一種用于微生物驅的油藏產出液取樣方法及裝置的制作方法

專利名稱：一種用于微生物驅的油藏產出液取樣方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種微生物采油技術領域，特別涉及一種在保持高溫、高壓和厭氧條 件下的用于微生物驅的油藏產出液取樣方法及裝置。
背景技術：
微生物提高采收率技術(Microbial Enhanced Oil Recovery)是指利用微生物 (主要是細菌、古菌)及其代謝產物提高原油產量和采收率的技術，與其他三次采油技術相 比，微生物技術具有適用范圍廣、工藝簡單、經濟效益好、無污染等特點，具有良好的應用前 景，因而受到越來越多的關注。目前已形成微生物單井防蠟、微生物吞吐和微生物驅油三大 類工藝技術。目前微生物驅過程中產出液的測試項目主要包括原油粘度和族組分、氣體組成及 組分、地層水的微生物群落結構、氧化還原電位、礦化度和PH值等。原油、地層水和氣體樣 品是通過現場取油井產出液經過室內油、氣、水分離得到。目前傳統的取樣過程中樣品的壓 力會突然釋放降至大氣壓，也無保溫措施，并且暴露在空氣中破壞原始厭氧環境，因此該方 法存在不足在于(1)溫度、壓力和氧含量是影響微生物生長代謝的關鍵因素，他們的波動會導致地 層水中群落結構發生變化，使其微生物群落結構測試結果無法真實客觀反映高溫高壓條件 下地層水中的情況；(2)氧化還原電位的測定主要是先將水中的原油和懸浮物過濾掉，然后利用鉬電 極為測量電極，以銀_氯化銀電極作為輔助電極進行直接測量。該方法就會導致空氣中的 氧氣溶入采出水中，提高溶解氧，使所測氧化還原電位值的偏高；(3)從現場取到的油水混合需要到實驗室進行油水分離和測試前預處理后才能進 行參數測試，因此不僅耗時長導致測試結果不準確，而且中間環節多易造成樣品的污染；(4)現場取樣過程中，氣體和部分采出液直接外排，造成環境污染。經過專利和文獻查新檢索，還未出現油田采出液高溫、高壓取樣方法及裝置相關 的專利及文獻，專利ZL91109848( “懸浮液取樣方法和裝置”)介紹一種有固體顆粒懸浮液 中提取試樣的方法，將部分懸浮液從懸浮池旁路提取出并送到一個分析儀中分析其成分。 其存在的問題是該裝置在常溫、常壓、開放式的條件下進行懸浮液的取樣，達不到高溫、高 壓、密閉取樣的要求。專利200910142194. 8 (“油-水兩相中油相取樣方法及其專用設備”) 介紹了一種用聚丙烯纖維作為分離器，用蠕動泵連續抽取油相的方法，其存在的問題是該 裝置只能進行常溫、常壓條件下油水兩相分離，達不到高壓和密閉取樣的要求，同時廢棄物 外排污染環境。

發明內容
本發明的目的就是針對現有技術存在的上述缺陷，提供一種用于微生物驅的油藏 產出液取樣方法及裝置，解決了高溫高壓厭氧條件下油氣水混合物取樣的難題，在取樣過程中物料不會在現場擴散，從而保護了現場環境，原油和氣體回收能得到有效利用。一種用于微生物驅的油藏產出液取樣方法，其技術方案是包括以下步驟(1)油藏溫度壓力測試和控制首先通過壓力檢測裝置檢測微生物驅的油藏壓力，溫度檢測裝置檢測微生物驅的 油藏溫度，然后分別反饋至溫度和壓力控制裝置，壓力控制裝置控制采出液取樣裝置的壓 力，溫度控制裝置控制采出液取樣裝置的溫度。(2)取樣裝置厭氧處理利用真空泵將井口連接單元、油氣水收集單元、油水一級分離單元、油水二級分離 單元、采出水收集單元內殘留的空氣抽出，保證整個裝置在無氧環境中。(3)油氣水高壓高溫分離打開井口連接單元的四通閥，油井產出液依次經過油水一級分離單元，油水二級 分離單元，分得獲得原油、廢液和高溫高壓氣體與采出水。