【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油气集输系统中的油气分离，尤其涉及一种co2驱采出流体动态降压解吸实验装置及方法。
技术介绍
1、co2驱采出流体气液分离是ccus(碳捕获、利用与封存)生产过程中的重要环节，其效率直接影响后续原油脱水、伴生气处理和污水处理的效果以及相关设备的选型和运行寿命。随着压力的降低，co2气体会从采出流体中解吸出来，逸出的co2气体易促使原油发泡，并在液层表面形成稳定的泡沫层。形成的泡沫层会挤占分离器的空间，导致破裂时间长，从而降低了分离效率，同时造成分离器出口气体含液量超标，影响气相系统工作。因此，原油发泡特性直接影响气液分离工艺技术的确定。
2、目前，原油发泡特性研究均基于室内静态降压装置完成，即在二氧化碳驱采出液制备压力下，流体进入反应釜或分离器后，突然泄压，这与现场实际集输过程中压力逐渐降低的工况不一致。压力突然降低，降压幅度较大，原油更易发泡，导致室内实验评价的采出流体解吸发泡特性与现场实际相差甚远。
3、在中国专利申请文献cn201710565411.9中，公开了一种co2驱原油分离发泡性能测试装置，该装置包括co2驱原油预配置模块和发泡模拟模块，其中，所述co2驱原油预配置模块包括第一活塞压力容器；第一活塞压力容器内的下部为co2与原油混合空间，底部连接co2注入装置与原油注入装置；第一活塞压力容器内的上部为压力控制空间，顶部连接压力气体注入装置；所述发泡模拟模块包括第二活塞压力容器；第二活塞压力容器内的空间一端为溶co2原油发泡模拟空间，该空间通过模拟管道连通第一活塞压力容器内下部的
4、现有技术具有如下不足之处：
5、1.发泡特性研究均基于室内静态降压装置完成，即在二氧化碳驱采出液制备压力下，流体进入反应釜或分离器后，突然泄压，与现场实际集输过程中压力逐渐降低的工况不一致。
技术实现思路
1、针对现有技术的问题，本专利技术提供了一种co2驱采出流体动态降压解吸实验装置及方法，透明压力活塞容器的下部连接抽水泵；透明压力活塞容器内设置搅拌桨；透明压力活塞容器的上部分别设置有第二入口和第三入口；原油储罐上部设有第一入口，下部设有第一出口，co2气源与原油储罐的第一入口连接，co2气源与原油储罐的第一出口连接并汇合成第一管线；第二入口与第一管线连接，透明压力活塞容器放置在水浴控温装置中。原油储罐容纳溶气原油，溶气原油为溶有co2的原油，co2由co2气源提供；透明压力活塞容器放置在水浴控温装置中；透明压力活塞容器的上部连接干燥罐；在所述透明压力活塞容器与所述干燥罐之间设置第一球阀。本专利技术通过透明压力活塞容器下部连接水源，中间设置抽水泵，用来控制降压速率和降压幅度；通过在透明压力活塞容器内设置搅拌桨模拟现场的流动剪切作用，实现了对现场实际集输过程中压力逐渐降低的工况的模拟，使得降压解吸和发泡特性研究正贴近实际。
2、本专利技术提供了一种co2驱采出流体动态降压解吸实验装置，透明压力活塞容器的下部连接抽水泵；透明压力活塞容器内设置搅拌桨；透明压力活塞容器的上部分别设置有第二入口和第三入口；原油储罐上部设有第一入口，下部设有第一出口，co2气源与原油储罐的第一入口连接，co2气源与原油储罐的第一出口连接并汇合成第一管线；第二入口与第一管线连接，透明压力活塞容器放置在水浴控温装置中。
3、优选地，所述抽水泵为变频泵，以精确控制透明压力活塞容器下部水域的排水速度。
4、优选地，所述搅拌桨的旋转轴与所述透明压力活塞容器的轴线重合。实验时，当搅拌桨浸没在溶气原油中时才启动搅拌桨。
5、优选地，在透明压力活塞容器的上部设置第一压力传感器，在透明压力活塞容器的内部设置第一温度传感器。实验时，需保证透明压力活塞容器置于水浴控温装置中的部分的平面比透明压力活塞容器中溶解有co2气体的原油的液面高。
6、优选地，在co2气源与原油储罐的第一入口之间设置第一减压阀和第一单向阀，在co2气源与原油储罐的第一出口之间设置第二减压阀和第二单向阀。
