专利名称：油藏条件下油水液位的测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油开发实验测量技术领域，具体地，涉及一种油藏条件下油水液位的测试装置。
背景技术：
在石油开发实验中，测量油水体积量是一项经常性的操作。调研显示，油水体积量测量的方法和仪器多种多样，适用于不同的专业。但是针对油藏高温高压环境、流体体积微量等特殊实验设计，现有方法和仪器在测试精度、具备高温高压测试条件和操作简便这三个方面难以达到兼备。常规的浮子式液位计适用于常压状态时的气液两相液位测量，无法满足高压及不可视条件；常规的电位液位计适用于常压状态下，测量流体体积较大的情况，测量精度较低。油藏条件下的油水液位测量通常采用降压后，油相和水相分别计量的办法，其测量步骤繁琐，而且不能进行过程监测，这限制了实验设计。在石油开发实验中，实时监测油水液位，能为分析温度、压力等因素的影响提供技术支持。如果能分辨出微量流体两相间的差异，将为低渗透岩石内的渗流过程、物质间扩散作用等缓慢作用过程的研究提供技术支持。但是，现行的测试方法制约了实验设计的扩展，目前尚无有效的测试油藏条件下油水液位的技术方案。
实用新型内容本实用新型实施例的主要目的在于提供一种油藏条件下油水液位的测试装置，以解决由于现有技术中缺少有效的油藏条件下油水液位的测试技术而制约实验设计扩展的问题。为了实现上述目的，本实用新型实施例提供一种油藏条件下油水液位的测试装置，所述测试装置与包含待测流体的高压容器连接，所述的装置包括测试部分和控制显示部分，其中，所述的测试部分包括承压筒、导电块、密封部件、中心具有通孔的承压块、和中心具有通孔的压帽；所述的控制显示部分包括直流电源、阳极接线端、阴极接线端、电阻测试电路、液位计算电路和显示窗，其中，所述承压筒是下方具有锥形螺口的中空筒，所述锥形螺口与所述的高压容器相连，所述承压筒外侧具有阴极接口，所述阴极接口与所述的阴极接线端连接；所述导电块包括导电柱体、探针和电线，所述导电柱体上方连接所述电线，所述电线通过所述承压快和压帽的通孔与所述控制显示部分的阳极接线端连接，所述导电柱体下方固定连接缠绕有电阻丝的探针；所述密封部件包括具有通孔的上密封垫、具有通孔的下密封垫和0型圈，其中，所述的0型圈位于所述上密封垫和所述导电柱体之间， 所述下密封垫位于所述导电柱体下方，所述探针通过下密封垫的通孔接触所述高压容器底部；所述压帽位于所述承压块上方，当所述压帽紧固时，所述承压块均勻作用于所述密封部件，以确保所述承压筒密封；所述电阻测试电路用于在所述探针接触到油水液位时，测试出所述探针的电阻值；所述液位计算电路用于根据所述电阻值、以及电阻值与油水液位的关系确定出当前的油水液位。优选地，所述的导电块还包括卡口，设置于所述导电柱体下方，包括固定接口和金属卡片，用于固定所述探针。优选地，所述的导电柱体为铜质柱体。优选地，所述的承压块为圆盘状钢体。优选地，所述的上密封垫和下密封垫为聚四氟材质，所述的0型圈为加氟橡胶材质。优选地，所述承压块通孔上部具有凹部，所述压帽通孔下部设置有与所述凹部匹配的凸部。借助于上述技术方案，本实用新型可以有效测试油藏条件下的油水液位，进而可以扩展实验设计。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本实用新型实施例的油藏条件下油水液位测试装置的结构示意图；图2是根据本实用新型实施例的测试装置与高压容器的连接示意图；图3是根据本实用新型实施例的测试部分1的详细结构示意图；图4是根据本实用新型实施例的控制显示部分2的详细结构示意图；图5是根据本实用新型实施例的承压筒的俯视图；图6a是根据本实用新型实施例的导电块12的整体结构图；图6b是根据本实用新型实施例的卡口局部示意图；图6c是根据本实用新型实施例的探针的放大结构图；图7是根据本实用新型实施例的驱替实验的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。由于现有技术中缺少有效的油藏条件下油水液位的测试技术，因此制约了实验设计扩展。基于此，本实用新型实施例提供一种油藏条件下油水液位的测试装置，以解决上述问题。
以下结合附图对本实用新型进行详细说明。图1是油藏条件下油水液位测试装置的结构示意图，如图1所示，该装置包括测试部分1和控制显示部分2，测试部分1和控制显示部分2连接后与包含待测流体的高压容器如图2所示连接。以下详细描述测试部分1和控制显示部分2。