(4)油氣水厭氧和高壓取樣利用高壓取樣裝置和厭氧取樣裝置從采出水收集單元中取樣進行高溫高壓取樣 和厭氧取樣，利用原油取樣裝置從原油收集裝置中取油樣，利用氣體取樣裝置從氣體收集 裝置中取氣樣。(5)油氣水樣在線測試油氣水樣取完成后，在線進行采出水的氧化還原電位、微生物群落結構、礦化度、 PH值，原油粘度、族組分，氣體組成和組分測試。(6)油氣水測試結果處理和遠傳在線測試完成后，進行測試結果收集整理，然后進行遠傳，實驗室獲得在線測試的結果。(7)取樣裝置清洗上述步驟取樣完成后，利用取樣裝置中的高壓氮對取樣裝置內殘留部分原油或采 出水進行清洗，已備進行下口井的高溫高壓取樣，防止污染下口井的樣品。(8)廢液回收利用取樣完成后剩下的采出水、原油和氣體送回實驗室進行回收利用，清洗后的廢液 經過無害化處理后外排。另外，本發明的一種用于微生物驅的油藏產出液取樣裝置，包括井口連接單元、油 氣水收集單元、油水一級分離單元、油水二級分離單元、采出水收集單元、高壓取樣裝置、油 藏溫度和壓力檢測裝置、溫度和壓力控制裝置、多參數測試單元、厭氧處理裝置、數據處理 及遠傳裝置、廢液清洗裝置、氣體收集裝置、原油收集裝置、厭氧取樣裝置和廢液收集裝置； 所述的井口連接單元分別連接廢液清洗裝置、油藏溫度和壓力檢測裝置、油井井口和油氣 水收集單元，所述的油氣水收集單元依次連接油水一級分離單元、油水二級分離單元、采出 水收集單元高壓取樣裝置，所述的油氣水收集單元通過高壓截止閥連接氣體收集裝置；所 述的油水一級分離單元和油水二級分離單元分別通過高壓截止閥連通原油收集裝置；所述 的采出水收集單元通過高壓截止閥連通厭氧取樣裝置和廢液收集裝置，采出水收集單元的 底部連通厭氧處理裝置。所述的原油取樣裝置通過高壓截止閥連接原油收集裝置，氣體取 樣裝置通過高壓截止閥連接氣體收集裝置。
上述的多參數測試單元的輸出端連接數據處理及遠傳裝置，輸入端連接氣體收集 裝置、高壓取樣裝置和厭氧處理裝置。本發明與現有技術相比，具有如下優點(1)該取樣裝置具有高溫、高壓和厭氧的功能，且溫度和壓力控制精確度高，溫度 控制誤差為士0. 1°C，壓力控制誤差為士0. IMPa0保證了微生物驅油藏采出液參數測試準 確性和可靠性，微生物群落結構準確性提高30%以上，氧化還原電位準確性提高40%以 上，為微生物驅油藏生態調控提供了可靠的理論依據； (2)該裝置具有在線測試和數據遠傳的功能，與傳統方法相比，從現場取樣到測試結 果獲取所需時間縮短了 3 5天，一方面提高了工作效率，另一方面提高測試結果的準確性；(3)該裝置功能多，既有高溫、高壓、厭氧和密閉取樣的功能，還具有參數在線測 試和測試結果遠傳的功能，同時該裝置安全性能高，自動化程度高，壓力和溫度實現自動控 制；(4)該裝置具有設計合理、可操作性強、結構簡單、靈活方便、可移動性強；(5)該裝置在取樣過程中油氣水不會在現場擴散，取樣完后的原油、氣體和廢液分 別進行歸類回收，一方面回收的原油能得到有效利用，另一方面實現了零排放，保護了現場 環境，減輕了對操作的傷害。
四

附圖1是本發明的結構框圖；附圖2是本發明的油氣水收集單元的結構示意框圖；附圖3是本發明的油水一級分離單元的結構框圖；附圖4是本發明的油水二級分離單元的結構框圖；附圖5是本發明的采出水收集單元的結構框圖；附圖6是本發明的多參數測試單元的結構框圖；上圖中井口連接單元1、油氣水收集單元2、油水一級分離單元3、油水二級分離 單元4、采出水收集單元5、高壓取樣裝置6、油藏溫度和壓力檢測裝置7、溫度和壓力控制裝 置8、多參數測試單元9、厭氧處理裝置10、數據處理及遠傳裝置11、廢液清洗裝置12、氣體 收集裝置13、原油收集裝置14、厭氧取樣裝置15、廢液收集裝置16、原油取樣裝置17和氣 