一种可控速率CO2降压破乳测试评价系统及方法

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一种可控速率co2降压破乳测试评价系统及方法
技术领域
1.本发明属于石油与天然气开发工程技术领域，具体涉及一种可控速率co2降压破乳测试评价系统及方法。

背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.近年来，co2驱油技术得到广泛应用，在提高原油采收率的同时，也使得开采出的原油乳状液中含有较多的co2，在经过井筒举升及地面集输系统不断降压后，co2在原油及乳状液中的溶解度不断降低，co2分子持续从原油内部逸出，产生大量泡沫，形成具有一定厚度的泡沫层。
4.这既降低了原油的输送质量，也加重了原油进入三相分离器后油气水三相分离的负担，但同时，也发现co2分子从乳滴内部析出可能对乳液产生扰动作用，促进乳滴聚结，加快油水分离速度，加快乳状液的破乳过程，从而减小原油乳状液油水分离的负担。
5.在形成原油泡沫的过程中，二氧化碳分子的析出是否会加快乳液破乳过程。这并不是一个已经被完全证实的结论，同时现有技术中缺乏能够对二氧化碳降压是否会加快乳液破乳过程进行测试评价检测设备或者加工工艺。

技术实现要素：

6.为了解决上述问题，本发明提出了一种可控速率co2降压破乳测试评价系统及方法，本发明旨在对二氧化碳降压是否会加快乳液破乳过程进行测试评价，同时，对可能影响降压破乳的因素进行实验研究，旨在开发出一套促进乳状液破乳的降压破乳工艺。
7.根据一些实施例，本发明的第一方案提供了一种可控速率co2降压破乳测试评价系统，采用如下技术方案：
8.一种可控速率co2降压破乳测试评价系统，包括溶气原油乳液制备系统和降压破乳系统，所述溶气原油乳液制备系统与降压破乳系统通过钢管线连接；
9.所述降压破乳系统包括钢管线上的油样进口阀、上压盘以及与钢管线连接的下压盘，所述上压盘和下压盘通过长螺栓连接，且在所述上压盘和下压盘之间密封有可视化管；所述下压盘远离油样进口阀的一侧还连接有排油阀；所述下压盘底部连接有第二温度传感器，所述第二温度传感器连接温度压力数显系统；所述上压盘顶部连接有第二压力传感器，所述第二压力传感器连接温度压力数显系统；
10.所述上压盘顶部还连接有质量流量控制器，且所述质量流量控制器与所述上压盘之间还设有排气阀；所述质量流量控制器还连接有流量积算仪。
11.进一步地，所述上压盘和下压盘的外面还套接有箱体，所述箱体外壁上固定有制冷面板，所述制冷面板由箱体外壁贯穿到箱体内部与加热面板连接；所述加热面板固定在箱体内壁上；所述箱体内部还固定有温度探头，所述温度探头贯穿箱体与箱体外壁上的控
制面板连接；且所述控制面板位于制冷面板的下方；所述箱体内壁上铺设一层密封面板。
12.进一步地，所述制冷面板包括散热铝板和吸风式风扇；所述散热铝板由箱体外壁贯穿到箱体内部与加热面板连接；
13.所述吸风式风扇固定在散热铝板远离箱体的一面上，将散热铝板的热量吸出箱体外。
14.进一步地，所述加热面板包括加热铝板和吹风式风扇，所述加热铝板固定在箱体内壁上通过导线与制冷面板连接；
15.所述吹风式风扇固定在加热铝板远离箱体的一面上，将加热铝板的产生的热量散发到箱体内。
16.进一步地，所述溶气原油乳液制备系统包括气瓶、高压反应系统和磁力搅拌系统，所述气瓶通过进气管路与高压反应系统连接，所述高压反应系统与磁力搅拌系统固定连接，所述高压反应系统通过钢管线连接降压破乳系统；
17.所述高压反应系统由高压反应釜釜体、反应釜顶盖、油样出口管路组成，所述反应釜顶盖上设有进气孔和出气孔，所述进气管路通过进气孔伸入到高压反应釜釜体内；所述油样出口管路自高压反应釜釜体通过出气孔伸出高压反应釜釜体外，所述反应釜顶盖中间还固定有磁力搅拌系统。
