一种酸化液的在线检测和处理方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及原油开采技术领域，具体地是涉及一种酸化液的在线检测和处理方法及系统，以有效避免酸化液进入集输系统而导致酸化油形成的事故。
【背景技术】
[0002]当原油生产井生产一段时间后，由于地层空隙会被有机或是无机杂质堵塞，造成原油开采产量逐渐降低，此时，需要对该生产井实施采油作业措施，对地层空隙实施解堵并增大，从而提高该生产井的产量。目前原油生产中常用的采油作业措施是酸化及压裂，向地层中注入适量的酸液，以达到解堵效果。作业完成后，采油作业施工方会将返排出的作业残液运走并集中处理。这些返排液理论上是酸液与堵塞在地层空隙中的杂质反应后的产物，但为达到解堵效果，酸液通常会过量，导致返排液会含酸。实际操作中，不可能做到全部返排液都被收集，总是会有少量的残留返排液经过管输的方式进入集输系统。虽然是少量的返排液进入输油管道系统，但返排液中残留的未反应完全的残酸会与原油缓慢反应而形成难以脱水的酸化油。酸化油不但本身难于脱水，当与正常原油混合后，还会引起连锁反应，导致正常油脱水困难，进而导致整个集输系统脱水困难，严重时甚至会导致集输系统瘫痪。这种结果出现前很难有征兆预报，生产中的情况是，往往数十吨的酸化返排液形成的酸化油就会导致处理规模数万吨/天的联合站瘫痪。
[0003]作为公知性常识，酸化油危害非常巨大，并且该现象的检测非常困难，更难做到有效预防，往往是等到事故发生时，才能判定是酸化油引起的。此时只有停止生产来清理集输管路。酸化油的形成及存在严重影响了油田的正常生产，而当发生酸化油事故时，联合站往往采取将酸化油及酸化油污染的正常原油隔离储存的方式，将污染原油置于事故罐中，升高脱水温度，静置数十天进行高温脱水处理，待到合格时才能外输。
[0004]另一方面，目前对于酸化油的检测和甄别也无任何有效方法，只能是当事故发生时，由有经验的技术人员经过复杂的分析后进行判断，加之对酸化油的处理尚未有较好的方法及方式，使酸化油成为了影响原油生产正常化的重要因素。特别是对于无人值守的海上平台生产系统，一旦因发生酸化油事故而停产，产生的损失更是难以估量。
【发明内容】
[0005]本发明提供了一种酸化液在线检测及处理方法，通过对进入集输管线系统的采出液进行实时在线检测和实时处理，避免酸化液进入集输系统而导致酸化油的形成。
[0006]本发明还提供了一种实现在线检测及处理酸化液的系统，将其设置在原油井口与输油管线之间，能实现对采出液的实时检测，并对检测到的酸化液及时处理，杜绝了酸化液进入集输系统。
[0007]本发明提供的酸化液在线检测和处理方法，包括以下过程:
[0008]在原油工作井口与输油管线之间设置酸化液监测装置，在输油管线上设置原油进口控制阀，在原油工作井口与原油进口控制阀之间的管路上连接与之相导通的采出液管道，并设置有采出液控制阀，该酸化液监测装置能操控原油进口控制阀和采出液控制阀的启闭；
[0009]在所述采出液管道上串连设置管道混合器，且所述管道混合器前端的采出液管道上设置加药系统，该加药系统能向采出液管道输送酸化处理剂，管道混合器后端的采出液管道与输油管线连通；
[0010]使来自工作井的采出液经过酸化液监测装置，当检测到采出液酸化度和/或电导率的变化值超过设定范畴，关闭原油进口控制阀和开启采出液控制阀，使采出液进入采出液管路；
[0011]加药系统根据所检测到的采出液酸化度启动加药处理，使经计量的酸化处理剂与采出液共同进入管道混合器而被混合并反应，从管道混合器排出的处理后采出液送入输油管线。
[0012]根据本发明的方法，其中，酸化液监测装置检测到采出液pH值超出6-8时，其变化值即超过设定范畴。
[0013]本发明的实施方案中，当酸化液监测装置检测到采出液pH值及电导率的变化值超过设定范畴，关闭原油进口控制阀和开启采出液控制阀，使采出液进入采出液管路。
