一种测定表面活性剂在超临界CO2、水及原油三相中分配系数的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种测定表面活性剂在超临界CO2、水及原油三相中分配系数的装置及方法，该装置包括带有搅拌装置和加热装置的反应器，反应器设有第一进料口、第一出料口、第二进料口、第二出料口和第三出料口；第一进料口与连接有第一平流泵的二氧化碳容器连接，第一出料口与二氧化碳吸收容器连接，第一出料口与二氧化碳吸收容器之间设置有第一取样器；第二进料口分别与表面活性剂容器和原油容器连接，表面活性剂容器和原油容器分别与第二平流泵连接，第二出料口与第二取样器连接；第三出料口与第三取样器连接。本发明专利技术用高效液相色谱法检测表面活性剂的浓度，确定表面活性剂在超临界CO2、水和原油中分配系数。装置简单，占地面积小，测量准确。

【技术实现步骤摘要】
一种测定表面活性剂在超临界CO2、水及原油三相中分配系数的装置及方法
本专利技术涉及测定一种表面活性剂在超临界CO2、水及原油三相中分配系数的装置及方法，属于油气田开发工程

技术介绍
由于CO2是一种在油和水中溶解度都很高的气体，当它大量溶解于原油中时，可以使原油体积膨胀、黏度下降，还可以降低油水间的界面张力。与其他驱油技术相比，二氧化碳驱油具有适用范围大、驱油成本低、采收率提高显著等优点。二氧化碳驱油技术不仅能满足油田开发需求，还能解决二氧化碳的封存问题，保护大气环境。在油藏条件下，CO2一般处于超临界状态(温度和压力分别处于31.1℃和7.38MPa以上)，CO2具有很强的流动性和相对液体极低的粘度，CO2驱油时容易出现气窜和粘性指进，导致波及系数偏低，严重影响采收率。CO2气体与表面活性剂水溶液形成超临界CO2乳液，在驱油时能够有效控制CO2流度，防止气窜，提高原油采收率。因此，确定表面活性剂在超临界CO2、水及原油三相中分配系数，具有重要的意义。中国专利文件CN102768180A(申请号：201210263736.9)公开了一种溶解度测定装置，它包括计算机、密闭式溶解装置、密闭式套筒、溶剂进样管、温度计、用于使密闭式溶解装置内的溶液混合的搅拌器和用于观察密闭式溶解装置内的溶液变化的摄像头，所述密闭式溶解装置置于密闭式套筒内，密闭式套筒设有循环水进口和循环水出口，所述溶剂进样管和温度计分别插入到密闭式溶解装置内的溶液中，摄像头与计算机连接。中国专利文件CN03940693A(申请号：201410139273.4)一种利用激光光强检测固液溶解度的装置，其是将恒温循环水浴和激光发射器通过导线与电源连接，恒温循环水浴与玻璃夹套瓶连通，玻璃夹套瓶中的试样瓶内设置有磁子，玻璃夹套瓶的底部设置有磁力搅拌器，在玻璃夹套瓶的顶部橡胶塞上设置有延伸至试样瓶内的加样注射器和接触式温度传感器，激光发射器与激光接收器分别设置在玻璃夹套瓶的两侧，激光接收器与温度传感器分别通过导线与数字光强显示器相连接，数字光强显示器通过导线与计算机相连。上述两种装置虽然解决了传统浊点法测定溶解度时用肉眼观察所产生的误差大、不稳定，可重复性差的问题，但是，只是测定一种物质在另一种物质中的溶解度，并未解决表面活性剂在两种物质中的分配系数，也未提供可以在高温高压下测定不同温度压力下的表面活性剂分配系数。常规表面活性剂一般溶于水溶液和原油，但是现在国内外有关超临界CO2微乳液和乳液很多研究都提出表面活性剂在两相中均适度溶解对于驱油是最有利的，目前很少有学者研究测定表面活性剂在超临界CO2、水及原油三相中分配系数的方法，也没有能够在高温高压条件下测定表面活性剂在超临界CO2、水及原油三相中分配系数的装置。