一种地下油气水样品原位取样装置以及取样方法与流程

本发明属于油田开发领域，涉及一种在油层位置制备人工合成流体包裹体的装置。具体涉及一种在油田开发过程中，针对地层产出液在地层温度压力下快速制备流体包裹体的装置。本发明适合所有地层流体包裹体的制备，包括常规油藏、凝析油气藏、甲烷和二氧化碳气藏、以及地层水的地下包裹体制备。

背景技术：

油田开发需要准确获得原油在地下油层温度、压力下的物理参数。其内容包括：油层原始饱和压力、原始油气比、地层原油黏度、溶解系数、压缩系数、地层原油密度、原油体积系数等。这些物性参数是确定油田开发方案、计算油田储量、选择油井生产制度等方面所必需的基本依据。过去采用高压物性取样器,在油层中部取出新鲜油样，还要经过地面分离器分离气体和油样，虽然是地下取样，但是经过地面分离器原油的性质已经发生了明显的改变，分析的数据不能代表真实的地下原油的性质，并且所需时间较长，操作的环节较多、人力和物质成本较大。

所以迫切需要研制一种简易的取样装置，在地层位置把原油或地层流体快速封装成微米级的油气包裹体，取出后无需附加密闭设备，可永久保存，亦可快速制备实验样品，在激光拉曼光谱仪、红外光谱仪、激光共聚焦显微镜下快速分析其成份、油气比、泡点、粘度和密度等参数。

技术实现要素：

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供了一种地下油气水样品原位取样装置以及取样方法，利用本种装置，可以在地层位置把原油或地层流体快速封装成微米级的油气包裹体，以保证包裹体中的流体保持地层的原始状态不变。

本发明的技术方案是：该种地下油气水样品原位取样装置，包括顶盖、外层保护缸体以及缸体底座；其中，顶盖与外层保护缸体之间，外层保护缸体与缸体底座之间分别通过螺纹连接，并且通过外刚体密封圈密封；穿出顶盖，设有排气管，所述排气管内置有用于控制排气管排气的排气管控制阀，伸出缸体底座，设有进液管，所述进液管内置有用于控制进液管进液的进液管控制阀。其独特之处在于：

所述取样装置还包括至少一个玻璃钢缸体、一个超声波乳化器以及一条紫外灯带。

所述玻璃钢缸体置于顶盖、外层保护缸体和缸体底座的内壁所围成的空腔内，所述玻璃钢缸体为蓝宝石玻璃材质；所述紫外灯带位于所述玻璃钢缸体的外壁和外层保护缸体的内壁所形成的环空中，以使得所述玻璃钢缸体能够被所述紫外灯带所发出的光所照射；玻璃刚缸体与缸体底座、顶盖之间分别通过玻璃刚体密封圈进行密封；所述玻璃钢缸体中充填紫外光学感光胶，所述紫外光学感光胶能够在所述紫外灯带的照射下固化形成包裹体。

所述超声波乳化器位于所述玻璃钢缸体的内腔中靠近进液管的位置，所述超声波乳化单元用于将所述玻璃钢缸体内的流体与紫外光学感光胶充分混合后形成乳化状态；所述进液管延伸至所述玻璃钢缸体的内腔中。

所述排气管控制阀、进液管控制阀、紫外灯带以及超声波乳化器的电气控制电路分别经由测井仪器导线引至地面。

进一步的，在以上基础方案上进一步优化，得到如下方案：所述的一种地下油气水样品原位取样装置，还包括支撑柱、固定螺栓以及连接螺栓；顶盖和缸体底座均开有固定螺栓孔；固定螺栓用于贯穿并连接缸体底座、外层保护缸体以及顶盖；支撑柱支撑于缸体底座和顶盖之间，用来防止玻璃钢缸体发生变形；连接螺栓位于顶盖上，缸体底座上对应于顶盖上连接螺栓的位置开有连接螺栓孔或相匹配的螺纹凹槽，用以实现多个装置相互串联连接。