4[0027]图3是测试部分1的结构示意图，如图3所示，该测试部分1包括承压筒11、导电块12、密封部件13、中心具有通孔的承压块14、和中心具有通孔的压帽15 ；图4是控制显示部分2的结构示意图，如图4所示，该控制显示部分包括直流电源(图中未示出)、阳极接线端21、阴极接线端22、电阻测试电路(图中未示出)、液位计算电路(图中未示出)、显示窗23、电源开关M和液位起始健25。其中承压筒11是下方具有锥形螺口 111的中空筒，锥形螺口与高压容器相连，承压筒外侧具有阴极接口 112，阴极接口通过电线113与阴极接线端22连接。图5是承压筒的俯视图。导电块12包括导电柱体、探针和电线，导电柱体上方连接电线，导电柱体下方固定连接缠绕有电阻丝的探针。在具体实施时，导电块还可以包括卡口，设置于导电柱体下方，包括固定接口和金属卡片，用于固定探针。图6a是导电块12的整体结构图，图6b是卡口局部示意图，图6c是探针的放大结构图，如图6a、6b、6c所示导电柱体121，为导电性能较好的铜质柱体，上方焊接阳极引入的电线122，下方与探针123连接。导电柱体的作用是一是保证探针内电流能形成良好回路；二是在密封部件的配合下，有效密封承压筒下方流体进入导电柱体上部。电线122采用耐高温传导线，通过承压快和压帽的通孔与控制显示部分的阳极接线端连接。探针123，由电阻丝缠绕而成，电阻丝直径可以是0. Imm ；探针直径可以分为2mm和 5mm两种，长度根据测试条件确定。根据测试体积精度要求，而选择不同探针。缠绕结构主要是增加电阻丝的有效长度，提高电阻值的测量精度；该结构也扩大了水相接触面积，增强测量灵敏度。卡口 124，由固定接口 1241和金属卡片1242构成，该结构使探针与导电柱体连接牢固，并且易于更换不同种类的探针。密封部件13包括具有通孔的上密封垫131、0型圈132和具有通孔的下密封垫 133，其中，0型圈位于上密封垫和导电柱体之间，下密封垫位于导电柱体下方，通过上下密封垫和0型圈，可以有效密封承压筒下方流体，以阻止进入导电柱体上部。探针通过下密封垫的通孔接触高压容器底部。上下密封垫为聚四氟材质，0型圈为加氟橡胶材质。密封部件13的作用一是隔绝探针和导电块与承压筒及上部金属压帽间的接触，在测量电路连通时不产生短路；二是在压帽的配合下对承压筒内的流体有密封作用，实现高温高压条件下的测量。压帽15位于承压块14上方，在实际操作中，承压块可以是圆盘状钢体，中心有通孔，使电线122穿过；承压块通孔上部具有凹部，压帽通孔下部相应地设置有与凹部匹配的凸部，以配合压帽定位，压帽主要是紧固及端盖作用。当压帽紧固时，承压块的压力均勻作用在下方密封部件上，确保承压筒密封。在实际中，承压筒的外径可以是12mm，最小内径为8mm，组合后承压筒和压帽整体高度可以是40mm。图4所示的控制显示部分包括12V直流电源(图中未示出)，阳极/阴极接线端子，电阻测试电路和液位计算电路(图中未示出)，显示窗以及相应的功能键，其中[0039]12V直流电源是为电阻测量电路提供电源，低电压符合安全要求；阳极/阴极接线端子，分别与导电柱体上方电线(阳极)和承压筒的阴极接口连接；电阻测试电路，具备测量电阻值的功能，用于在探针接触到油水液位时，测试出探针的电阻值；液位计算电路，具备将电阻值转换为对应探针位置的功能，S卩，用于根据电阻值、 以及电阻值与油水液位的关系确定出当前的油水液位；显示窗，用于显示测量电阻值和液位值；功能键，包括电源开关和液位起始键，液位起始键的功能是当初始液位不处于探针两端时，按此键可将此处位置设为零点。通过上述的测试装置，可以有效测试油藏条件下的油水液位，克服了现有技术中的缺少有效的油藏条件下油水液位的测试技术而制约实验设计扩展的问题，从而可以扩展实验设计。以下描述上述测试装置的工作原理液位测量装置安装在高压容器上，与待测流体连通。液位测量装置采用电阻测试法，装置内感知的电阻值与油水界面位置呈线性相关， 经计算可得油水液面位置。设测量装置的电阻探针长度为L，探针材料的电阻值R与长度L 呈线性关系，即，有，R = A*L，其中，R表示探针总电阻值，A表示材料电阻率，L表示探针长度。由基础电学知识可知，测量的电阻值r与液位Ih成正比，即，有，r = A- lh，其中，r表示测量电阻值，Ih表示对应的液位。如图2所示，液位1是油水分界面，水在下方；液位2是油气分界面。当探针接触水相时，阳极、探针、水、承压筒外壁和阴极构成连通电路，通过电阻测试电路测量出电阻值，然后通过液位计算电路计算出油水液位。在具体实施时，需要根据测量液体流量及测试精度要求选择探针类型，S卩，选择探针的直径。接通探针电路后，存在两种初始状况一是容器内无水相时，则电阻值显示无穷大，液位值为0 ；当水相界面接触到探针时，电阻值为R0，对应于探针端点。