一种超临界二氧化碳处理原油的设备及其处理方法
【技术领域】
[0001]本发明属于非常规油气增产技术领域，具体涉及一种超临界二氧化碳混相(或非混相)处理原油的设备及方法。
【背景技术】
[0002]随着我国非常规油气资源的不断开发，国内对非常规油气藏增产的要求越来越高。与其他强化采油技术相比较，超临界二氧化碳开发非常规油气资源的优势十分明显:①0)2极易溶解于原油，能够显著降低原油的粘度，膨胀原油的体积 '②CO 2的混相效应能够降低油水界面张力，促进油水的乳化与流动CO2的抽提作用强，可以将原油中的轻质馏分(c5?C3。范围)气化和提取；④油藏压力下降时产生溶解气驱；⑤减少CO2排放，缓解“温室效应”。
[0003]因此，我国各大油田开始逐步推广运用超临界二氧化碳混相驱油或非混相驱油技术。全面了解和掌握超临界二氧化碳混相或非混相处理过的原油各项性质参数的变化，对设计油气田集输方案、指导现场施工有着十分重要的意义。
[0004]然而，原油在经过超临界二氧化碳混相或非混相处理后的性质变化在国内外理论和实验研究中都难以准确预测，实验室又难以从现场取得满足研究所需温度压力条件下超临界二氧化碳处理过的原油油样，因此目前急需一种能够模拟不同地层条件下超临界二氧化碳对原油进行处理的设备，用以展开相关工程与实验研究。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明旨在提供一种超临界二氧化碳处理原油的设备及其处理方法，用于模拟不同地层条件下超临界二氧化碳对原油进行混相或非混相处理。
[0006]为了实现本发明的目的，本发明提供一种超临界二氧化碳处理原油的设备，它包括CO2气瓶、环形盘管、活塞式CO 2气罐、PVT分析仪、取样系统、手动计量栗、控温系统和阀，其中，所述的PVT分析仪包括柱塞栗、搅拌系统与温度压力传感器，所述的取样系统包括活塞式取样器、压力表、快速接头与阀。所述CO2气瓶与所述环形盘管连接，通过所述控温系统制冷以液化所述环形盘管内的co2，并利用压差将液态二氧化碳注入所述活塞式CO2气罐，所述手动计量栗与所述活塞式CO2气罐连接，通过所述手动计量栗调节所述活塞式CO 2气罐内的压力高于临界压力，并通过所述控温系统调节所述活塞式CO2气罐内的温度高于临界温度，使得所述活塞式0)2气罐内的液态二氧化碳转化成为超临界二氧化碳，所述活塞式CO2气罐与所述PVT分析仪连接，通过所述手动计量栗将所述活塞式CO 2气罐内的超临界二氧化碳注入所述PVT分析仪内，通过所述柱塞栗调节所述PVT分析仪内的压力，通过所述控温系统调节所述PVT分析仪内的温度，通过所述搅拌系统实现超临界二氧化碳与预先加入所述PVT分析仪内的原油进行混合，所述手动计量栗与所述取样系统相连，用以调节所述活塞式取样器内的压力，通过所述控温系统调节所述取样系统内的温度，所述取样系统与所述PVT分析仪相连，可以对所述PVT分析仪不同位置的原油带压取样。
[0007]优选地，所述控温系统为控温循环水环，控温系统中所用冷媒为水与乙醇的混合物，水:乙醇=5:1，控温系统中所用热媒为水与丙三醇的混合物，水:丙三醇=6:1。
[0008]优选地，所述PVT分析仪内部构造采用环空结构，顶部可拆卸，且顶部采用密封圈密封。
[0009]优选地，所述搅拌系统采用磁力搅拌。
[0010]优选地，所述柱塞栗为恒压恒速栗。
[0011]本发明所提供的超临界二氧化碳处理原油的方法，具体包括以下步骤:
[0012]1、原油预加注:向所述PVT分析仪内预先加注100g-200g的原油油样，并利用所述控温系统对所述PVT分析仪控温加热，温度彡50 0C ；
[0013]2、气态CO2扫线:利用所述CO 2气瓶对所述活塞式CO 2气罐与所述PVT分析仪扫线；
[0014]3、C(V液化:利用所述控温系统对经过所述环形盘管的气态CO 2降温液化，并利用压差使液态0)2进入所述活塞式CO 2气罐，液态CO 2压力为4-6MPa，温度低于5°C ；
[0015]4、实现0)2超临界态:利用所述控温系统与所述手动计量栗使所述活塞式CO2气罐内0)2的温度彡500C，压力超过20MPa，实现CO 2的超临界态；
