确定油组合物与流体的最小混溶压力的制作方法
【专利说明】确定油组合物与流体的最小混溶压力
[0001]相关申请的交叉引用
本申请要求在2013年8月30日提交的美国临时专利申请序列号61/872，130的优先权的权益，其全部公开内容以引用的方式并入本文。
【背景技术】
[0002]原油与不同流体的混溶压力是优化提高油回收的一个重要参数。“最小混溶压力”或“MMP”是对成功操作例如将流体(包括但不限于二氧化碳、天然气和氮气)注入到油藏中的提高油回收过程有用的操作参数。注入此类流体可以通过使原油膨胀、降低油粘度和形成包括注入流体和油组分的流动相中的至少一者来提高所处理的地下地层的产量。
[0003]用于确定在油藏条件下原油中的流体MMP的最普遍可用的实验技术是细管驱替和压力-组合物图。在这些技术当中，细管技术目前被视作用于确定气-油混溶性的“石油行业标准”。在这种技术中，混溶性间接地是从油回收来确定的。但是，不存在标准设计、标准操作程序，且不存在用于使用细管测试来确定MMP的一组标准判据。此外，细管测试的混溶性定义(作为油回收相对于压力曲线中的转变点)需要几次慢速率的细管驱替测试，且因此这种技术成本高且耗时(4到5周)。
[0004]可以将两种流体定义为在温度和压力条件下混溶，其中这两种流体之间的界面张力为零。已报告了可以确定原油中的流体MMP的界面张力消失(VIT)技术(Rao、Dandina N.流体相平衡1997，139(1)，311-324)。在Rao的VIT方法中，在油藏温度下及在气相的变化的压力或富集水平下测量气-油界面张力。接着，通过推断关于零界面张力的界面张力相对于压力或富集水平的图表来确定气-油混溶性条件。但是，在Rao的VIT技术中的推断是困难的，因为其是使用其斜率随着其接近轴线而减小的曲线来执行的，必须确定与所述轴线的交叉点。另外，Rao的VIT技术需要极准确地测量毛细管内径，且需要在所测试的每个压力和温度条件下乏味地测量每个相的密度。
【发明内容】
[0005]本发明的各种实施例提供一种确定流体与油组合物的最小混溶压力的方法。所述方法包括:将流体放置到处于第一压力下的压力腔室中。所述压力腔室包括至少一个毛细管，所述至少一个毛细管具有安置在压力腔室中的油组合物中的一端。流体包括气体、液体和超临界流体中的至少一者。所述方法包括:测量在至少一个毛细管中的油组合物的高度。所述方法包括:针对使用不同于第一压力的第二压力的至少一个周期重复所述测量。所述方法还包括:通过从对至少一个毛细管中的油组合物的高度的两次或更多次测量推断在至少一个毛细管中的油高度为零的情况下的压力来确定油组合物与流体的最小混溶压力。
[0006]本发明的各种实施例提供一种确定流体与油组合物的最小混溶压力的方法。所述方法包括:将流体放置到处于第一压力下的压力腔室中。所述压力腔室包括多个毛细管，每个毛细管具有安置在压力腔室中的油组合物中的一端且每个毛细管具有不同内径。流体包括气体、液体和超临界流体中的至少一者。流体包括二氧化碳、氮气、甲烷、乙烷、丙烷、硫化氢、正丁烷、异丁烷、天然气、液化天然气和产生的气体中的至少一者。油组合物包括原油、原油馏分、大体上类似于原油的混合物和大体上类似于原油馏分的混合物。所述方法包括:测量在每个毛细管中的油组合物的高度。所述方法包括:针对使用不同于第一压力的第二压力的至少一个周期重复所述测量。所述方法还包括:通过从对每个毛细管中的油组合物的高度的两次或更多次测量独立地针对每个毛细管推断在至少一个毛细管中的油高度为零的情况下的压力来确定油组合物与流体的最小混溶压力，并对至少两个所推断出的压力求平均值。
[0007]本发明的各种实施例提供一种用于确定流体与油组合物的最小混溶压力的设备。所述设备包括:压力腔室，其包括至少一个毛细管，所述至少一个毛细管构造成具有安置在压力腔室中的油组合物中的一端。压力腔室构造成具有放置在其中处于第一压力下的流体，所述流体包括气体、液体和超临界流体中的至少一者。压力腔室经构造，使得可以测量在至少一个毛细管中的油组合物的高度。
