一种油田注入水性能评价装置及评价方法与流程

本发明属于石油勘探开发过程中实验研究与测试的技术领域，具体是指一种油田注入水性能评价装置及评价方法。

背景技术：

海上油田产出水经过管线输送到就近的中心处理平台，经处理达到国家海洋总局的排海标准后会排入海洋，随着海上油田特别是注水开发油田持续生产，油井产水会逐渐增加，为了控制排海量，将多个平台的生产水混合后作为注水水源回注储层是一项重要举措。

若注入水不稳定或与地层流体不配伍会产生严重的结垢现象，造成注水和采油系统无法正常运行，还会造成地层堵塞，使注水量下降，是影响油田正常生产的重大问题。因此任何外来流体进入储层都要进行配伍性实验，目前常用的评价流体配伍性的方法有成垢离子分析法和比色法。成垢离子分析法是通过检测流体混配前后成垢阳离子浓度的变化，计算成垢离子损失量，分析配伍性，该方法工作量大，不适用于现场快速检测。比色法是通过检测流体混配前后浊度的变化，分析配伍性，该方法受溶液颜色影响较大，会导致测量结果误差较大。且上述两种方法仅能定性判断配伍性，无法定量计算成垢量。若生产水中高含二价铁离子或硫离子等，极易被氧化生成沉淀或悬浮固体，影响配伍性评价结果，有必要进行现场密闭隔氧检测。

国家知识产权局于2017年1月4日公开了公开号为CN106290185A，专利名称为一种油田注水配伍性快速分析装置及分析方法的发明专利申请文献，该专利文献的方案是采用在线分光光度法对混合水样的吸光度进行连续、在线测定，从而实现不同水样间配伍性的快速分析。

上述技术方案所提分光光度法与比色法原理相似，受溶液颜色影响较大，会导致测量结果误差较大，无法得到实际垢样，本专利与上述技术方案完全不同。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种油田注入水性能评价装置及评价方法，可以模拟地层温度、压力的隔氧条件下不同流体定量混配过程，得到实际垢样，根据垢样质量评价流体稳定性及配伍性。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种油田注入水性能评价装置，包括两个取液装置、混合装置和过滤装置；

所述取液装置包括罐体、通孔、进液端口、出液端口和活塞，所述取液装置的罐体顶侧设置有通孔，底侧分别设置有进液端口和出液端口，所述的进液端口和出液端口上均设置有阀门，罐体的内部设有可上下移动的活塞，活塞与罐体的内壁密封接触，活塞的传动杆通过罐体的顶盖，所述取液装置有两个，结构相同，所述的两个取液装置罐体的出液端口通过管线与三通连接；

所述混合装置包括罐体、控压端口、压力表、进液端口、活塞、密闭封隔器、温度计、出液端口和太阳能加热板，所述混合装置的罐体顶侧设置有控压端口和压力表，控压端口上设置有阀门，底侧设置有进液端口和太阳能加热板，所述太阳能加热板设置在混合装置罐体底部外侧，所述出液端口设置在罐体下部一侧，所述混合装置罐体内部设有可上下移动的活塞，活塞与罐体的内壁密封接触，所述罐体顶盖与活塞的传动轩之间设有密闭封隔器，所述混合装置罐体内壁一侧设有温度测试槽，温度测试槽内固定温度计，所述罐体的进液端口与出液端口上均设置有单流阀，出液端口的单流阀前设置有压力表，进液端口与排气端口通过管线与三通连接，三通与三通通过管线连接；

所述过滤装置包括罐体、进液端口、压力表、排气端口、排液端口、滤杯和滤网，所述过滤装置罐体的顶侧设置有进液端口和压力表，进液端口设有阀门，上侧边设置有排气端口，下侧边设置有排液端口，排气端口与排液端口上均设有阀门，内部设有滤杯，滤杯通过上端连接在过滤装置罐体的上盖下侧，所述过滤装置进液端口与混合装置出液端口通过管线连接，所述的滤杯与进液端口相联通，所述的滤杯的底侧设有向下方凸出的过滤筒，所述的过滤筒下端设有滤网，滤网上设置有处理过的微孔滤膜。

