专利名称：一种用于微生物驱的油藏产出液取样方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种微生物采油技术领域，特别涉及一种在保持高温、高压和厌氧条 件下的用于微生物驱的油藏产出液取样方法及装置。
背景技术：
微生物提高采收率技术(Microbial Enhanced Oil Recovery)是指利用微生物 (主要是细菌、古菌)及其代谢产物提高原油产量和采收率的技术，与其他三次采油技术相 比，微生物技术具有适用范围广、工艺简单、经济效益好、无污染等特点，具有良好的应用前 景，因而受到越来越多的关注。目前已形成微生物单井防蜡、微生物吞吐和微生物驱油三大 类工艺技术。目前微生物驱过程中产出液的测试项目主要包括原油粘度和族组分、气体组成及 组分、地层水的微生物群落结构、氧化还原电位、矿化度和PH值等。原油、地层水和气体样 品是通过现场取油井产出液经过室内油、气、水分离得到。目前传统的取样过程中样品的压 力会突然释放降至大气压，也无保温措施，并且暴露在空气中破坏原始厌氧环境，因此该方 法存在不足在于(1)温度、压力和氧含量是影响微生物生长代谢的关键因素，他们的波动会导致地 层水中群落结构发生变化，使其微生物群落结构测试结果无法真实客观反映高温高压条件 下地层水中的情况；(2)氧化还原电位的测定主要是先将水中的原油和悬浮物过滤掉，然后利用钼电 极为测量电极，以银_氯化银电极作为辅助电极进行直接测量。该方法就会导致空气中的 氧气溶入采出水中，提高溶解氧，使所测氧化还原电位值的偏高；(3)从现场取到的油水混合需要到实验室进行油水分离和测试前预处理后才能进 行参数测试，因此不仅耗时长导致测试结果不准确，而且中间环节多易造成样品的污染；(4)现场取样过程中，气体和部分采出液直接外排，造成环境污染。经过专利和文献查新检索，还未出现油田采出液高温、高压取样方法及装置相关 的专利及文献，专利ZL91109848( “悬浮液取样方法和装置”)介绍一种有固体颗粒悬浮液 中提取试样的方法，将部分悬浮液从悬浮池旁路提取出并送到一个分析仪中分析其成分。 其存在的问题是该装置在常温、常压、开放式的条件下进行悬浮液的取样，达不到高温、高 压、密闭取样的要求。专利200910142194. 8 (“油-水两相中油相取样方法及其专用设备”) 介绍了一种用聚丙烯纤维作为分离器，用蠕动泵连续抽取油相的方法，其存在的问题是该 装置只能进行常温、常压条件下油水两相分离，达不到高压和密闭取样的要求，同时废弃物 外排污染环境。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种用于微生物驱的油藏 产出液取样方法及装置，解决了高温高压厌氧条件下油气水混合物取样的难题，在取样过程中物料不会在现场扩散，从而保护了现场环境，原油和气体回收能得到有效利用。一种用于微生物驱的油藏产出液取样方法，其技术方案是包括以下步骤(1)油藏温度压力测试和控制首先通过压力检测装置检测微生物驱的油藏压力，温度检测装置检测微生物驱的 油藏温度，然后分别反馈至温度和压力控制装置，压力控制装置控制采出液取样装置的压 力，温度控制装置控制采出液取样装置的温度。(2)取样装置厌氧处理利用真空泵将井口连接单元、油气水收集单元、油水一级分离单元、油水二级分离 单元、采出水收集单元内残留的空气抽出，保证整个装置在无氧环境中。(3)油气水高压高温分离打开井口连接单元的四通阀，油井产出液依次经过油水一级分离单元，油水二级 分离单元，分得获得原油、废液和高温高压气体与采出水。