[0016]5、超临界CO2加注与混合:利用所述柱塞栗缓慢退栗，增大所述PVT分析仪的容积，同时利用所述手动计量栗将所述活塞式CO2气罐内的超临界二氧化碳，恒压注入到所述PVT分析仪内，利用所述控温系统与所述柱塞栗对所述PVT分析仪内的温度、压力进行微调，利用所述搅拌系统以180r/min-2400r/min的搅拌速率对油样与二氧化碳进行混合；
[0017]6、带压取样:利用所述手动计量栗排空所述活塞式取样器内的气体，利用所述控温系统调整所述取样系统的温度在20°C -50°C，利用所述柱塞栗缓慢进栗，减小所述PVT分析仪的容积，同时利用所述手动计量栗调整所述活塞式取样器内的压力在lMPa_4Mpa，将所述PVT分析仪不同位置的油样以一定压差取至所述活塞式取样器。
[0018]本发明适用于不同温度压力条件下，模拟超临界二氧化碳对原油进行混相或非混相处理。由于本发明所述的实验设备体积小，占地面积少，所需实验油样少且实验设备投资成本相对较低，同时实验过程中二氧化碳的温度压力易于调节，可对超临界二氧化碳处理后原油的不同沉降位置进行取样，可以较好地模拟不同地层条件下超临界二氧化碳处理原油油样，为二氧化碳驱油的地面集输工艺技术提供实验研究手段。
【附图说明】
[0019]图1是本发明提供的用于模拟超临界二氧化碳处理原油的设备示意图。
[0020]图2是本发明所述PVT分析仪的结构示意图。
[0021]图3是本发明所述取样系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面将结合附图对本发明作进一步地说明，但应该理解，本发明的范围并不限于此。
[0023]如图1-3所示，本发明所提供的用于模拟超临界二氧化碳对原油进行混相(或非混相)处理的设备，包括:C02气瓶1、环形盘管2、活塞式CO2气罐3、PVT分析仪4、取样系统5、手动计量栗6、控温系统7、控温系统8、控温系统9、控温系统10与阀24、阀25、阀26、阀27、阀28、阀29、阀30、阀31、阀32、阀33、阀34、阀35，其中，所述的PVT分析仪4包括柱塞栗11、搅拌系统12与温度压力传感器13 ;所述的取样系统5包括活塞式取样器14、活塞式取样器15、活塞式取样器16、压力表17、压力表18、压力表19、快速接头20、快速接头21、快速接头22、快速接头23与阀36、阀37、阀38、阀39、阀40、阀41。
[0024]所述0)2气瓶I经过所述环形盘管2与所述活塞式CO 2气罐3连接，所述活塞式CO2气罐3与所述PVT分析仪4连接，所述PVT分析仪4通过阀30、阀31、阀32分别与所述活塞式取样器14、活塞式取样器15、活塞式取样器16连接，所述手动计量栗6通过阀33、和阀34分别与所述活塞式CO2气罐3和取样系统5连接，控温系统7、控温系统8、控温系统9和控温系统10分别对所述环形盘管2、所述活塞式CO2气罐3、所述PVT分析仪4和所述取样系统5进行控温。所述控温系统为控温循环水环，控温系统7中所用冷媒为水与乙醇的混合物，水:乙醇=5:1，控温系统8和控温系统9中所用热媒为水与丙三醇的混合物，水:丙三醇=6:1。
[0025]实验开始前保持阀24、阀25、阀26、阀27、阀28、阀29、阀30、阀31、阀32、阀33、阀34、阀35、阀36、阀37、阀38、阀39、阀40和阀41都处于关闭状态，所述快速接头20、快速接头21、快速接头22和快速接头23都处于断开状态。
[0026]原油加注:先将所述PVT分析仪4顶部拆卸，向所述PVT分析仪4内加入10g的原油油样，将所述PVT分析仪4顶部密封，打开阀29，利用所述柱塞栗11调整所述PVT分析仪4的容积，使油样充满所述PVT分析仪4，关闭阀29，利用所述控温系统9对所述PVT分析仪4加热升温至80°C。
[0027]气态扫线:打开阀24、阀25、阀27，调节阀27的开度，对所述活塞式CO2气罐3进行扫线，关闭阀27，打开阀26、阀28、阀29，对所述PVT分析仪4进行扫线，顺序关闭阀29、阀28、阀26、阀25、阀24。
[0028]C(V液化:打开阀33、阀35、阀27，利