所述取液装置的罐体、混合装置的罐体及过滤装置罐体内的滤杯的侧壁上均设有体积计量刻度。

所述取液装置的罐体容积均最大为500ml，混合装置的罐体的容积最大为1000ml，所属过滤装置罐体内的滤杯容积最大为1000ml。

所述取液装置的罐体、混合装置的罐体、过滤装置的罐体及滤杯均为透明材质。

一种油田注入水性能评价方法，包括以下步骤：

S1、取液前打开其中一个取液装置罐体的出液端口阀门，关闭进液端口阀门，将活塞置于罐体最底部，通过上部通孔注入少量蒸馏水，使其完全覆盖活塞上表面，将出液端口与真空泵连接，启动真空泵将活塞底部空气排空后，关闭出液端口阀门；

接着将另一个取液装置按上述方法进行重复操作，排空空气；

S2、接入流程前打开混合装置控压端口与出液端口阀门，关闭进液端口阀门，将活塞置于罐体最底部，从控压端口注入少量蒸馏水，使其完全覆盖在活塞上表面，将出液端口与真空泵连接，启动真空泵将活塞底部空气排空后，关闭出液端口阀门；将排气端口与真空泵连接，启动真空泵将管线中的空气排空后，关闭排气端口阀门；

S3、打开过滤装置进液端口和排气端口阀门，关闭排液端口阀门，将排气端口与真空泵连接，启动真空泵，排空罐体内及管线中的空气后，关闭进液端口和排气端口阀门；

S4、将两个排空空气的取液装置的取液端口置于待取流体液面以下或与现场流程管线连接，打开取液端口阀门，当达到所需水量后，关闭取液端口阀门，打开两个取液装置出液端口阀门和混合装置的进液端口阀门，控制取液装置的活塞，使出液端口的两种流体按照一定比例从进液端口进行混合进入混合装置罐体中，关闭取液装置的出液端口和混合装置的进液端口阀门，通过加热板控制调节模拟储层温度，通过温度计可检测流体温度，通过控压端口与控压装置连接，用于提供模拟储层压力，通过压力表可以测量流体压力，从而在模拟储层温度压力的条件下，实现两种流体的各种比例的充分混配；打开排气端口阀门，启动真空泵，待真空泵负压达到90kPa后，打开过滤装置的进液端口、混合装置的出液端口阀门，待混合装置罐体中的液体全部进入过滤装置的滤杯后，关闭混合装置的出液端口阀门，真空泵继续工作，直到滤杯内液体全部通过微孔滤膜进入过滤装置的罐体内，关闭真空泵，收集流体反应后生成的沉淀和悬浮固体，对两种流体配伍性的定性判断和定量评价。

和/或者是:

一种油田注入水性能评价方法，包括以下步骤：

S1-1、取液前打开其中一个取液装置罐体的出液端口阀门，关闭进液端口阀门，将活塞置于罐体最底部，通过上部通孔注入少量蒸馏水，使其完全覆盖活塞上表面，将出液端口与真空泵连接，启动真空泵将活塞底部空气排空后，关闭出液端口阀门；

让另一个所述的取液装置的罐体的进液端口、出液端口阀门始终处于关闭状态；

S1-2、与所述步骤S2相同；

S1-3、与所述步骤S3相同；

S1-4、将其中一个排空空气的取液装置罐体的取液端口置于待取流体液面以下或与现场流程管线连接，打开取液端口阀门，当达到所需水量后，关闭取液端口阀门，打开取液装置出液端口和混合装置进液端口阀门，控制取液装置活塞，使流体按照一定体积进入混合装置的罐体中，关闭取液装置出液端口和混合装置进液端口阀门，通过加热板控制调节模拟储层温度，通过温度计可检测流体温度，通过控压端口与控压装置连接，用于提供模拟储层压力，通过压力表可以测量流体所受压力，从而准确模拟储层温度压力；打开过滤装置排气端口阀门，启动真空泵，待真空泵负压达到90kPa后，打开过滤装置进液端口、混合装置出液端口阀门，待混合装置罐体中的液体全部进入过滤装置滤杯后，关闭混合装置出液端口阀门，真空泵继续工作，直到滤杯内液体全部通过微孔滤膜进入过滤装置的罐体内，关闭真空泵，收集流体反应后生成的沉淀和悬浮固体，从而实现对单一流体稳定性的定性判断和定量评价。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过取液装置的可实现隔氧取液，密闭保存，一定体积的水样在活塞的作用下，经过管线进入混合装置，在混合装置中可模拟储层的温度、压力环境，加热板用于控制调节模拟储层温度，控压端口连接控压装置用于提供模拟储层压力，从而在模拟储层温度压力的条件下，实现两种流体的各种比例的充分混配，通过过滤装置收集流体反应后生成的沉淀和悬浮固体，从而实现对流体稳定性和配伍性的定性判断和定量评价。该发明优化了油田注入水配伍性及稳定性评价技术，使评价方法更贴近现场，具有更高的准确性和更强的代表性，避免了由于注入水不配伍带来的风险，可推广到现场应用。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

