CO2三次采油的地下多相多组分运移规律分析提供基础物性数据。
【技术实现步骤摘要】
一种应用CT测量油气最小混相压力的装置与方法
本专利技术涉及一种应用CT测量油气最小混相压力的装置和方法，属于石油开采工程
技术介绍
在一定温度下注入流体（通常为轻质烃类或N2、CO2等）和给定的油系统间达到混相状态所需要的最低压力称为最小混相压力（MinimumMiscibilityPressure,MMP），是确定油与排驱气体能否达到完全混相的一个非常重要的物理量，对于注气提高原油采收率、混相非混相驱替评估、采油的经济性设计以及有效埋存温室气体等工程研究具有重要指导意义。MMP的实验测量方法主要包括细管法、升泡仪法、界面张力消失法等。细管法是最早也是工程中应用最多的实验确定方法，该方法已发展为工程中的标准方法，但是其测量过程复杂，耗时长，经济性差，且对于混相的判断标准不统一；升泡仪法装置简单、经济性好，且更快捷，但是该方法以气泡形态的改变作为MMP的非量化判据，误差较大、缺乏定量信息，在混相的解释上有一定的主观性，使得实验结果存在不确定性；近年新发展起来的界面张力消失法利用油气混相时界面张力消失为零的特征，通过测量油气的界面张力随压力变化曲线来判断最小混相压力点，该方法仅关注于界面张力这一单一物理量，并且需要大量标准复杂气液系统的检验，仍存在一定的局限性。
技术实现思路
本专利技术旨在克服上述现有技术中存在的问题，开发一种应用CT测量油气最小混相压力的装置和方法。该方法首先将高压容器控制为恒温，利用CT扫描成像技术获得不同注气压力下高压容器内油与气混合物的CT图像，处理后得到成像视野内气液两相中油相和气相在一定温度下随压力变化的密度值，然后拟合出随压力变化油与气密度差值与压力的指数关系曲线，通过确定该曲线与压力轴的交点得到油气两相发生混相时气液两相中密度相等的最小压力点，该点对应的压力即为油气的最小混相压力。该方法可确定不同温度下油气在PVT系统和多孔介质内的最小混相压力，增进对油气的气液两相平衡规律的认识，为轻质烃和CO2三次采油的地下多相多组分运移规律分析提供基础物性数据。本专利技术的技术方案是：一种应用CT测量油气最小混相压力的装置，包括CT扫描系统和油气混相系统。CT扫描系统包括通用型X射线CT扫描装置与数据处理计算机；油气混相系统包括高压容器、注气泵、气瓶、控温装置、真空泵、压力传感器和温度传感器，其中高压容器放置于CT扫描装置内部，高压容器的入口通过注气泵与气瓶相连，出口连接真空泵和排气针阀；高压容器用温控装置来控制温度，采用精密压力传感器测量高压容器内的压力，采用精密温度传感器测量高压容器内温度。应用上述装置测量油气最小混相压力的方法包括以下步骤：（1）向高压容器内装入一定量的待测油样，再将高压容器放入CT扫描装置内部。（2）连接好管路，打开第二针阀、第三针阀，开启真空泵，抽真空30分钟后停止，关闭第二针阀、第三针阀，开启控温装置对高压容器进行控温。（3）打开气瓶和第一针阀，向注入泵中充入气体后，关闭第一针阀。（4）打开第二针阀，利用注入泵向高压容器内充入工作气体，同时利用注入泵调节高压容器内油气系统压力至0.1MPa，并保持恒压直至油气系统稳定，然后关闭第二针阀；利用温度传感器记录温度，利用压力传感器记录压力，利用CT扫描装置对油气系统稳定后高压容器内部两相分布进行可视化扫描。利用数据采集处理计算机得到油气两相密度分布的CT图像；（5）打开第二针阀，利用注入泵升高高压容器内油气系统压力，压力间隔1MPa，在压力接近最小混相压力时减小提升的压力间隔，直到油气界面消失。在每一个压力下，都按步骤4扫描获得高压容器内油气两相密度分布的CT图像，得到一系列压力下的油气两相密度分布的CT图像。（6）数据处理，对所得同一温度、一系列压力下的油气两相密度分布的CT图像的进行分析处理，拟合得到油气两相密度差值与压力的指数关系曲线，进一步计算得到油气最小混相压力；（7）改变温度，重复步骤(1)-(6)，得到不同温度下油气最小混相压力。本专利技术的有益效果是：上述技术方案利用CT扫描成像技术可直观、无损伤的测定油气最小混相压力，具有可操作性可重复性测定等优点，并实现油气体系混溶过程的动态可视化及量化分析，揭示温度对油气体系最小混相压力的影响。CT扫描成像技术作为一种强力的非侵入测试技术，通过不同密度物质对X射线吸收与透过率不同可以获得油气两相密度的CT图像，实现油气最小混相压力的测定，同时实现油气相互溶解物质传递过程的可视化，揭示油气相平衡规律。