(4)油气水厌氧和高压取样利用高压取样装置和厌氧取样装置从采出水收集单元中取样进行高温高压取样 和厌氧取样，利用原油取样装置从原油收集装置中取油样，利用气体取样装置从气体收集 装置中取气样。(5)油气水样在线测试油气水样取完成后，在线进行采出水的氧化还原电位、微生物群落结构、矿化度、 PH值，原油粘度、族组分，气体组成和组分测试。(6)油气水测试结果处理和远传在线测试完成后，进行测试结果收集整理，然后进行远传，实验室获得在线测试的结果。(7)取样装置清洗上述步骤取样完成后，利用取样装置中的高压氮对取样装置内残留部分原油或采 出水进行清洗，已备进行下口井的高温高压取样，防止污染下口井的样品。(8)废液回收利用取样完成后剩下的采出水、原油和气体送回实验室进行回收利用，清洗后的废液 经过无害化处理后外排。另外，本发明的一种用于微生物驱的油藏产出液取样装置，包括井口连接单元、油 气水收集单元、油水一级分离单元、油水二级分离单元、采出水收集单元、高压取样装置、油 藏温度和压力检测装置、温度和压力控制装置、多参数测试单元、厌氧处理装置、数据处理 及远传装置、废液清洗装置、气体收集装置、原油收集装置、厌氧取样装置和废液收集装置； 所述的井口连接单元分别连接废液清洗装置、油藏温度和压力检测装置、油井井口和油气 水收集单元，所述的油气水收集单元依次连接油水一级分离单元、油水二级分离单元、采出 水收集单元高压取样装置，所述的油气水收集单元通过高压截止阀连接气体收集装置；所 述的油水一级分离单元和油水二级分离单元分别通过高压截止阀连通原油收集装置；所述 的采出水收集单元通过高压截止阀连通厌氧取样装置和废液收集装置，采出水收集单元的 底部连通厌氧处理装置。所述的原油取样装置通过高压截止阀连接原油收集装置，气体取 样装置通过高压截止阀连接气体收集装置。
上述的多参数测试单元的输出端连接数据处理及远传装置，输入端连接气体收集 装置、高压取样装置和厌氧处理装置。本发明与现有技术相比，具有如下优点(1)该取样装置具有高温、高压和厌氧的功能，且温度和压力控制精确度高，温度 控制误差为士0. 1°C，压力控制误差为士0. IMPa0保证了微生物驱油藏采出液参数测试准 确性和可靠性，微生物群落结构准确性提高30%以上，氧化还原电位准确性提高40%以 上，为微生物驱油藏生态调控提供了可靠的理论依据； (2)该装置具有在线测试和数据远传的功能，与传统方法相比，从现场取样到测试结 果获取所需时间缩短了 3 5天，一方面提高了工作效率，另一方面提高测试结果的准确性；(3)该装置功能多，既有高温、高压、厌氧和密闭取样的功能，还具有参数在线测 试和测试结果远传的功能，同时该装置安全性能高，自动化程度高，压力和温度实现自动控 制；(4)该装置具有设计合理、可操作性强、结构简单、灵活方便、可移动性强；(5)该装置在取样过程中油气水不会在现场扩散，取样完后的原油、气体和废液分 别进行归类回收，一方面回收的原油能得到有效利用，另一方面实现了零排放，保护了现场 环境，减轻了对操作的伤害。
四
附图1是本发明的结构框图；附图2是本发明的油气水收集单元的结构示意框图；附图3是本发明的油水一级分离单元的结构框图；附图4是本发明的油水二级分离单元的结构框图；附图5是本发明的采出水收集单元的结构框图；附图6是本发明的多参数测试单元的结构框图；上图中井口连接单元1、油气水收集单元2、油水一级分离单元3、油水二级分离 单元4、采出水收集单元5、高压取样装置6、油藏温度和压力检测装置7、温度和压力控制装 置8、多参数测试单元9、厌氧处理装置10、数据处理及远传装置11、废液清洗装置12、气体 收集装置13、原油收集装置14、厌氧取样装置15、废液收集装置16、原油取样装置17和气 