附图1为本发明的装置结构示意图。

附图2为图1的取液装置的结构示意图。

附图3为图1的混合装置的结构示意图。

附图4为图1的过滤装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1、2、3和4所示，一种油田注入水性能评价装置，包括取液装置1、取液装置2、混合装置3和过滤装置4；

如图1和2所示，所述取液装置1包括罐体、通孔1-1、进液端口1-3、出液端口1-4和活塞1-2，所述取液装置1的罐体顶侧设置有通孔1-1，与外部连通，底侧分别设置有进液端口1-3和出液端口1-4，所述的进液端口1-3和出液端口1-4上均设置有阀门，罐体的内部设有可上下移动的活塞1-2，活塞1-2与罐体的内壁密封接触，活塞1-2的传动杆向上通过罐体的顶盖，所述取液装置2的结构与取液装置1的结构相同，所述的取液装置1罐体的出液端口1-4与取液装置2罐体的出液端口2-4通过管线与三通5连接；

如图1和3所示，所述混合装置3包括罐体、控压端口3-1、压力表3-3、进液端口3-6、活塞3-4、密闭封隔器3-2、温度计3-5、出液端口3-8和太阳能加热板3-7，所述混合装置3的罐体顶侧设置有控压端口3-1和压力表3-3，控压端口3-1上设置有阀门，底侧设置有进液端口3-6和太阳能加热板3-7，所述太阳能加热板3-7设置在混合装置3罐体底部外侧，可用于给流体加热，模拟地层温度，所述出液端口3-8设置在罐体下部一侧，所述混合装置3罐体内部设有可上下移动的活塞3-4，活塞3-4与罐体的内壁密封接触，所述罐体顶盖与活塞3-4的传动轩之间设有密闭封隔器3-2，所述混合装置3罐体内壁一侧设有温度测试槽，温度测试槽内固定温度计3-5，通过温度计3-5可检测流体温度，所述罐体的进液端口3-6与出液端口3-8上均设置有单流阀，出液端口3-8的单流阀前设置有压力表3-9，进液端口3-6与排气端口7通过管线与三通6连接，三通6与三通5通过管线连接；

如图1和4所示，所述过滤装置4包括罐体、进液端口4-1、压力表4-2、排气端口4-5、排液端口4-6、滤杯4-3和滤网4-4，所述过滤装置4罐体的顶侧设置有进液端口4-1和压力表4-2，进液端口4-1设有阀门，上侧边设置有排气端口4-5，下侧边设置有排液端口4-6，排气端口4-5与排液端口4-6上均设有阀门，内部设有滤杯4-3，滤杯4-3通过上端连接在过滤装置4罐体的上盖下侧，所述进液端口4-1与出液端口3-8通过管线连接，所述的滤杯4-3与进液端口4-1相联通，用以承接从进液端口4-1进入的流体，所述的滤杯4-3的底侧设有向下方凸出的过滤筒，所述的过滤筒下端设有滤网4-4，滤网4-4上设置有处理过的微孔滤膜。

如图1至4所示，所述取液装置1、2的罐体、混合装置3的罐体及过滤装置4罐体内的滤杯4-3的侧壁上均设有体积计量刻度。

所述取液装置1、2的罐体容积最大均为500ml，混合装置3的罐体的容积最大为1000ml，所述过滤装置4罐体内的滤杯4-3容积最大为1000ml。

所述取液装置1、2的罐体、混合装置3的罐体、过滤装置4的罐体及滤杯4-3均为透明材质，内部可视。

一种油田注入水性能评价方法，包括以下步骤：

S1、取液前打开其中一个取液装置罐体的出液端口阀门，关闭进液端口阀门，将活塞置于罐体最底部，通过上部通孔注入少量蒸馏水，使其完全覆盖活塞上表面，将出液端口与真空泵连接，启动真空泵将活塞底部空气排空后，关闭出液端口阀门；