體取樣裝置18 ；油氣水收集裝置21、高壓截止閥22、高壓截止閥23、高壓截止閥24、安全閥25和 壓力傳感器26 ；油水一級分離裝置31、高壓截止閥32、高壓截止閥33、高壓截止閥34、安全 閥35和壓力傳感器36 ；油水二級分離裝置41、高壓截止閥42、高壓截止閥43、高壓截止閥 44、安全閥45和壓力傳感器46 ；采收水收集裝置51、高壓截止閥52、高壓截止閥53、高壓截 止閥54、高壓截止閥55、安全閥56和壓力傳感器57 ；氧化還原電位測試裝置91、微生物群 落結構測試裝置92、pH值測試裝置93、礦化度測試裝置94、B0D測試裝置95、氣體組分測試 裝置96、原油粘度測試裝置97、原油族組分測試裝置98。
五具體實施例方式結合附圖1，以某微生物驅油藏——中一區Ng3內部試驗為例，對本發明進一步闡述一種微生物驅油藏油產出液高溫、高壓和厭氧取樣的方法，包括以下步驟(1)油藏溫度壓力測試和控制首先通過壓力檢測裝置檢測中一區Ng3油藏壓力為10. OMPa，溫度檢測裝置檢測 中一區Ng3的油藏溫度為69°C，然后分別反饋至溫度和壓力控制裝置，壓力控制裝置控制 取樣裝置的壓力恒定為lOMPa，溫度控制裝置控制取樣裝置的溫度恒定為69°C。(2)取樣裝置厭氧處理利用真空泵將井口連接裝置、產出液處理裝置、油氣水取樣裝置內殘留的空氣抽 出，抽真空時間為30分鐘。(3)油氣水高壓高溫分離打開井口連接裝置的四通閥，7附1油井產出液依次經過油水一級分離裝置，油水 二級分離裝置，分得獲得69°C、IOMPa采出水45L，常溫常壓氣體98L，原油23L和廢液29L。(4)油氣水厭氧和高壓取樣利用高壓高溫取樣裝置和厭氧取樣裝置從采出水收集裝置中進行中一區Ng3油 藏溫度和壓力下取樣和厭氧取樣，取樣量分別為1. OL和2. OL0利用原油取樣裝置從原油收 集裝置中取油樣1. 5L。利用氣體取樣裝置從氣體收集裝置中取氣樣0. 5L。(5)油氣水樣在線測試油氣水樣取完成后，在線進行采出水的氧化還原電位、微生物群落結構、礦化度、 PH值，原油粘度、氣體組成和組分測試。測試結果如下氧化還原電位_251mV微生物群落結構測試結果微生物群落總數2. 5X IO8個/ml，硫酸鹽還原菌 1. 5X IO7個/ml，產甲烷菌0. 5X IO7個/ml，腐生菌3. 5X IO6個/ml，烴類氧化菌2. 5X IO7 個/ml。礦化度3652mg/LpH 值7·6原油粘度2563mpa.s氣體組成機組分甲烷71. 5%、H2S 25. 6%, CO2 2. 2%, H2 0.7%。(6)油氣水測試結果處理和遠傳在線測試完成后，進行測試結果收集整理，然后進行遠傳，實驗室獲得在線測試的結果。(7)取樣裝置清洗取樣完成后，利用取樣裝置中的高壓氮對取樣裝置內殘留部分原油或采出水進行 清洗。清洗耗時20分鐘。(8)廢液回收利用取樣完成后剩下的采出水、原油和氣體送回實驗室進行回收利用。清洗后的廢液 經過無害化處理后外排。本發明的一種用于微生物驅的油藏產出液取樣裝置，包括井口連接單元1、油氣水 收集單元2、油水一級分離單元3、油水二級分離單元4、采出水收集單元5、高壓取樣裝置6、 油藏溫度和壓力檢測裝置7、溫度和壓力控制裝置8、多參數測試單元9、厭氧處理裝置10、數據處理及遠傳裝置11、廢液清洗裝置12、氣體收集裝置13、原油收集裝置14、厭氧取樣裝 置15、廢液收集裝置16、原油取樣裝置17和氣體取樣裝置18 ；所述的井口連接單元1分別 連接廢液清洗裝置12、油藏溫度和壓力檢測裝置7、油井井口和油氣水收集單元2，所述的 