所述利用前述装置对地下油气水样品原位取样的方法，包括如下步骤：

第一步，控制地下油气水样品原位取样装置中的排气孔控制阀和进液管控制阀，把排气孔和进液孔打开；

第二步，在黑暗条件下将紫外光学感光胶从进液孔缓慢注入到玻璃刚缸体内，待玻璃钢缸体内注满紫外光学感光胶并且胶体内无气泡后关闭排气孔和进液孔；

第三步，在井口处将经过第二步操作后的地下油气水样品原位取样装置下入到待取样油层位置，关闭井口阀门；待压力稳定后，打开进液管控制阀，通过地层压力和玻璃钢缸体内压力差作为动力，引10ml流体于玻璃钢缸体内，之后关闭进液管控制阀；

第四步，开启超声波乳化器，10分钟后关闭；

第五步，开启紫外灯带，照射30分钟，待紫外光学感光胶完全固化后提取本发明装置到地面；

第六步，打开装置，取出玻璃钢缸体内固化后的紫外光学感光胶，磨制成包裹体薄片。

本发明具有如下有益效果：利用本发明，通过紫外光固化，几分钟内可以在地层位置通过本发明装置把地下流体样品快速封装在包裹中，保证了地下油气流体保持在制备地层位置的温度和压力下最原始的状态。由于在地层位置把原油或地层流体快速封装成微米级的油气包裹体，取出后无需附加密闭设备，可永久保存，亦可快速制备实验样品，在激光拉曼光谱仪、红外光谱仪、激光共聚焦显微镜下快速分析其成份、油气比、泡点、粘度和密度等参数。此外，本发明减少了取样操作流程，快速取样，所需成本低。

附图说明：

图1是本发明实施例1的结构示意图。

图2是本发明实施例2的结构示意图。

图3是本发明排气管控制阀、进液管控制阀、紫外灯带以及超声波乳化器的电气控制电路的电路图。

图中1-排气管；2-排气孔控制阀；3-顶盖；4-玻璃钢体密封胶圈；5-外缸体密封胶圈；6-外层保护缸体；7-紫外灯带；8-玻璃钢缸体；9-超声波乳化器；10-缸体底座；11-进液管控制阀；12-进液管；13-紫外光学感光胶；14-连接螺栓；15-支撑柱；16-固定螺栓。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明：

本发明的目的在于提供一种便捷装置，在地层位置即可把原油或地层流体快速封装成微米级的油气包裹体，以保证包裹体中的流体保持地层的原始状态不变。

如图1所示，本种地下油气水样品原位取样装置，包括顶盖3、外层保护缸体6以及缸体底座10；其中，顶盖3与外层保护缸体6之间，外层保护缸体6与缸体底座10之间分别通过螺纹连接，并且通过外刚体密封圈5密封；穿出顶盖3，设有排气管1，所述排气管内置有用于控制排气管排气的排气管控制阀2，伸出缸体底座10，设有进液管12，所述进液管内置有用于控制进液管进液的进液管控制阀11。在这些常规取样结构的基础上，本发明的独特之处在于：

所述取样装置还包括至少一个玻璃钢缸体8、一个超声波乳化器9以及一条紫外灯带7。

其中，超声波乳化器，可选用深圳市佰恒辉电子有限公司生产的产品型号：bhh-20-108p4w60b的超声波乳化器，紫外灯带可选用深圳市茂源宏光电科技有限公司生产的产品型号：uvled固化型紫外灯pcb板。此外，外刚体密封圈5和玻璃钢缸体密封圈4均为橡胶材质，以保证玻璃钢缸体处于良好的密封状态。紫外灯带可以为“l”型板状结构，且两翼长度相等，夹角为120度，两紫外灯带之间相邻两翼平行排列，或圆筒状结构，以保证玻璃刚缸体均能受到紫外灯光照。进液管控制阀11和排气管控制阀2均可选用微型二通阀，厂家：湖北创偲诺电气科技股份有限公司，产品型号：mfz0101m-180/90。