接着将另一个取液装置按上述方法进行重复操作，排空空气；

S2、接入流程前打开混合装置控压端口与出液端口阀门，关闭进液端口阀门，将活塞置于罐体最底部，从控压端口注入少量蒸馏水，使其完全覆盖在活塞上表面，将出液端口与真空泵连接，启动真空泵将活塞底部空气排空后，关闭出液端口阀门；将排气端口与真空泵连接，启动真空泵将管线中的空气排空后，关闭排气端口阀门；

S3、打开过滤装置进液端口和排气端口阀门，关闭排液端口阀门，将排气端口与真空泵连接，启动真空泵，排空罐体内及管线中的空气后，关闭进液端口和排气端口阀门；

S4、将两个排空空气的取液装置的取液端口置于待取流体液面以下或与现场流程管线连接，打开取液端口阀门，当达到所需水量后，关闭取液端口阀门，打开两个取液装置出液端口阀门和混合装置的进液端口阀门，控制取液装置的活塞，使出液端口的两种流体按照一定比例从进液端口进行混合进入混合装置罐体中，关闭取液装置的出液端口和混合装置的进液端口阀门，通过加热板控制调节模拟储层温度，通过温度计可检测流体温度，通过控压端口与控压装置连接，用于提供模拟储层压力，通过压力表可以测量流体压力，从而在模拟储层温度压力的条件下，实现两种流体的各种比例的充分混配；打开排气端口阀门，启动真空泵，待真空泵负压达到90kPa后，打开过滤装置的进液端口、混合装置的出液端口阀门，待混合装置罐体中的液体全部进入过滤装置的滤杯后，关闭混合装置的出液端口阀门，真空泵继续工作，直到滤杯内液体全部通过微孔滤膜进入过滤装置的罐体内，关闭真空泵，收集流体反应后生成的沉淀和悬浮固体，对两种流体配伍性的定性判断和定量评价。

和/或者是:

一种油田注入水性能评价方法，包括以下步骤：

S1-1、取液前打开其中一个取液装置罐体的出液端口阀门，关闭进液端口阀门，将活塞置于罐体最底部，通过上部通孔注入少量蒸馏水，使其完全覆盖活塞上表面，将出液端口与真空泵连接，启动真空泵将活塞底部空气排空后，关闭出液端口阀门；

让另一个所述的取液装置的罐体的进液端口、出液端口阀门始终处于关闭状态；

S1-2、与所述步骤S2相同；

S1-3、与所述步骤S3相同；

S1-4、将其中一个排空空气的取液装置罐体的取液端口置于待取流体液面以下或与现场流程管线连接，打开取液端口阀门，当达到所需水量后，关闭取液端口阀门，打开取液装置出液端口和混合装置进液端口阀门，控制取液装置活塞，使流体按照一定体积进入混合装置的罐体中，关闭取液装置出液端口和混合装置进液端口阀门，通过加热板控制调节模拟储层温度，通过温度计可检测流体温度，通过控压端口与控压装置连接，用于提供模拟储层压力，通过压力表可以测量流体所受压力，从而准确模拟储层温度压力；打开过滤装置排气端口阀门，启动真空泵，待真空泵负压达到90kPa后，打开过滤装置进液端口、混合装置出液端口阀门，待混合装置罐体中的液体全部进入过滤装置滤杯后，关闭混合装置出液端口阀门，真空泵继续工作，直到滤杯内液体全部通过微孔滤膜进入过滤装置的罐体内，关闭真空泵，收集流体反应后生成的沉淀和悬浮固体，从而实现对单一流体稳定性的定性判断和定量评价。

上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，不能理解为对本发明保护范围的限制。

总之，本发明虽然例举了上述优选实施方式，但是应该说明，虽然本领域的技术人员可以进行各种变化和改型，除非这样的变化和改型偏离了本发明的范围，否则都应该包括在本发明的保护范围内。