附图说明图1是本专利技术的应用CT测量油气最小混相压力的装置结构示意图。图2是CO2与正癸烷系统在37.8℃时油气密度差随压力的变化曲线。图中：1CT扫描装置；2高压容器；3注入泵；4气瓶；5控温装置；6数据采集处理计算机；7真空泵；8a第一针阀；8b第二针阀；8c第三针阀；8d排气针阀；9压力传感器；10温度传感器；R2表示拟合曲线的相关系数；最小混相压力为7.82MPa。具体实施方式以下结合技术方案和附图详细叙述本专利技术的具体实施方式。实施例是在37.8℃时，对CO2与正癸烷系统进行的最小混相压力实验。按图1装置系统图所示连接好系统试压后，在高压容器2内装入一定量的正癸烷，再将高压容器2放入CT扫描装置1内部。再次连接好管路，打开第二针阀8b、第三针阀8c，开启真空泵7，抽真空30分钟后停止，关闭第二针阀8b、第三针阀8c，开启控温装置5设定温度对高压容器进行控温。打开气瓶4和第一针阀8a，向注入泵3中充入一定量气体，然后关闭第一针阀8a。打开第二针阀8b，利用注入泵3向高压容器2内充入工作气体，同时利用注入泵调节高压容器内油气系统压力至0.1MPa，并保持恒压直至油气系统稳定，然后关闭第二针阀；利用温度传感器10记录温度，利用压力传感器9记录压力，利用CT扫描装置1对油气系统稳定后高压容器2内部两相分布进行可视化扫描。利用数据采集处理计算机6得到油气系统稳定后油气两相密度分布的CT图像。打开第二针阀8b，利用注入泵3升高高压容器2内油气系统压力，压力间隔1MPa，在压力接近最小混相压力时减小升高的压力间隔，直到气与油界面消失。在每一个压力下，都按上述步骤扫描得到高压容器2内油气两相密度分布的CT图像，得到一系列压力下的油气两相密度分布的CT图像。按上述步骤得到不同压力下油气两相密度值，如表1所示。在图2中，对数据点进行拟合，得到油气两相密度差值与压力的指数关系曲线，该曲线与压力轴的交点对应压力值，即为CO2与正癸烷在37.8℃时的最小混相压力。表1CO2/正癸烷体系液相体积、两相密度以及密度差本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种应用CT测量油气最小混相压力的装置，该装置包括CT扫描系统和油气混相系统，CT扫描系统包括通用型X射线CT扫描装置（1）与数据处理计算机（6）；其特征在于：油气混相系统包括高压容器（2）、注气泵（3）、气瓶（4）、控温装置（5）、真空泵（7）、压力传感器（9）和温度传感器（10），其中高压容器（2）放置于CT扫描装置（1）内部，高压容器（2）的入口通过注气泵（3）与气瓶（4）相连，出口连接真空泵（7）和排气针阀（8d）；高压容器用温控装置（5）来控制温度，采用精密压力传感器（9）测量高压容器内的压力，采用精密温度传感器（10）测量高压容器内的温度。
【技术特征摘要】
1.一种测量油气最小混相压力的方法，其特征在于：使用一种应用CT测量油气最小混相压力的装置，该装置包括CT扫描系统和油气混相系统，CT扫描系统包括通用型X射线CT扫描装置(1)与数据处理计算机(6)；油气混相系统包括高压容器(2)、注入泵(3)、气瓶(4)、控温装置(5)、真空泵(7)、压力传感器(9)和温度传感器(10)，其中高压容器(2)放置于CT扫描装置(1)内部，高压容器(2)的入口通过注入泵(3)与气瓶(4)相连，出口连接真空泵(7)和排气针阀(8d)；高压容器用控温装置(5)来控制温度，采用精密压力传感器(9)测量高压容器内的压力，采用精密温度传感器(10)测量高压容器内的温度，所述气瓶(4)和所述注入泵(3)之间设置有第一针阀(8a)，所述注入泵(3)和所述高压容器(2)之间设置有第二针阀(8b)，所述高压容器(2)和所述真空泵(7)之间设置有第三针阀(8c)；该方法包括以下步骤：1)向高压容器(2)内装入待测油样，再将高压容器(2)放入CT扫描装置(1)内部；2)连接好管路，打开第二针阀(8b)、第三针阀(8c)，开启真空泵(7)，抽真空30分钟后停止，关闭第二针阀(8b)、第三针阀(8...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘瑜，汤凌越，宋永臣，蒋兰兰，赵越超，赵佳飞，周欣欢，武博浩，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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