油氣水收集單元2依次連接油水一級分離單元3、油水二級分離單元4、采出水收集單元5 和高壓取樣裝置6，所述的油氣水收集單元2通過高壓截止閥連接氣體收集裝置13 ；所述的 油水一級分離單元3和油水二級分離單元4分別通過高壓截止閥連通原油收集裝置14 ；所 述的采出水收集單元5通過高壓截止閥連通厭氧取樣裝置15和廢液收集裝置16，采出水收 集單元5的底部連通厭氧處理裝置10 ；多參數測試單元9的輸出端連接數據處理及遠傳裝 置11，輸入端連接氣體收集裝置13、高壓取樣裝置6和厭氧處理裝置10 ；所述的原油取樣 裝置17通過高壓截止閥連接原油收集裝置14，氣體取樣裝置18通過高壓截止閥連接氣體 收集裝置13。參照附圖2-6，本發明中的油氣水收集單元2由油氣水收集裝置21、高壓截止閥 22、高壓截止閥23、高壓截止閥24、安全閥25和壓力傳感器26組成。油水一級分離單元3由油水一級分離裝置31、高壓截止閥32、高壓截止閥33、高 壓截止閥34、安全閥35和壓力傳感器36組成，油水一級分離單元是一柱狀容器，承受壓力 不低于20MPa，頂部裝有安全閥、溫度和壓力檢測裝置，油水入口安裝在油水一級分離單元 側面靠上的位置，與頂部距離為5cm 10cm，原油回收裝置管線入口安裝在油水一級分離
單元側面位置，與頂部距離為IOcm 15cm，底部安裝有一個連接二級油水分離裝置管線出□。油水二級分離單元4由油水二級分離裝置41、高壓截止閥42、高壓截止閥43、高壓 截止閥44、安全閥45和壓力傳感器46組成。油水二級分離單元4是一筒體容器，承受壓力 不低于20MPa，頂部裝有安全閥、溫度和壓力檢測裝置，油水一級分離液入口安裝在油水二 級分離裝置側面靠上的位置，與頂部距離為5cm 10cm，原油回收裝置管線入口安裝在油 水一級分離裝置側面位置，與頂部距離為IOcm 15cm ；底部安裝有兩個出口，一個連接采 出水收集裝置管線，一個連接廢液回收裝置管線。其中，一級分離獲得采出液中原油含量不超過1.0%，地層水含量高于99.0%，懸 浮物含量低于0. 5 %，二級分離獲得產出液中含油量低于0. 1 %，地層水含量高于99. 9 %， 懸浮物含量低于0. 1%。采出水收集單元5由采收水收集裝置51、高壓截止閥52、高壓截止閥53、高壓截止 閥54、高壓截止閥55、安全閥56和壓力傳感器57組成。多參數測試單元9由氧化還原電位測試裝置91、微生物群落結構測試裝置92、pH 值測試裝置93、礦化度測試裝置94、B0D測試裝置95、氣體組分測試裝置96、原油粘度測試 裝置97、原油族組分測試裝置98。本發明的裝置具有耐高壓和高溫的功能，最高壓力為32MPa，最高溫度為150°C ； 具有抽真空裝置，使整個裝置在厭氧條件下進行工作；具有自動調溫功能，溫度調節 范圍為0°C 120°C，溫度控制誤差為士0. 1°C。具有自動調壓功能，壓力調節范圍為 0. lMPa-35MPa，壓力控制誤差為士0. IMPa0
8
權利要求
1.一種用于微生物驅的油藏產出液取樣方法，其特征是包括以下步驟(1)油藏溫度壓力測試和控制首先通過壓力檢測裝置檢測微生物驅的油藏壓力，溫度檢測裝置檢測微生物驅的油藏 溫度，然后分別反饋至溫度和壓力控制裝置，壓力控制裝置控制采出液取樣裝置的壓力，溫 度控制裝置控制采出液取樣裝置的溫度；(2)取樣裝置厭氧處理利用真空泵將井口連接單元、油氣水收集單元、油水一級分離單元、油水二級分離單 元、采出水收集單元內殘留的空氣抽出，保證整個裝置在無氧環境中；(3)油氣水高壓高溫分離打開井口連接單元的四通閥，油井產出液依次經過油水一級分離單元，油水二級分離 單元，分得獲得原油、廢液和高溫高壓氣體與采出水；(4)油氣水厭氧和高壓取樣利用高壓取樣裝置和厭氧取樣裝置從采出水收集單元中取樣進行高溫高壓取樣和厭 氧取樣，利用原油取樣裝置從原油收集裝置中取油樣，利用氣體取樣裝置從氣體收集裝置 中取氣樣；(5)油氣水樣在線測試油氣水樣取完成后，在線進行采出水的氧化還原電位、微生物群落結構、礦化度、PH值， 原油粘度、族組分，氣體組成和組分測試；(6)油氣水測試結果處理和遠傳在線測試完成后，進行測試結果收集整理，然后進行遠傳，實驗室獲得在線測試的結果。
