[发明专利]一种含气稠油含气率的测量方法及测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种含气稠油含气率测量方法及测量系统，属于油气集输系统的油气分离技术领域。

背景技术

含气稠油常压动态沉降脱水时，油中气泡浮升导致水滴沉降过程受到干扰，严重降低了脱水效率。气泡由稳定微气泡与相变微气泡组成，稳定微气泡主要包括开采中携带的N₂、CO₂、H₂S等无机气体和C₁-C₄轻组分，在常温常压下为气态；相变微气泡则以C₅、C₆烃类为主，在常温常压下为液态，随温度升高而相变为气态。由于含气稠油具有上述含气特性，目前国内外均无很好的方法对其含气率进行准确测量。

液相含气率的测量方法研究主要针对不发生相变(加热不发生蒸发)的气体，如绝缘油中气体检测、混相介质中气相含量检测、多相流含气率测试以及溶气原油溶解度测量等。绝缘油中溶解气含量的检测方法主要有傅里叶变换红外光谱法(FTIR)、气相色谱法(GC)、光声光谱法(PAS)和气体传感器法，气相色谱法是现行最有效的油中溶解气体检测方法之一。通过建立U型管中纯液体压差与含气混合液体液位差之间的关系，同时忽略气体密度，可以得到气-水混合物的含气率。美国专利《Gas content measurement in a sealed container of liquid by degassing》(U.S.Patent 5,220,513.1993-6-15)和《Gas content measurement》(U.S.Patent 5,426,593.1995-6-20)利用氧气探针和超声波脱气方法对饮料中的氧气含量进行了测量，并根据相同的原理测量了CO2含量。《In situ measurement of gas content in formation fluid》(U.S.Patent 4,370,886.1983-2-1)使地层液体通过膨胀阀进入测试腔，测量阀前后端的温度和压力，阀前后端的温度差异可指示地层液体含气量。《Measurement of gas and water content in oil》(U.S.Patent 5,351,521.1994-10-4)根据油气水具有不同的介电常数，通过测量油气水三相流动中微波能量衰减确定其介电常数，从而测得油中的含气量与含水量。将溶气原油导入一定体积的真空容器中，在放气平衡状态时可计算得到甲烷和乙烷的溶解度；采用放压排水法可实现甲烷在汽油中高压溶解度的测量；而采用类似静态法的放压膨胀法，使用带刻度的活塞式储气罐作为测量器，在储气罐中充满待测油样，降低压力使气体溢出，由两次刻度变化可计算溢出气体体积，从而确定原油中的气体溶解度。

综上所述，目前这些含气率的测量方法存在一些局限，仅针对无相变气体含气率的测量，因此对于含有稳定微气泡与相变微气泡的稠油，无法准确测得其含气率。

发明内容

本发明提供了一种含气稠油含气率的测量方法及测量系统，以克服现有技术无法准确测得含有稳定微气泡与相变微气泡的稠油之含气率的不足。

一种含气稠油含气率测量方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将体积为V_oil的含气稠油油样放入体积一定的密闭容器内，使得密闭容器内的气体空间体积为V；并使初始油温与气温均为T₀，测得气体压力为P₀，此时为初始状态；

2)逐渐加热油样至T₁温度，待密闭容器内气体压力不再变化时测得气体压力与气体温度分别为P₁和T₁，此时为加热终止状态；

3)将油温与气温逐渐冷却恢复至T₀温度后，测得气体压力为P₂，此时为冷却至初始温度状态；

4)上述初始状态下的气体仅为空气，上述加热终止状态下的气体为空气与稠油完全脱出的气体(包括稠油中所含的稳定微气泡与稠油的相变微气泡)，上述冷却至初始温度状态时的气体为空气与稳定微气泡；根据三个状态下气体压力与温度，计算得到三种状态下密闭容器内所含气体物质的量；