18.进一步地，所述进气管路靠近气瓶的一端上设有减压阀，所述进气管路靠近高压反应系统的一端设有进气阀；
19.所述油样出口管路上靠近高压反应系统的一端设有油样出口阀，所述油样出口管路与钢管线连接。
20.进一步地，所述磁力搅拌系统包括磁力耦合传动器、驱动电机和搅拌桨，所述磁力耦合传动器固定在反应釜顶盖中间，所述耦合传动器的下端位于高压反应釜釜体内并与搅拌桨连接，所述耦合传动器的上端位于反应釜顶盖上方与驱动电机的输出轴连接。
21.进一步地，所述高压反应釜釜体置于加热装置内，所述加热装置与反应釜顶盖之间还包裹有保温层，所述保温层顶部与反应釜顶盖密封连接后与高压反应釜釜体之间形成一个密封腔，所述密封腔内设有恒温循环水浴以保持高压反应釜釜体的温度恒定，在所述密封腔内还设置有加热圈，且所述加热圈紧贴在高压反应釜釜体的外侧壁；
22.所述反应釜顶盖上还开设有压力孔和温度孔，第一压力传感器自高压反应釜釜体外通过压力孔延伸到高压反应釜釜体内，用于检测高压反应釜釜体内的压力；第一温度传感器自高压反应釜釜体外通过温度孔延伸到高压反应釜釜体内侧壁上，用于检测高压反应釜釜体内的温度。
23.进一步地，所述质量流量控制器由流量传感器、分流器通道、流量放大电路、电磁调节阀和pid控制电路组成。
24.根据一些实施例，本发明的第二方案提供了一种可控速率co2降压破乳测试评价方法，采用如下技术方案：
25.一种可控速率co2降压破乳测试评价方法，包括：
26.步骤1：原油乳状液的制备：向高压反应釜中加入油样和与原油同一区块的油田采出水，打开驱动电机电源开关，搅拌进行乳化，控制乳化温度；
27.步骤2：带压溶气：利用恒温循环水浴控制温度，待温度恒定在设定温度后，将高压
反应釜中制备好的乳状液连接到co2气瓶，打开高压反应釜釜体上的进气阀和气瓶后的减压阀，控制溶气压力恒定，同时打开驱动电机电源开关，搅拌直至溶气压力不再下降为止，此时可认为co2在原油乳液中的溶解度达到平衡，即制备出饱和溶气原油乳状液；
28.步骤3：恒压下原油乳状液宏观稳定性评价：利用所述控制面板将降压破乳系统的温度维持恒定，后用co2对装置内部扫线，将压力加到设定阈值，然后以微小压差将制备的饱和溶气原油乳状液导入到降压破乳系统中，观察带压条件下溶气原油乳状液的分油率、分水率随时间的变化；
29.步骤4：co2降压致原油乳状液破乳评价：重复步骤3的操作，将制备的饱和溶气原油乳状液导入到可视化管后，打开其顶部的排气阀，对可视化管内部进行快速降压，观察降压后溶气原油乳状液分油分水率并与恒压下的结果进行对比，确定co2降压对溶气原油乳状液稳定性的影响规律；
30.步骤5：改变工况条件，分别研究不同溶气温度、不同溶气压力、不同排气速率下co2降压对溶气原油乳状液稳定性的影响并与恒压条件下的结果进行对比，确定co2降压破乳规律。
31.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
32.原油乳状液稳定性的传统研究方法是瓶试法，该方法只能用于常压条件下原油乳液稳定性的观测，而co2驱采出原油乳状液的实际集输管路压力在3mpa左右，因此，传统研究方法并不能适用于实际集输条件下原油乳液稳定性的观测，故本发明通过设计co2降压破乳测试评价系统对原油乳液稳定性进行恒温恒压及恒温降压条件下的观察，进而对co2降压是否会降低乳液稳定性，促进乳液破乳进行测试评价。
33.此外，本发明不仅局限于对co2降压破乳的评价，还可以用于研究原油及原油乳液的发泡特性，可以达到“一物多用”的效果。