体取样装置18 ；油气水收集装置21、高压截止阀22、高压截止阀23、高压截止阀24、安全阀25和 压力传感器26 ；油水一级分离装置31、高压截止阀32、高压截止阀33、高压截止阀34、安全 阀35和压力传感器36 ；油水二级分离装置41、高压截止阀42、高压截止阀43、高压截止阀 44、安全阀45和压力传感器46 ；采收水收集装置51、高压截止阀52、高压截止阀53、高压截 止阀54、高压截止阀55、安全阀56和压力传感器57 ；氧化还原电位测试装置91、微生物群 落结构测试装置92、pH值测试装置93、矿化度测试装置94、B0D测试装置95、气体组分测试 装置96、原油粘度测试装置97、原油族组分测试装置98。
五具体实施例方式结合附图1，以某微生物驱油藏——中一区Ng3内部试验为例，对本发明进一步阐述一种微生物驱油藏油产出液高温、高压和厌氧取样的方法，包括以下步骤(1)油藏温度压力测试和控制首先通过压力检测装置检测中一区Ng3油藏压力为10. OMPa，温度检测装置检测 中一区Ng3的油藏温度为69°C，然后分别反馈至温度和压力控制装置，压力控制装置控制 取样装置的压力恒定为lOMPa，温度控制装置控制取样装置的温度恒定为69°C。(2)取样装置厌氧处理利用真空泵将井口连接装置、产出液处理装置、油气水取样装置内残留的空气抽 出，抽真空时间为30分钟。(3)油气水高压高温分离打开井口连接装置的四通阀，7附1油井产出液依次经过油水一级分离装置，油水 二级分离装置，分得获得69°C、IOMPa采出水45L，常温常压气体98L，原油23L和废液29L。(4)油气水厌氧和高压取样利用高压高温取样装置和厌氧取样装置从采出水收集装置中进行中一区Ng3油 藏温度和压力下取样和厌氧取样，取样量分别为1. OL和2. OL0利用原油取样装置从原油收 集装置中取油样1. 5L。利用气体取样装置从气体收集装置中取气样0. 5L。(5)油气水样在线测试油气水样取完成后，在线进行采出水的氧化还原电位、微生物群落结构、矿化度、 PH值，原油粘度、气体组成和组分测试。测试结果如下氧化还原电位_251mV微生物群落结构测试结果微生物群落总数2. 5X IO8个/ml，硫酸盐还原菌 1. 5X IO7个/ml，产甲烷菌0. 5X IO7个/ml，腐生菌3. 5X IO6个/ml，烃类氧化菌2. 5X IO7 个/ml。矿化度3652mg/LpH 值7·6原油粘度2563mpa.s气体组成机组分甲烷71. 5%、H2S 25. 6%, CO2 2. 2%, H2 0.7%。(6)油气水测试结果处理和远传在线测试完成后，进行测试结果收集整理，然后进行远传，实验室获得在线测试的结果。(7)取样装置清洗取样完成后，利用取样装置中的高压氮对取样装置内残留部分原油或采出水进行 清洗。清洗耗时20分钟。(8)废液回收利用取样完成后剩下的采出水、原油和气体送回实验室进行回收利用。清洗后的废液 经过无害化处理后外排。本发明的一种用于微生物驱的油藏产出液取样装置，包括井口连接单元1、油气水 收集单元2、油水一级分离单元3、油水二级分离单元4、采出水收集单元5、高压取样装置6、 油藏温度和压力检测装置7、温度和压力控制装置8、多参数测试单元9、厌氧处理装置10、数据处理及远传装置11、废液清洗装置12、气体收集装置13、原油收集装置14、厌氧取样装 置15、废液收集装置16、原油取样装置17和气体取样装置18 ；所述的井口连接单元1分别 连接废液清洗装置12、油藏温度和压力检测装置7、油井井口和油气水收集单元2，所述的 