所述玻璃钢缸体置于顶盖3、外层保护缸体6和缸体底座10的内壁所围成的空腔内，所述玻璃钢缸体8为蓝宝石玻璃材质；所述紫外灯带位于所述玻璃钢缸体的外壁和外层保护缸体的内壁所形成的环空中，以使得所述玻璃钢缸体能够被所述紫外灯带所发出的光所照射；玻璃刚缸体8与缸体底座10、顶盖3之间分别通过玻璃刚体密封圈4进行密封；所述玻璃钢缸体中充填紫外光学感光胶，所述紫外光学感光胶能够在所述紫外灯带的照射下固化形成包裹体。

所述紫外光学感光胶主要成分：预聚物：30-50%丙烯酸酯单体：40-60%光引发剂：6%，助剂：0.1%，预聚物有：环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、丙烯酸树脂等

所述超声波乳化器位于所述玻璃钢缸体的内腔中靠近进液管12的位置，所述超声波乳化单元用于将所述玻璃钢缸体内的流体与紫外光学感光胶充分混合后形成乳化状态；所述进液管延伸至所述玻璃钢缸体的内腔中.

所述排气管控制阀、进液管控制阀、紫外灯带以及超声波乳化器的电气控制电路分别经由测井仪器导线引至地面。

图3是排气管控制阀、进液管控制阀、紫外灯带以及超声波乳化器的电气控制电路的电路图。s1至s4分别是不同控制电路的开关。具体操作步骤如下：

首先在地面接通电路，测试各控制电路，使仪器保持稳定状态；通过s1、s2开关控制排气孔控制阀2和流量控制电子阀11把排气孔和进液孔打开以及关闭；在井口处将本发明装置放入到待取样油层位置，关闭井口阀门待压力稳定后通过s2开关打开流量控制电子阀，待流体引入缸体内，通过控制开关s2关闭流量控制电子阀；通过开关s3开启超声波乳化器9，10分钟后关闭；通过开关s4开启紫外灯7，照射30分钟，待紫外光学感光胶完全固化后提取本发明装置到地面。上述的电路均与测井的电路相连接。

图2是本发明的优选实施例，是在基础方案上进行的改进，可以同时形成至少3组固化样品。如图所示，所述装置还包括支撑柱15、固定螺栓16以及连接螺栓14；顶盖3和缸体底座10均开有固定螺栓孔；固定螺栓16用于贯穿并连接缸体底座10、外层保护缸体6以及顶盖3；支撑柱15支撑于缸体底座10和顶盖3之间，用来防止玻璃钢缸体8发生变形；连接螺栓14位于顶盖3上，缸体底座10上对应于顶盖3上连接螺栓14的位置开有连接螺栓孔。

利用前述装置对地下油气水样品原位取样的方法，包括如下步骤：

第一步，控制地下油气水样品原位取样装置中的排气孔控制阀2和进液管控制阀11，把排气孔1和进液孔12打开；

第二步，在黑暗条件下将紫外光学感光胶从进液孔12缓慢注入到玻璃刚缸体8内，待玻璃钢缸体内注满紫外光学感光胶并且胶体内无气泡后关闭排气孔1和进液孔12；

第三步，在井口处将经过第二步操作后的地下油气水样品原位取样装置下入到待取样油层位置，关闭井口阀门；待压力稳定后，打开进液管控制阀11，通过地层压力和玻璃钢缸体内压力差作为动力，引10ml流体于玻璃钢缸体内，之后关闭进液管控制阀11；

第四步，开启超声波乳化器9，10分钟后关闭；

第五步，开启紫外灯带7，照射30分钟，待紫外光学感光胶完全固化后提取本发明装置到地面；

第六步，打开装置，取出玻璃钢缸体内固化后的紫外光学感光胶，磨制成包裹体薄片。

利用本发明所述装置和方法，在磨制薄片时始终能够提供最原始的试验品收集环境来保持包裹体的原始状态。因此可以在一块很小的地方进行手工磨片操作。紧凑的器件也允许样品在需要时即可以拿来操作。

本发明虽由前述实施例来描述，但仍可变化其形态与细节，在不脱离本发明的精神下制作。前述为本发明最合理的使用方法，仅为本发明可以具体实施的方式之一，但并不以此为限。