[0014]本发明的实施方案中，检测到采出液的性质参数发生变化，是指采出液的酸化度(通常可采用PH值表示)、电导率等参数相比于常规态发生明显变化，例如酸化度偏离了中性范畴，结合电导率等指标的变化状态(例如数值突然发生较大幅度的变化)并确定是由于其中含有酸化液所致，则启动加药系统供药，即，向采出液中提供适量的酸化液处理药剂，使其中的酸化液经反应而消除。所使用的酸化处理剂以能够使酸化液的性质(例如pH和/或电导率等参数)满足要求，通常认为采出液的pH维持在6-8，不会对原油酸化造成影响，即，当酸化液监测装置检测到采出液PH值低于6或者高于8时，则认为超过设定范畴，因为这会对原油酸化处理工艺造成影响。所以，采出液的酸化度变化相对而言更应重点关注，而电导率变化的超出可接受范围则可以进一步确定酸化液形成。作为判断酸化液形成的辅助指标，电导率变化范围的确定可根据采出液的具体性质来确定，例如，电导率数值相比于之前发生突变则认为对原油酸化会造成影响。根据原油的具体性质，可以选择适当的处理剂。本发明的具体实施方案中，所述酸化处理剂的组成(根据现场检测到的采出液中所含酸化液的量，以质量百分比计算)可以包括:水溶性破乳剂10-20%、缓蚀剂2-5%、助剂1_4%、余量为缓冲剂。当然，各组成的具体选择也可以根据原油性质而定，但均需保证采出液的性质能够满足原油生产工艺要求。更具体地，所述酸化处理剂的组成包括:水溶性破乳剂15%、缓蚀剂3 %、助剂2 %、缓冲剂80 %。
[0015]本发明的实施方案中，所述水溶性破乳剂根据原油物理性质进行选取，可以采用采油平台处理时使用的各种原油破乳剂，例如羧酸盐类等阴离子型、季胺盐类阳离子型、以胺类或醇类为起始剂的嵌段聚醚等非离子型、两性离子型破乳剂等。其中，破乳剂的加入量需要根据原油采出液的含水率进行调整，可以是按照采油平台正常加入量的2倍，例如基于采出液中所含酸化液的量，加入质量百分比为10-20 %的破乳剂。
[0016]本发明的实施方案中，所述缓蚀剂为减缓原油腐蚀的助剂，可以采用采油平台污水处理系统里使用的缓蚀剂，例如咪唑啉类，季铁盐类、脂肪胺类、酰胺衍生物类、吡啶衍生物类等有机缓蚀剂。
[0017]本发明的实施方案中，所述助剂用于中和采出液中酸化液的酸化度，其加入量则根据实际检测到的酸化液的量而定，以使酸化液的性质满足要求，例如可以采用氢氧化钠等常用碱。
[0018]本发明的实施方案中，所述缓冲剂用于保证经处理后，采出液为基本中性(pH值6-8)，具体实施过程中可以采用弱碱缓冲剂，例如碳酸钠与碳酸氢钠配比为2:1的混合液，其中，缓冲剂的加入量应保障采出液的性质满足生产要求。
[0019]本发明的检测和处理方法，所采用的加药系统可以包括酸化液检测装置，其与采出液管道连通，并与加药系统的计量控制模块(例如加药泵流量控制模块)连接，该计量控制模块则与加药系统的计量式加药泵连接，该计量式加药泵的进口端连接至供药容器(例如药剂罐)，出口端则连接至管道混合器前端的采出液管道中；所述计量控制模块根据所检测到的采出液的酸化度，控制计量式加药泵向采出液管道中提供所需剂量的酸化处理剂。通过设置酸化液检测装置，当被判定已形成酸化液的采出液流经时，酸化液检测装置的检测模块可以准确检测采出液的酸化度，并将信息传递给计量控制模块，进而控制计量式加药泵提供所需剂量的供药量(即酸化处理剂的加入量)。
[0020]本发明的实施方案中，为保证采出液中的酸化液能完全被处理达标，可以设置多个串联的管道混合器，即，使经计量的酸化处理剂与采出液顺序流经二个以上管道混合器来完成酸化处理过程。
[0021]本发明是基于采油行业的生产现状提出的，通过一套可行的设计和实施手段，实现对进入集输管线系统的采出液进行实时在线检测和实时处理，最终避免酸化液进入集输系统而导致酸化油的形成。对于本领域技术人员来说，一旦明确这样的设计思想和实施框架，实施过程中，对于检测采出液中酸化液的形成，以及选择能实现对酸化液处理的药剂和施用方式，根据应用环境和原油特性的具体特点，可以有多种手段和具体方案。
[0022]本发明还提供了用于实现前述酸化液在线检测和处理方法的系统，其设置在原油工作井口与输油管线之间，该系统包括:
[0023]与输油管线连接的酸化液监测装置和原油进口控制阀，设置于原油工作井口与原油进口控制阀之间的管路、并与之相导通的采出液管道，以及设置于该采出液管道中的采出液控制阀，所述酸化液监测装置能操控原油进口控制阀和采出液控制阀的启闭；
[0024]所述采出液管道上串设有管道混合器，且该管道混合器前端的采出液管道上连接有加药系统连接，管道混合器后端的采出液管道与输油管线连通。
[0025]本发明中，“管道混合器前端”是指采出液流经的第一个混合器的入口端，相应地，“管道混合器后端”则指采出液流经的最末端混合器的流出端。
[0026]本发明的系统，其中，所述酸化液监测装置具有能检测所流经的采出液的酸化度(常见的可用PH表示)和/或电导率变化的检测模块，该检测模块与酸化液检测装置中的检测模块一致，只是加入了 PLC单片机程序控制模块，该PLC控制模块可根据检测到的数据自动计算采出液需要加入的量，并进一步通过控制采出液控制阀(电动阀)的开度来调节采出液的加入量，使之与计量式加药泵的