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种测定表面活性剂在超临界CO2、水及原油三相中分配系数的装置及方法，并且能够利用高效液相色谱法(HPLC)对超临界CO2、水及原油三相中的表面活性剂进行溶解度及活度检测，从而确定表面活性剂的分配系数。术语说明：分配系数，指一定温度下，处于平衡状态时，组分在固定相中的浓度和在流动相中的浓度之比，以K表示。分配系数反映了溶质在不同相中的迁移能力及分离效能，是描述物质在相中行为的重要物理化学特征参数。分配系数与组分、流动相和固定相的热力学性质有关，也与温度、压力有关。本专利技术的技术方案如下：一种测定表面活性剂在超临界CO2、水及原油三相中分配系数的装置，包括带有搅拌装置和加热装置的反应器，所述的反应器设置有第一进料口、第一出料口、第二进料口、第二出料口和第三出料口；所述的第一进料口与连接有第一平流泵的二氧化碳容器连接，所述的第一出料口与二氧化碳吸收容器连接，所述的第一出料口与二氧化碳吸收容器之间设置有第一取样器；所述的第二进料口分别与表面活性剂容器和原油容器连接，所述的表面活性剂容器和原油容器分别与第二平流泵连接，所述的第二出料口与第二取样器连接；所述的第三出料口与第三取样器连接。根据本专利技术，优选的，所述的第一进料口、第一出料口位于反应器的顶端，所述的第二进料口和第二出料口位于反应器的底端，所述的第三出料口位于反应器的中端。第一进料口用于向反应器中进入二氧化碳，第一出料口用于排出溶解有表面活性剂的二氧化碳；第二进料口用于向反应器中进入表面活性剂溶液，第二出料口用于排出溶解有表面活性剂的水；第三出料口用于排出溶解有表面活性剂的原油。根据本专利技术，优选的，所述的反应器为耐压反应器并且还设置有温度感应装置和保温装置，进一步优选的，所述的反应器还与控制箱连接，更优选的，所述的反应器还设置有反应器观察窗口，所述的反应器和反应器观察窗口耐受压力为30MPa。反应器设置的搅拌装置用于二氧化碳和表面活性剂溶液混合均匀，加热装置用于给反应器加热，温度感应装置用于测量反应器内的温度，控制箱用于控制搅拌装置的转速和加热装置的加入温度。根据本专利技术，优选的，所述的第一进料口与二氧化碳容器之间设置有第一阀门，所述的第一出料口与第一取样器之间设置有第六阀门，所述的第一取样器与二氧化碳吸收容器之间设置有第三阀门；优选的，所述的表面活性剂容器和原油容器依次通过第八阀门和第二阀门与第二进料口连接，所述的原油容器与第二平流泵之间设置有第十阀门，所述的表面活性剂容器与第二平流泵之间设置有第十一阀门；进一步优选的，所述的第八阀门为三通阀；所述的第二出料口与第二取样器之间设置有第四阀门，所述的第二取样器的出料口设置有第五阀门；优选的，所述的第三出料口与第三取样器之间设置有第七阀门，进一步优选的，所述的第七阀门为六通阀；所述的第三取样器的出料口设置有第九阀门。第一阀门便于控制二氧化碳的进入量和封闭反应器，第六阀门便于控制溶解有表面活性剂的二氧化碳的排出量和封闭反应器，第三阀门便于控制和封闭第一取样器和二氧化碳吸收容器；第二阀门和第八阀门便于控制表面活性剂水溶液和原油的进入量和封闭反应器，第四阀门便于控制表面活性剂水溶液的排出量和封闭反应器，第五阀门便于控制和封闭第二取样器；第七阀门便于控制溶解有表面活性剂的原油的排出量和封闭反应器，第九阀门便于控制和封闭第二取样器，第十阀门和第十一阀门便于控制原油和表面活性剂泵入种类和速率。根据本专利技术，优选的，所述的二氧化碳容器设置有压力表。设置压力表可直观观察二氧化碳容器内的压力并便于控制。