34.本发明的co2降压破乳测试评价系统可利用带压瓶试法对原油乳状液稳定性进行带压条件下的观察，适用于实际集输管路中带压条件下溶气原油乳状液稳定性的评价，可调节的温度范围为22℃252℃，压力范围为225mpa，可以模拟co2驱采出原油乳状液的实际集输条件。在测试时，可进行恒温恒压控制及恒温降压控制，可以精确地对co2降压脱气破乳进行评价。
附图说明
35.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
36.图1是本发明实施例所述的一种可控速率co2降压破乳测试评价系统的结构图；
37.图中：气瓶1、减压阀2、恒温水浴控制箱3、进气阀4、第一压力传感器5、第一温度传感器6、反应釜顶盖7、磁力耦合传动器8、高压反应釜釜体9、搅拌桨12、高速搅拌电机11、恒温循环水浴12、油样出口阀13、油样进口阀14、下压盘15、上压盘16、长螺栓17、可视化聚碳酸酯管18、排油阀19、第二温度传感器22、第二压力传感器21、排气阀22、质量流量控制器23、流量积算仪24、累积流量显示25、瞬时流量显示26、阀自动按键27、阀关闭按键28、设置按键29、确认按键32、增加按键31、减小按键32、箱体33、吸风式风扇34、散热铝板35、加热铝板36、吹风式风扇37、温度探头38、控制面板39、温度压力数显系统42、保温层41、加热装置
42。
具体实施方式
38.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
39.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
40.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
41.在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
42.实施例一
43.如图1所示，本实施例提供了一种可控速率co2降压破乳测试评价系统，包括溶气原油乳液制备系统和降压破乳系统，所述溶气原油乳液制备系统与降压破乳系统通过钢管线连接；
44.所述降压破乳系统包括钢管线上的油样进口阀、上压盘以及与钢管线连接的下压盘，所述上压盘和下压盘通过长螺栓连接，且在所述上压盘和下压盘之间密封有可视化管；所述下压盘远离油样进口阀的一侧还连接有排油阀；所述下压盘底部连接有第二温度传感器，所述第二温度传感器连接温度压力数显系统；所述上压盘顶部连接有第二压力传感器，所述第二压力传感器连接温度压力数显系统；
45.所述上压盘顶部还连接有质量流量控制器，且所述质量流量控制器与所述上压盘之间还设有排气阀；所述质量流量控制器还连接有流量积算仪。
46.具体地，如图1所示，本装置包括气瓶1、减压阀2、恒温水浴控制箱3、进气阀4、第一压力传感器5、第一温度传感器6、反应釜顶盖7、磁力耦合传动器8、高压反应釜釜体9、搅拌桨12、高速搅拌电机11、恒温循环水浴12、油样出口阀13、油样进口阀14、下压盘15、上压盘16、压盘间的4根前后长螺栓17、可视化聚碳酸酯管18、排油阀19、第二温度传感器22、第二压力传感器21、排气阀22、质量流量控制器23、流量积算仪24、累积流量显示25、瞬时流量显示26、阀自动按键27、阀关闭按键28、设置按键29、确认按键32、增加按键31、减小按键32、箱体33、吸风式风扇34、散热铝板35、加热铝板36、吹风式风扇37、温度探头38、控制面板39、温度压力数显系统42。
47.本系统包括溶气原油乳液制备系统和降压破乳系统，二者之间通过内径3mm钢管线相连。