7、优选地，在co2气源与原油储罐的第一入口之间设置第一气体流量计，在与co2气源出口连接的管线上在co2气源与原油储罐的第一出口之间还设置第二气体流量计。
8、优选地，第一气体流量计、第二气体流量计、第一压力传感器和第一温度传感器分别与数据采集系统连接。
9、优选地，在co2气源与原油储罐第一入口之间设置第三阀门，在原油储罐的第一出口处设置有第二球阀。
10、优选地，透明压力活塞容器的上部连接干燥罐；在所述透明压力活塞容器与所述干燥罐之间设置第一球阀。
11、优选地，在第一球阀与干燥罐之间设置有背压阀。
12、优选地，干燥罐与数据采集系统连接，在干燥罐与数据采集系统之间设置第三气体流量计。
13、优选地，在原油储罐上部设置第二压力传感器、第二温度传感器和放空阀。
14、优选地，第三气体流量计、第二压力传感器和第二温度传感器分别与数据采集系统连接。
15、本专利技术提供了一种co2驱采出流体动态降压解吸实验方法，使用上述任一项co2驱采出流体动态降压解吸实验装置，包括解吸特性实验方法，包括如下步骤：
16、将预定温度的实验原油样注入pvt仪，然后通co2气体进行排空加压，制备溶气原油并存储在原油储罐中；
17、将溶气原油通入透明压力活塞容器，同时开启透明压力活塞容器上部浸没在溶气原油中的搅拌桨；
18、打开第一球阀开始降压解吸，同时用变频泵控制抽水速率，控制降压速率。
19、优选地，降压解吸过程中压力变化率与抽水速率的关系如下式所示：
20、
21、其中，
22、是透明压力活塞容器内部压力随时间的变化率，单位为pa/s；
23、是透明压力活塞容器上部的气体空间的体积随时间的变化率，单位是m3/s；
24、z1为压缩因子；
25、k为稠度系数，mpa·s；
26、v为透明压力活塞容器上部的气体空间的体积，m3；按圆柱+顶盖部分球型体积计算；
27、n为气体的物质的量，单位mol；
28、r为摩尔气体常数，为8.314j/(mol*k)；
29、t为流体绝对温度，单位为k。
30、降压速率与抽水速率的关系采用如下方法获取：
31、通过控制单位时间内抽出的水量来控制抽水速率，压力控制值高于外界大气压，具体控制数值根据实验操作情况而定。
32、降压解吸过程中，压力活塞容器上部气体空间co2的物质的量为na，原油中co2的物质的量为nb。
33、排空后，用于加压通入的co2的物质的量为n，压力活塞容器上部气体空间co2的物质的量为na0，原油中co2的物质的量为nb0，上部气体空间压力为p0,体本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种CO2驱采出流体动态降压解吸实验装置，其特征在于，透明压力活塞容器的下部连接抽水泵；透明压力活塞容器内设置搅拌桨；透明压力活塞容器的上部分别设置有第二入口和第三入口；原油储罐上部设有第一入口，下部设有第一出口，CO2气源与原油储罐的第一入口连接，CO2气源与原油储罐的第一出口连接并汇合成第一管线；第二入口与第一管线连接，透明压力活塞容器放置在水浴控温装置中。
2.根据权利要求1所述的CO2驱采出流体动态降压解吸实验装置，其特征在于，所述抽水泵为变频泵。
3.根据权利要求1所述的CO2驱采出流体动态降压解吸实验装置，其特征在于，所述搅拌桨的旋转轴与所述透明压力活塞容器的轴线重合。
4.根据权利要求1所述的CO2驱采出流体动态降压解吸实验装置，其特征在于，在透明压力活塞容器的上部设置第一压力传感器，在透明压力活塞容器的内部设置第一温度传感器。
5.根据权利要求1所述的CO2驱采出流体动态降压解吸实验装置，其特征在于，在CO2气源与原油储罐的第一入口之间设置第一减压阀和第一单向阀，在CO2气源与原油储罐的第一出口之间设置第二减压阀
6.根据权利要求5所述的CO2驱采出流体动态降压解吸实验装置，其特征在于，在CO2气源与原油储罐的第一入口之间设置第一气体流量计，在与CO2气源出口连接的管线上在CO2气源与原油储罐的第一出口之间还设置第二气体流量计。