随着水相界面的上升，电阻值相应减小，液位相应增加；二是容器内充满水相时，则电阻值最小，液位值为探针长度L ；当水相界面逐渐远离导电块时，电阻值相应增加，液位相应减小。上述测试装置可以广泛适用于油田开发实验中，例如驱替实验中产出端流体和岩石润湿性测量中的液位计量等。以下以驱替实验为例，说明液位测量装置的应用及效果， 实验流程见图7，液位测量装置连接岩心末端和回压控制系统之间。该实验采用泡点压力为12ΜΙ^溶解天然气的原油，在回压20MPa、温度83°C的条件下，用地层水驱替。岩心为某低渗地层天然岩心，渗透率IOX 10-3 μ m3,长度5. 6cm,直径 2. 5cm，孔隙度21%，则岩心孔隙体积为5. 76mL。岩心饱和原油后，高压容器内仍有较多地层水(多于10倍岩心孔隙体积)。现有技术中的常规测量方法是，将产出端流体降压分为液相和气相，分别计量体积，如果是计算岩心内的流体体积时，则需要根据气体压缩原理进行液体体积的校正。由于岩心孔隙体积很小，这种方法的计算误差较大。而本实用新型实施例，可以进行油藏条件下的直接测量，产出油增加后，水相界面降低(由回压系统控制排出)，可折算出不同时刻的产出油量。其测量精度只与液位测量装置的精度有关，对比结果见表1。[0052]表 权利要求1.一种油藏条件下油水液位的测试装置，所述测试装置与包含待测流体的高压容器连接，其特征在于，所述的装置包括测试部分和控制显示部分，其中，所述的测试部分包括承压筒、导电块、密封部件、中心具有通孔的承压块、和中心具有通孔的压帽；所述的控制显示部分包括直流电源、阳极接线端、阴极接线端、电阻测试电路、液位计算电路和显示窗，其中，所述承压筒是下方具有锥形螺口的中空筒，所述锥形螺口与所述高压容器相连，所述承压筒外侧具有阴极接口，所述阴极接口与所述的阴极接线端连接；所述导电块包括导电柱体、探针和电线，所述导电柱体上方连接所述电线，所述电线通过所述承压快和压帽的通孔与所述控制显示部分的阳极接线端连接，所述导电柱体下方固定连接缠绕有电阻丝的探针；所述密封部件包括具有通孔的上密封垫、具有通孔的下密封垫和0型圈，其中，所述的 0型圈位于所述上密封垫和所述导电柱体之间，所述下密封垫位于所述导电柱体下方，所述探针通过下密封垫的通孔接触所述高压容器底部；所述压帽位于所述承压块上方，当所述压帽紧固时，所述承压块均勻作用于所述密封部件，以确保所述承压筒密封；所述电阻测试电路用于在所述探针接触到油水液位时，测试出所述探针的电阻值；所述液位计算电路用于根据所述电阻值、以及电阻值与油水液位的关系确定出当前的油水液位。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的导电块还包括卡口，设置于所述导电柱体下方，包括固定接口和金属卡片，用于固定所述探针。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的导电柱体为铜质柱体。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的承压块为圆盘状钢体。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的上密封垫和下密封垫为聚四氟材质，所述的0型圈为加氟橡胶材质。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述承压块通孔上部具有凹部，所述压帽通孔下部设置有与所述凹部匹配的凸部。
专利摘要本实用新型提供一种油藏条件下油水液位的测试装置，该装置包括测试部分和控制显示部分，其中，测试部分包括承压筒、导电块、密封部件、中心具有通孔的承压块、和中心具有通孔的压帽；控制显示部分包括直流电源、阳极接线端、阴极接线端、电阻测试电路、液位计算电路和显示窗；承压筒与高压容器相连，承压筒外侧具有阴极接口，与阴极接线端连接；导电块包括导电柱体、探针和电线，导电柱体上方连接电线，电线与控制显示部分的阳极接线端连接，导电柱体下方固定连接缠绕有电阻丝的探针；电阻测试电路用于在探针接触到油水液位时，测试出探针的电阻值；液位计算电路用于根据电阻值、以及电阻值与油水液位的关系确定出当前的油水液位。
文档编号G01F23/24GK202182755SQ20112033061
公开日2012年4月4日 申请日期2011年9月5日 优先权日2011年9月5日
发明者史彦尧, 杨思玉, 杨永智, 秦积舜, 陈兴隆 申请人:中国石油天然气股份有限公司