油气水收集单元2依次连接油水一级分离单元3、油水二级分离单元4、采出水收集单元5 和高压取样装置6，所述的油气水收集单元2通过高压截止阀连接气体收集装置13 ；所述的 油水一级分离单元3和油水二级分离单元4分别通过高压截止阀连通原油收集装置14 ；所 述的采出水收集单元5通过高压截止阀连通厌氧取样装置15和废液收集装置16，采出水收 集单元5的底部连通厌氧处理装置10 ；多参数测试单元9的输出端连接数据处理及远传装 置11，输入端连接气体收集装置13、高压取样装置6和厌氧处理装置10 ；所述的原油取样 装置17通过高压截止阀连接原油收集装置14，气体取样装置18通过高压截止阀连接气体 收集装置13。参照附图2-6，本发明中的油气水收集单元2由油气水收集装置21、高压截止阀 22、高压截止阀23、高压截止阀24、安全阀25和压力传感器26组成。油水一级分离单元3由油水一级分离装置31、高压截止阀32、高压截止阀33、高 压截止阀34、安全阀35和压力传感器36组成，油水一级分离单元是一柱状容器，承受压力 不低于20MPa，顶部装有安全阀、温度和压力检测装置，油水入口安装在油水一级分离单元 侧面靠上的位置，与顶部距离为5cm 10cm，原油回收装置管线入口安装在油水一级分离
单元侧面位置，与顶部距离为IOcm 15cm，底部安装有一个连接二级油水分离装置管线出□。油水二级分离单元4由油水二级分离装置41、高压截止阀42、高压截止阀43、高压 截止阀44、安全阀45和压力传感器46组成。油水二级分离单元4是一筒体容器，承受压力 不低于20MPa，顶部装有安全阀、温度和压力检测装置，油水一级分离液入口安装在油水二 级分离装置侧面靠上的位置，与顶部距离为5cm 10cm，原油回收装置管线入口安装在油 水一级分离装置侧面位置，与顶部距离为IOcm 15cm ；底部安装有两个出口，一个连接采 出水收集装置管线，一个连接废液回收装置管线。其中，一级分离获得采出液中原油含量不超过1.0%，地层水含量高于99.0%，悬 浮物含量低于0. 5 %，二级分离获得产出液中含油量低于0. 1 %，地层水含量高于99. 9 %， 悬浮物含量低于0. 1%。采出水收集单元5由采收水收集装置51、高压截止阀52、高压截止阀53、高压截止 阀54、高压截止阀55、安全阀56和压力传感器57组成。多参数测试单元9由氧化还原电位测试装置91、微生物群落结构测试装置92、pH 值测试装置93、矿化度测试装置94、B0D测试装置95、气体组分测试装置96、原油粘度测试 装置97、原油族组分测试装置98。本发明的装置具有耐高压和高温的功能，最高压力为32MPa，最高温度为150°C ； 具有抽真空装置，使整个装置在厌氧条件下进行工作；具有自动调温功能，温度调节 范围为0°C 120°C，温度控制误差为士0. 1°C。具有自动调压功能，压力调节范围为 0. lMPa-35MPa，压力控制误差为士0. IMPa0
8
权利要求
1.一种用于微生物驱的油藏产出液取样方法，其特征是包括以下步骤(1)油藏温度压力测试和控制首先通过压力检测装置检测微生物驱的油藏压力，温度检测装置检测微生物驱的油藏 温度，然后分别反馈至温度和压力控制装置，压力控制装置控制采出液取样装置的压力，温 度控制装置控制采出液取样装置的温度；(2)取样装置厌氧处理利用真空泵将井口连接单元、油气水收集单元、油水一级分离单元、油水二级分离单 元、采出水收集单元内残留的空气抽出，保证整个装置在无氧环境中；(3)油气水高压高温分离打开井口连接单元的四通阀，油井产出液依次经过油水一级分离单元，油水二级分离 单元，分得获得原油、废液和高温高压气体与采出水；(4)油气水厌氧和高压取样利用高压取样装置和厌氧取样装置从采出水收集单元中取样进行高温高压取样和厌 氧取样，利用原油取样装置从原油收集装置中取油样，利用气体取样装置从气体收集装置 中取气样；(5)油气水样在线测试油气水样取完成后，在线进行采出水的氧化还原电位、微生物群落结构、矿化度、PH值， 原油粘度、族组分，气体组成和组分测试；(6)油气水测试结果处理和远传在线测试完成后，进行测试结果收集整理，然后进行远传，实验室获得在线测试的结果。