[0008]在各种实施例中，本发明提供优于用于确定油组合物和流体介质的最小混溶压力的其它方法和设备的某些优点。例如，可以使用比用于确定油组合物中的流体MMP的其它技术更简单且更便宜的仪器来执行所述方法的各种实施例。与用于确定油组合物中的流体MMP的其它方法(例如，细管、上升气泡和Rao的VIT技术)相比，各种实施例可快得多且简单得多地执行。与其它技术(例如，细管技术)相比，通过本方法的各种实施例达成的结果会更一致且对操作者的依赖性更小。
[0009]不同于细管方法，所述方法的各种实施例可以准确地测量油组合物中的流体MMP而在所述方法期间并未达到MMP压力。不同于例如Rao的VIT技术的技术，所述方法的各种实施例可以测量油组合物中的流体MMP而不执行测量油或流体相的密度的乏味步骤。在各种实施例中，由于排除了将两种流体转移到密度计的需要，所以在实验期间保证油组合物不变。不同于例如需要知道毛细管的内径的Rao的VIT技术的技术，可以在不知道所用毛细管的直径的情况下执行所述方法的各种实施例。不同于其它方法，所述方法的各种实施例可以从线性图表中推断油组合物中的流体MMP，从而导致速度和准确性更大，并且对在接近MMP的压力下进行测量需要较少。与Rao的VIT技术相比，可以使用更小的总油量(例如，几克或更少)来执行所述方法的各种实施例。
[0010]与其它MMP方法相比，本发明的各种实施例执行起来是更简单、更快速、更便宜中的至少一者，从而允许进行具成本效益和具时效性的多次MMP确定，这允许调查多个参数对丽P的影响。例如，在各种实施例中，可以在油藏的整个生产过程期间追踪丽P值，而非仅依赖于起初确定的MMP值。在各种实施例中，可以通过使生产出的油暴露至各种流体组合物来有效地调查油组合物中的流体MMP(随着油组合物或油/气比率变化)，而非仅依赖于预测性模型相关性。
【附图说明】
[0011]附图一般通过示例但并非限制性地示出本文献中所论述的各种实施例。
[0012]图1A示出根据各种实施例的可以用来执行方法的设备。
[0013]图1B示出根据各种实施例的设备的高压单元(high-pressurecell)的放大图。
[0014]图2示出根据各种实施例的设备的高压单元的示例。
[0015]图3是根据各种实施例的高压单元14的照片，所述高压单元14具有位于其中的多个毛细管32。
[0016]图4是根据各种实施例的针对使用本文所公开的方法和设备对注入到原油中的二氧化碳的MMP的测试的图表的示例。
[0017]图5是根据各种实施例的针对使用本文所公开的方法和设备对注入到原油中的二氧化碳的MMP的测试的图表的示例。
[0018]图6示出根据各种实施例的用以确定原油与纯甲烷(表示天然气)的MMP值的毛细管高度相对于注入压力。
[0019]图7示出根据各种实施例的用以确定纯氮气的MMP值的毛细管高度相对于注入压力。
[0020]图8示出根据各种实施例的使用所公开的方法和设备的测试结果。
【具体实施方式】
[0021]现将详细参考本公开主题的某些实施例，其示例部分地说明于附图中。虽然将结合所列举的权利要求书来描述所公开的主题，但将理解，例示的主题并不旨在将权利要求书限于所公开的主题。
[0022]应将以范围格式表达的值灵活地解释为不仅包括被明确叙述为范围界限的数值而且包括涵盖在所述范围内的所有个别数值或子范围，其涵盖的程度就好像是明确叙述每个数值和子范围。例如，应将“约0.1%到约5%”或“约0.1%到5%”的范围解释为不仅包括约0.1%到约5%，而且包括在所指示的范围内的个别值(例如，1%、2%、3%和4%)和子范围(例如，0.1%到0.5%、1.1%到2.2%、3.3%到4.4%)。除非另有指示，否则语句“约X到Y”与“约X到约Y”意思相同。同样地，除非另有指示，否则语句“约x、Y或约Z”与“约X、约Y或约Z”意思相同。
[0023]在这个文献中，除非上下文另有清楚指示，否则使用术语“一”(a)、“一”(an)”或“所述(the)”以包括一个或一个以上。除非另有指示，否则使用术语“或”以指非排他性“或”。语句“A和