注空气开发采油井气体组分检测仪及检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及采油技术领域，尤其涉及一种注空气开发采油井气体组分检测仪及检测方法。
【背景技术】
[0002]注空气开发是利用注入井把空气注入油层，利用气驱效应、氧化生热效应采油的一种措施，包括:稀油高压注空气开发、空气泡沫驱开发以及稠油火烧油层开发。采油井爆炸或者着火是油田注空气开发的危险因素之一，在生产井中存在着足够的烃类气体，当烃类气体和未消耗完的氧气混合达到或超过油气爆炸下限时，遇到点火源就很容易发生爆炸，这就是采油井发生爆炸或者着火的主要原因。未消耗完的氧气一般通过如下情况产生:
(I)油藏温度过低，导致氧化反应速度慢，甚至氧化过程停止，氧耗量降低，存在过剩氧；(2)注入井到采油井间的井距过近，导致氧气过早突破；(3)空气通过油藏中的高渗层或者高渗通道发生气窜，氧气来不及氧化而直接到采油井产出。因此，需要对采油井的气体组分进行检测。
[0003]目前，油田注空气开发采油井气体组分检测主要集中在油井套管气检测，采用的气体组分检测方式通常有三种:便携式手持仪器、气相色谱仪和在线连续检测装置。便携式手持仪器主要使用电化学传感器，精度低但稳定性好，受使用人员的水平影响小，且价格低、使用方便、灵活、速度快，得到广泛使用。在线连续检测装置也使用电化学传感器，其优点是可以连续检测数据，缺点是投资高、系统维护技术要求高。气相色谱仪的优点是精度高，缺点是造价高、对使用人员的专业技术水平要求高。
[0004]但是，上述三种仪器都是针对套管气检测，套管气是井底分离而产生，具有一定的延迟性。同时，上述三种仪器都是在常压下工作，因此在采油井上使用上述三种仪器时，取样困难，人员安全风险高，并且套管取样过程中，生产初期或者原始气油比低的采油井，容易造成大气中空气倒灌污染气样，从而导致组分检测结果误差较大。
[0005]针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0006]本发明提供了一种注空气开发采油井气体组分检测仪及检测方法，以至少解决现有的采油井气体组分检测过程中，取样困难，安全风险高，检测结果误差较大的问题。
[0007]根据本发明的一个方面，提供了一种注空气开发采油井气体组分检测仪，包括一外壳，所述外壳内设置有取样分离线路、组分检测线路和通信单元，所述外壳上设置进口、第一出口和第二出口，所述进口连接在采油井井口与集输设备之间的地面管线上，或者连接在所述采油井井口与临时储油罐之间的地面管线上，或者连接在所述采油井井口的套管阀上;所述取样分离线路包括:通过高压管线依次串联的第一电磁阀、一级取样分离器、第二电磁阀、二级取样分离器、第三电磁阀和第一单向阀，其中，所述第一电磁阀连接至所述进气口，所述第一单向阀连接至所述第一出口；所述组分检测线路包括:通过管线依次串联的第四电磁阀、减压阀、干燥清洁装置、气体组分检测探头和第二单向阀，其中，所述第四电磁阀连接至所述一级取样分离器，所述第二单向阀连接至所述第二出口；所述通信单元，连接至所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀、所述第四电磁阀和所述气体组分检测探头，用于接收来自终端的控制指令以及向所述终端传输检测结果，其中，所述控制指令用于控制各电磁阀的打开或关闭。
[0008]在一个实施例中，所述一级取样分离器的内部设置有液位计，所述液位计用于实时检测所述一级取样分离器内的液面高度;所述液位计还连接至所述通信单元。
[0009]在一个实施例中，所述取样分离线路中，进入所述一级取样分离器的管线深入到所述一级取样分离器的中下部。
[0010]在一个实施例中，所述注空气开发采油井气体组分检测仪还包括:加热装置，用于加热所述取样分离线路。
[0011]在一个实施例中，所述组分检测路线中，进入所述一级取样分离器的管线位于所述一级取样分离器的中上部。
[0012]在一个实施例中，所述第三电磁阀和所述第一单向阀形成排空管路，用于排空所述一级取样分离器和所述二级取样分离器中的残余流体。