2.根据权利要求1所述的用于微生物驱的油藏产出液取样方法，其特征是还包括以 下步骤(7)取样装置清洗上述步骤取样完成后，利用取样装置中的高压氮对取样装置内残留部分原油或采出水 进行清洗，已备进行下口井的高温高压取样，防止污染下口井的样品；(8)废液回收利用取样完成后剩下的采出水、原油和气体送回实验室进行回收利用，清洗后的废液经过 无害化处理后外排。
3.一种用于微生物驱的油藏产出液取样装置，其特征是包括井口连接单元(1)、油气 水收集单元O)、油水一级分离单元(3)、油水二级分离单元G)、采出水收集单元(5)、高 压取样装置(6)、油藏温度和压力检测装置(7)、温度和压力控制装置(8)、多参数测试单 元(9)、厌氧处理装置(10)、数据处理及远传装置(11)、废液清洗装置(12)、气体收集装置 (13)、原油收集装置(14)、厌氧取样装置(1 、废液收集装置(16)、原油取样装置(17)和气 体取样装置(18)；所述的井口连接单元(1)分别连接废液清洗装置(12)、油藏温度和压力 检测装置(7)、油井井口和油气水收集单元O)，所述的油气水收集单元( 依次连接油水 一级分离单元(3)、油水二级分离单元G)、采出水收集单元( 和高压取样装置(6)，所述 的油气水收集单元( 通过高压截止阀连接气体收集装置(1 ；所述的油水一级分离单元 (3)和油水二级分离单元(4)分别通过高压截止阀连通原油收集装置(14)；所述的采出水收集单元( 通过高压截止阀连通厌氧取样装置(1 和废液收集装置(16)，采出水收集单 元(5)的底部连通厌氧处理装置(10)；所述的原油取样装置(17)通过高压截止阀连接原 油收集装置(14)，气体取样装置(18)通过高压截止阀连接气体收集装置(13)。
4.根据权利要求3所述的用于微生物驱的油藏产出液取样装置，其特征是所述的 多参数测试单元(9)的输出端连接数据处理及远传装置(11)，输入端连接气体收集装置 (13)、高压取样装置(6)和厌氧处理装置(10)。
全文摘要
本发明涉及一种用于微生物驱的油藏产出液取样方法及装置。其技术方案是包括以下步骤(1)油藏温度压力测试和控制；(2)取样装置厌氧处理，(3)油气水高压高温分离，(4)油气水厌氧和高压取样，(5)油气水样在线测试，(6)油气水测试结果处理和远传。本发明的有益效果是解决了高温高压厌氧条件下油气水混合物取样的难题，在取样过程中物料不会在现场扩散，从而保护了现场环境，原油和气体回收能得到有效利用。保证了微生物驱油藏采出液参数测试准确性和可靠性，微生物群落结构准确性提高30％以上，氧化还原电位准确性提高40％以上，为微生物驱油藏生态调控提供了可靠的理论依据。
文档编号E21B49/08GK102071933SQ20101055273
公开日2011年5月25日 申请日期2010年11月13日 优先权日2010年11月13日
发明者刘涛, 吴晓玲, 宋智勇, 李彩风, 杜春安, 段传慧, 郝滨, 郭省学, 郭辽原, 高光军 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司采油工艺研究院