48.所述溶气原油乳液制备系统包括气瓶、高压反应系统、第一温度控制系统、磁力搅拌系统。其中，进气阀4、第一压力传感器5、高压反应釜釜体顶盖7、高压反应釜釜体9、反应釜油样出口阀13组成高压反应系统；第一温度传感器6、恒温循环水浴12构成第一温度控制系统；磁力耦合传动器8、搅拌桨12、高速搅拌电机11构成磁力搅拌系统；第一压力传感器5及第一温度传感器6作用是检测高压反应系统内的温度及压力，确保制备溶气原油乳液时的温度及压力是我们想要的实验温度及压力。第一温度控制系统控温原理主要在于利用恒
温循环水浴控温，主要是水和釜体的换热。
49.所述气瓶1通过进气管路与高压反应系统连接，所述高压反应系统与磁力搅拌系统固定连接，所述高压反应系统通过钢管线连接降压破乳系统；其中，所述高压反应系统由高压反应釜釜体9、反应釜顶盖7、油样出口管路组成，所述反应釜顶盖7上设有进气孔和出气孔，所述进气管路通过进气孔伸入到高压反应釜釜体9内；所述油样出口管路自高压反应釜釜体9通过出气孔伸出高压反应釜釜体9外，所述反应釜顶盖7中间还固定有磁力搅拌系统。
50.所述进气管路靠近气瓶的一端上设有减压阀2，所述进气管路靠近高压反应系统的一端设有进气阀4；所述油样出口管路上靠近高压反应系统的一端设有油样出口阀13，所述油样出口管路与钢管线连接。
51.所述磁力搅拌系统包括磁力耦合传动器8、驱动电机和搅拌桨12，所述磁力耦合传动器8固定在反应釜顶盖7中间，所述耦合传动器8的下端位于高压反应釜釜体9内并与搅拌桨12连接，所述耦合传动器8的上端位于反应釜顶盖7上方与驱动电机的输出轴连接；磁力搅拌装置内置于釜盖中，其下端与搅拌桨连接，其上端连接至驱动电机的输出轴。驱动电机直接连接插排222v交流电。
52.所述高压反应釜釜体9置于加热装置42内，由于加热装置42高度低于高压反应釜釜体9，故在所述加热装置42与反应釜顶盖7之间还包裹有保温层41，需要说明的是，此处的加热装置42为现有技术，即能够将高压反应釜釜体9放置进去即可。
53.所述保温层41顶部与反应釜顶盖7密封连接后与高压反应釜釜体之间形成一个密封腔，在保温层41的顶部设有进液口和出液口，所述进液口通过进液管连接恒温水浴控制箱3，所述出液口通过出液管连接恒温水浴控制箱3，可以理解的是，恒温水浴控制箱3为现有技术，其内部设有水，水通过进液管和出液管与密封腔相连，为密封腔提供恒温循环水浴。
54.所述密封腔内设有恒温循环水浴12以保持高压反应釜釜体9的温度恒定，在所述密封腔内还设置有加热圈，且所述加热圈紧贴在高压反应釜釜体9的外侧壁；
55.所述反应釜顶盖7上还开设有压力孔和温度孔，第一压力传感器5自高压反应釜釜体9外通过压力孔延伸到高压反应釜釜体9内，用于检测高压反应釜釜体9内的压力；第一温度传感器6自高压反应釜釜体9外通过温度孔延伸到高压反应釜釜体9内侧壁上，用于检测高压反应釜釜体9内的温度。第一温度传感器6是要检测釜体内温度的，故第一温度传感器6是由高压反应釜釜体外通过螺纹延伸到釜体内侧壁的。
56.所述的气瓶1经过减压阀2后与高压反应釜釜体顶盖上的进气阀4相连，所述的高压反应釜顶盖上分别接有进气阀4、第一压力传感器5、第一温度传感器6、磁力耦合传动器8、油样出口阀13连接，所述磁力耦合传动器8分别与釜内外的搅拌轴连接，磁力耦合传动器8的下端经过反应釜顶盖伸入到高压反应釜釜体与高压反应釜釜体内部的搅拌轴连接至搅拌桨12，磁力耦合传动器8的上端与高压反应釜釜体外部的搅拌轴连接至驱动电机的输出轴(也就是高速搅拌电机11的输出轴)。
57.所述的降压破乳系统包括带压乳状液稳定性观察装置、排气速率控制装置及第二温度控制系统。所述的带压乳状液稳定性观察装置由可视化的聚碳酸酯管18、上下压盘、第二温度传感器22、第二压力传感器21、温度压力数显系统42组成。