2.根據權利要求1所述的用于微生物驅的油藏產出液取樣方法，其特征是還包括以 下步驟(7)取樣裝置清洗上述步驟取樣完成后，利用取樣裝置中的高壓氮對取樣裝置內殘留部分原油或采出水 進行清洗，已備進行下口井的高溫高壓取樣，防止污染下口井的樣品；(8)廢液回收利用取樣完成后剩下的采出水、原油和氣體送回實驗室進行回收利用，清洗后的廢液經過 無害化處理后外排。
3.一種用于微生物驅的油藏產出液取樣裝置，其特征是包括井口連接單元(1)、油氣 水收集單元O)、油水一級分離單元(3)、油水二級分離單元G)、采出水收集單元(5)、高 壓取樣裝置(6)、油藏溫度和壓力檢測裝置(7)、溫度和壓力控制裝置(8)、多參數測試單 元(9)、厭氧處理裝置(10)、數據處理及遠傳裝置(11)、廢液清洗裝置(12)、氣體收集裝置 (13)、原油收集裝置(14)、厭氧取樣裝置(1 、廢液收集裝置(16)、原油取樣裝置(17)和氣 體取樣裝置(18)；所述的井口連接單元(1)分別連接廢液清洗裝置(12)、油藏溫度和壓力 檢測裝置(7)、油井井口和油氣水收集單元O)，所述的油氣水收集單元( 依次連接油水 一級分離單元(3)、油水二級分離單元G)、采出水收集單元( 和高壓取樣裝置(6)，所述 的油氣水收集單元( 通過高壓截止閥連接氣體收集裝置(1 ；所述的油水一級分離單元 (3)和油水二級分離單元(4)分別通過高壓截止閥連通原油收集裝置(14)；所述的采出水收集單元( 通過高壓截止閥連通厭氧取樣裝置(1 和廢液收集裝置(16)，采出水收集單 元(5)的底部連通厭氧處理裝置(10)；所述的原油取樣裝置(17)通過高壓截止閥連接原 油收集裝置(14)，氣體取樣裝置(18)通過高壓截止閥連接氣體收集裝置(13)。
4.根據權利要求3所述的用于微生物驅的油藏產出液取樣裝置，其特征是所述的 多參數測試單元(9)的輸出端連接數據處理及遠傳裝置(11)，輸入端連接氣體收集裝置 (13)、高壓取樣裝置(6)和厭氧處理裝置(10)。
全文摘要
本發明涉及一種用于微生物驅的油藏產出液取樣方法及裝置。其技術方案是包括以下步驟(1)油藏溫度壓力測試和控制；(2)取樣裝置厭氧處理，(3)油氣水高壓高溫分離，(4)油氣水厭氧和高壓取樣，(5)油氣水樣在線測試，(6)油氣水測試結果處理和遠傳。本發明的有益效果是解決了高溫高壓厭氧條件下油氣水混合物取樣的難題，在取樣過程中物料不會在現場擴散，從而保護了現場環境，原油和氣體回收能得到有效利用。保證了微生物驅油藏采出液參數測試準確性和可靠性，微生物群落結構準確性提高30％以上，氧化還原電位準確性提高40％以上，為微生物驅油藏生態調控提供了可靠的理論依據。
文檔編號E21B49/08GK102071933SQ20101055273
公開日2011年5月25日 申請日期2010年11月13日 優先權日2010年11月13日
發明者劉濤, 吳曉玲, 宋智勇, 李彩風, 杜春安, 段傳慧, 郝濱, 郭省學, 郭遼原, 高光軍 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司采油工藝研究院