根据本专利技术，优选的，所述的二氧化碳容器、表面活性剂容器和原油容器的内部均设置有可移动的活塞，所述的活塞将二氧化碳容器、表面活性剂容器和原油容器隔成两个腔室，一个腔室与平流泵连接，另一个腔室与反应器连接。所述的可移动的活塞可将腔室内的流体驱替入反应器内。根据本专利技术，优选的，所述的第一取样器、第二取样器和第三取样器的结构相同，均包括取样器外壳、取样器内胆、取样器进料口和取样器出料口，所述的取样器外壳设置有取样器观察窗口，所述的取样器进料口和取样器出料口均与所述的取样器内胆连通。根据本专利技术，优选的，所述的取样器外壳为圆筒形结构，所述的取样器内胆为透明结构，所述的取样器观察窗口为凹槽形结构。根据本专利技术，所述的第一取样器中，所述的取样器进料口通过第六阀门与反应器的第一出料口连接，所述的取样器出料口通过第三阀门与二氧化碳吸收容本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测定表面活性剂在超临界CO2、水及原油三相中分配系数的装置，其特征在于，该装置包括带有搅拌装置和加热装置的反应器，所述的反应器设置有第一进料口、第一出料口、第二进料口、第二出料口和第三出料口；所述的第一进料口与连接有第一平流泵的二氧化碳容器连接，所述的第一出料口与二氧化碳吸收容器连接，所述的第一出料口与二氧化碳吸收容器之间设置有第一取样器；所述的第二进料口分别与表面活性剂容器和原油容器连接，所述的表面活性剂容器和原油容器分别与第二平流泵连接，所述的第二出料口与第二取样器连接；所述的第三出料口与第三取样器连接。

【技术特征摘要】
1.一种测定表面活性剂在超临界CO2、水及原油三相中分配系数的方法，使用如下装置进行测定，该装置包括带有搅拌装置和加热装置的反应器，所述的反应器设置有第一进料口、第一出料口、第二进料口、第二出料口和第三出料口，所述的反应器为耐压反应器并且还设置有温度感应装置和保温装置；所述的第一进料口与连接有第一平流泵的二氧化碳容器连接，所述的第一出料口与二氧化碳吸收容器连接，所述的第一出料口与二氧化碳吸收容器之间设置有第一取样器；所述的第二进料口分别与表面活性剂容器和原油容器连接，所述的表面活性剂容器和原油容器分别与第二平流泵连接，所述的第二出料口与第二取样器连接；所述的第三出料口与第三取样器连接；所述的反应器还与控制箱连接，所述的反应器还设置有反应器观察窗口，所述的反应器和反应器观察窗口耐受压力为30MPa；所述的第一进料口与二氧化碳容器之间设置有第一阀门，所述的第一出料口与第一取样器之间设置有第六阀门，所述的第一取样器与二氧化碳吸收容器之间设置有第三阀门；所述的表面活性剂容器和原油容器依次通过第八阀门和第二阀门与第二进料口连接，所述的原油容器与第二平流泵之间设置有第十阀门，所述的表面活性剂容器与第二平流泵之间设置有第十一阀门；所述的第八阀门为三通阀；所述的第二出料口与第二取样器之间设置有第四阀门，所述的第二取样器的出料口设置有第五阀门；所述的第三出料口与第三取样器之间设置有第七阀门，所述的第七阀门为六通阀；所述的第三取样器的出料口设置有第九阀门；包括步骤如下：（1）将表面活性剂水溶液装入到表面活性剂容器中，打开第二阀门、第八阀门和第十一阀门，通过第二平流泵将表面活性剂水溶液泵入到反应器...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兆敏，刘己全，李松岩，张昀，叶金桥，王壮壮，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37