58.油样进口阀14、下压盘15、上压盘16、压盘间的前后4根长螺栓17、可视化聚碳酸酯管18、排油阀19、第二温度传感器22、第二压力传感器21、温度压力数显系统42、排气阀22构成带压乳液稳定性观察装置；第二温度传感器22、第二压力传感器21作用是实时检测带压乳液稳定性观察装置内的温度及压力，待温度压力达到理想实验条件后进行实验。
59.质量流量控制器23、流量积算仪24组成排气速率控制装置，其中，流量积算仪24包括累积流量显示25、瞬时流量显示26、阀自动按键27、阀关闭按键28、设置按键29、确认按键32、增加按键31以及减小按键32，流量积算仪相当于设置程序的控制面板，可以设置流量并显示瞬时流量和累积流量；箱体33、吸风式风扇34、散热铝板35、加热铝板36、吹风式风扇37、温度探头38、控制面板39组成第二温度控制系统。第二温度控制系统控温原理在于利用空浴进行控温，即将加热铝板产生的热量散发到密封的箱体中控温。
60.上压盘16和下压盘15位于可视化聚碳酸酯管18两端，上下两个压盘之间用螺纹连接四根长螺栓17，用于整个装置的加固，压盘内侧附有密封圈槽，用密封圈对可视化聚碳酸酯管18两端密封，上压盘16顶部用螺纹连接排气阀22(气体出口控制阀)，下压盘15两侧用螺纹连接油样进口阀14(原油进口控制阀)和排油阀19(原油出口控制阀)。所述的可视化聚碳酸酯管18为装置的主体，材料透明，管外壁带有刻度，可承受的最大工作压力5mpa，最高工作温度62℃。
61.所述的第二压力传感器21位于上压盘16顶部，用螺纹连接。所述的第二温度传感器22位于下压盘15底部，用螺纹连接。所述的温度压力数显系统42是指将第二温度传感器22和第二压力传感器21输入的温度信号、压力信号转换为电信号，电信号再转换为数字信号输出的显示器。
62.下压盘15分别与油样进口阀14、排油阀19和第二温度传感器22相连，所述的上压盘16分别与排气阀22、第二压力传感器21相连，上压盘16和下压盘15之间贯穿四根长螺栓17并通过螺纹连接。
63.所述上压盘16和下压盘15的外面还套接有箱体33，所述箱体33外壁上固定有制冷面板，所述制冷面板由箱体外壁贯穿到箱体内部与加热面板连接；所述加热面板固定在箱体33内壁上；所述箱体内部还固定有温度探头38，所述温度探头38贯穿箱体33与箱体33外壁上的控制面板39连接；且所述控制面板39位于制冷面板的下方；所述箱体33内壁上铺设一层密封面板。
64.所述制冷面板包括散热铝板35和吸风式风扇34；所述散热铝板35由箱体33外壁贯穿到箱体33内部与加热面板连接；所述吸风式风扇34固定在散热铝板35远离箱体33的一面上，将散热铝板35的热量吸出箱体33外。
65.所述加热面板包括加热铝板36和吹风式风扇37，所述加热铝板36固定在箱体33内壁上通过导线与制冷面板连接；所述吹风式风扇37固定在加热铝板36远离箱体33的一面上，将加热铝板36的产生的热量散发到箱体33内。
66.所述的加热铝板36与散热铝板35之间通过导线连接，散热铝板35贯穿箱体33内外并通过螺纹连接吸风式风扇34，加热铝板36分别通过螺纹连接吹风式风扇37和固定铁片。所述的控制面板39分别通过导线连接温度探头38、散热铝板35、吸风式风扇34、加热铝板36、吹风式风扇37。所述的温度压力数显系统42分别通过导线连接第二温度传感器22、第二压力传感器21。