[0013]在一个实施例中，所述气体组分检测探头包括以下至少之一:氧气组分检测探头、烃类气体组分检测探头、二氧化碳组分检测探头、一氧化碳组分检测探头和硫化氢气体组分检测探头。
[0014]在一个实施例中，所述外壳为金属柜。
[0015]在一个实施例中，所述终端包括:显示单元，用于显示所述检测结果;报警单元，用于在气体检测值达到预设阈值的情况下，进行报警。
[0016]根据本发明的另一个方面，提供了一种注空气开发采油井气体组分检测方法，基于上述任一种的注空气开发采油井气体组分检测仪实现，所述方法包括:利用第三电磁阀和第一单向阀排空取样分离线路中的残余流体;利用第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀，使得一级取样分离器和二级取样分离器进行取样分离，得到待检测气体;利用所述第四电磁阀和减压阀，将所述减压阀的出口压力降低至气体组分检测探头所需的压力；利用干燥清洁装置对进入组分检测线路的所述待检测气体进行干燥清洁;利用气体组分检测探头检测干燥清洁后的气体的组分，得到检测结果;利用通信单元将所述检测结果传输给终端。
[0017]在一个实施例中，在利用第三电磁阀和第一单向阀排空取样分离线路中的残余流体之前，所述方法还包括:加热所述取样分离线路。
[0018]在一个实施例中，在利用通信单元将所述检测结果传输给终端之后，所述方法还包括:所述终端实时显示所述检测结果，并在气体检测值达到预设阈值的情况下进行报警。
[0019]通过本发明的注空气开发采油井气体组分检测仪及检测方法，从油管直接取样检测，保证了检测及时性和准确性;减压阀实现低压检测，降低了人工高压取样的安全风险；单向阀保证外界空气无法倒流进取样分离器和组分检测探头，气体通过干燥清洁装置干燥净化，减少了气样对组分探头的污染，保证了检测结果的准确性;所有组件整体置于一外壳内，防止自然原因和认为损坏。
【附图说明】
[0020]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的限定。在附图中:
[0021]图1是本发明实施例的注空气开发采油井气体组分检测仪的结构示意图；
[0022]图2是本发明实施例的注空气开发采油井气体组分检测方法的流程图；
[0023]图3是本发明实施例的注空气开发采油井气体组分检测方法的具体流程示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
[0025]本发明实施例提供了一种注空气开发采油井气体组分检测仪，图1是本发明实施例的注空气开发采油井气体组分检测仪的结构示意图，如图1所示，注空气开发采油井气体组分检测仪包括一外壳100，外壳100内设置有取样分离线路200、组分检测线路300和通信单元400。
[0026]外壳100上设置进口 101、第一出口 102和第二出口 103，其中，进口 101连接在采油井井口 500与集输设备600(或临时储油罐)之间的地面管线上，或者连接在采油井井口 500的套管阀上。外壳100可以为金属柜。
[0027]取样分离线路200包括:通过高压管线依次串联的第一电磁阀201、一级取样分离器202、第二电磁阀203、二级取样分离器204、第三电磁阀205和第一单向阀206，其中，第一电磁阀201连接至进气口 101，第一单向阀206连接至第一出口 102。取样分离线路200可以通过电磁阀的相互动作实现自动取样分离气体的目的。从采油井出来的是高压流体，因此，取样分离线路200需要经过高压管线串联。一级取样分离器202分离的气体里面可能含有少量的液体，所以进行二级分离，使得液体和气体完全分离，只取气样进行组分检测，避免液体进入检测探头，损坏检测探头。
[0028]组分检测线路300包括:通过管线依次串联的第四电磁阀301、减压阀302、干燥清洁装置303、气体组分检测探头304和第二单向阀305，其中，第四电磁阀301连接至一级取样分离器202，第二单向阀305连接至第二出口 103。组分检测线路300可以实现组分检测功能。干燥清洁装置303可以包括干燥器和清洁器。组分检测线路300使用常