7.根据权利要求6所述的CO2驱采出流体动态降压解吸实验装置，其特征在于，第一气体流量计、第二气体流量计、第一压力传感器和第一温度传感器分别与数据采集系统连接。
8.根据权利要求1所述的CO2驱采出流体动态降压解吸实验装置，其特征在于，在CO2气源与原油储罐第一入口之间设置第三阀门，在原油储罐的第一出口处设置有第二球阀。
9.根据权利要求1所述的CO2驱采出流体动态降压解吸实验装置，其特征在于，透明压力活塞容器的上部连接干燥罐；在所述透明压力活塞容器与所述干燥罐之间设置第一球阀。
10.根据权利要求9所述的CO2驱采出流体动态降压解吸实验装置，其特征在于，在第一球阀与干燥罐之间设置有背压阀。
11.根据权利要求10所述的CO2驱采出流体动态降压解吸实验装置，其特征在于，干燥罐与数据采集系统连接，在干燥罐与数据采集系统之间设置第三气体流量计。
12.根据权利要求11所述的CO2驱采出流体动态降压解吸实验装置，其特征在于，在原油储罐上部设置第二压力传感器、第二温度传感器和放空阀。
13.根据权利要求12所述的CO2驱采出流体动态降压解吸实验装置，其特征在于，第三气体流量计、第二压力传感器和第二温度传感器分别与数据采集系统连接。
14.一种CO2驱采出流体动态降压解吸实验方法，其特征在于，使用权利要求1-13任一项所述的CO2驱采出流体动态降压解吸实验装置，包括解吸特性实验方法，包括如下步骤：
15.根据权利要求14所述的CO2驱采出流体动态降压解吸实验方法，其特征在于，降压解吸过程中压力变化率与抽水速率的关系如下式所示：
16.根据权利要求14所述的CO2驱采出流体动态降压解吸实验方法，其特征在于，将预定温度的实验原油样注入PVT仪之前，还包括如下步骤：
17.根据权利要求14所述的CO2驱采出流体动态降压解吸实验方法，其特征在于，还包括发泡特性实验方法，包括如下步骤：
18.根据权利要求17所述的CO2驱采出流体动态降压解吸实验方法，其特征在于，采用高速摄像机记录每次改变压力和温度之后量筒内的泡沫产生和衰变过程。
...【技术特征摘要】
1.一种co2驱采出流体动态降压解吸实验装置，其特征在于，透明压力活塞容器的下部连接抽水泵；透明压力活塞容器内设置搅拌桨；透明压力活塞容器的上部分别设置有第二入口和第三入口；原油储罐上部设有第一入口，下部设有第一出口，co2气源与原油储罐的第一入口连接，co2气源与原油储罐的第一出口连接并汇合成第一管线；第二入口与第一管线连接，透明压力活塞容器放置在水浴控温装置中。
2.根据权利要求1所述的co2驱采出流体动态降压解吸实验装置，其特征在于，所述抽水泵为变频泵。
3.根据权利要求1所述的co2驱采出流体动态降压解吸实验装置，其特征在于，所述搅拌桨的旋转轴与所述透明压力活塞容器的轴线重合。
4.根据权利要求1所述的co2驱采出流体动态降压解吸实验装置，其特征在于，在透明压力活塞容器的上部设置第一压力传感器，在透明压力活塞容器的内部设置第一温度传感器。
5.根据权利要求1所述的co2驱采出流体动态降压解吸实验装置，其特征在于，在co2气源与原油储罐的第一入口之间设置第一减压阀和第一单向阀，在co2气源与原油储罐的第一出口之间设置第二减压阀和第二单向阀。
6.根据权利要求5所述的co2驱采出流体动态降压解吸实验装置，其特征在于，在co2气源与原油储罐的第一入口之间设置第一气体流量计，在与co2气源出口连接的管线上在co2气源与原油储罐的第一出口之间还设置第二气体流量计。
7.根据权利要求6所述的co2驱采出流体动态降压解吸实验装置，其特征在于，第一气体流量计、第二气体流量计、第一压力传感器和第一温度传感器分别与数据采集系统连接。
8.根据权利要求1所述的co2驱采出流体动态降压解吸实验装置，其特征在于，在co2气源与原油储罐第一入口之间设置第三阀门，在原油储罐的第...
【专利技术属性】
技术研发人员：廖涛，马尧，罗薇，袁亮，麻慧博，张准玺，吴燕，韩丽艳，柳婕妮，宋学华，刘炜，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。