67.所述的第二温度控制系统由加热面板、制冷面板、温度探头38、控制面板39、密封面板组成。所述加热面板由加热铝板36和吹风式风扇37组成，加热铝板内置有电热丝，吹风式风扇通过螺纹连接到加热铝板上，采用吹风设计，将加热铝板产生的热量散发到密封空间箱体33中。所述制冷面板由散热铝板35和吸风式风扇34组成，散热铝板35由箱体外侧壁贯穿至箱体内部，散热铝板与加热铝板之间通过导线连接，即，相当于连接两个热电偶，起到半导体制冷片的作用。半导体制冷片能把一面的热量输送到另一面，这种现象也叫“珀尔帖效应”。具体来说，当一块n形半导体材料和一块p形半导体材料串联成电偶时，两端就会产生热量转移，从而实现制冷目的。风扇通过螺纹连接到散热铝板上，且采用吸风设计，将传递过来的热量吸出箱体外，从而达到加速制冷的目的。所述温度探头置于箱体内部，并贯穿箱体外侧壁连接到控制面板，用于监测箱体内部温度。所述控制面板置于箱体外侧壁面，通过螺纹连接到密封面板内部，控制面板用于程序设计，控制加热或制冷。所述密封面板采用6块亚克力材质的面板对整个系统密封。实验时，所述降压破乳测试系统与溶气原油乳液制备系统相连。
68.所述的排气速率控制装置由质量流量控制器23和流量积算仪24组成。流量积算仪24可以看作是质量流量控制器23的数显装置，其与质量流量控制器23相连可以对流经质量流量控制器23的流量数据进行采集并将其转换为数字信号显示在流量积算仪24控制面板上。此外，流量积算仪24也可以看作是独立于流量控制器之外的现有技术，因为有些质量流量控制器为了节约成本，不会连接流量积算仪，而是选择连接pc端或者其它能实现数据采集并处理的设备。
69.所述质量流量控制器23由流量传感器、分流器通道、流量放大电路、电磁调节阀和pid控制电路组成。气体流经主通道时，于分流器处分流，进入流量传感器，传感器加热电桥测得的流量信号送入放大器放大，放大后的流量检测电压和设定电压进行比较，再将差值信号放大后去控制电磁调节阀，pid闭环控制流过通道的流量使之与设定的流量相等。
70.所述的流量积算仪24由
±
15v电源、5v电源、数据采集系统芯片、瞬时流量和累计流量显示器、按键和通讯部件等部分组成。由质量流量控制器送来的流量检测电压(22+5v)经数据采集系统芯片转换为数字信号，再进行运算处理和累积后，将瞬时流量值送到四位led数码管显示，同时将累积值送到6位led数码管显示，显示单位和瞬时流量的单位对应。
71.需要说明的是，流量质量控制器和流量积算仪都是采用现有技术的产品，可根据具体情况需要直接购买使用。
72.排气速率在流量积算仪控制面板上设置，所述控制面板上有“阀自动”、“阀关闭”、“设置”、“确认”、“增加”、“减少”六个按键，通过“设置”键设定某一瞬时流量值，系统会对流经质量流量控制器的气体流量进行控制，使之与设定值相等，这样通过控制恒定的排气流量来控制排气速率。
73.实施例二
74.本实施例提供了一种可控速率co2降压破乳测试评价方法，包括：
75.步骤1：原油乳状液的制备：向高压反应釜中加入油样和与原油同一区块的油田采出水，打开驱动电机电源开关，搅拌进行乳化，控制乳化温度；
76.步骤2：带压溶气：利用恒温循环水浴控制温度，待温度恒定在设定温度后，将高压反应釜中制备好的乳状液连接到co2气瓶，打开高压反应釜釜体上的进气阀和气瓶后的减
压阀，控制溶气压力恒定，同时打开驱动电机电源开关，搅拌直至溶气压力不再下降为止，此时可认为co2在原油乳液中的溶解度达到平衡，即制备出饱和溶气原油乳状液；
77.步骤3：恒压下原油乳状液宏观稳定性评价：利用所述控制面板将降压破乳系统的温度维持恒定，后用co2对装置内部扫线，将压力加到设定阈值，然后以微小压差将制备的饱和溶气原油乳状液导入到降压破乳系统中，观察带压条件下溶气原油乳状液的分油率、分水率随时间的变化；
78.步骤4：co2降压致原油乳状液破乳评价：重复步骤3的操作，将制备的饱和溶气原油乳状液导入到可视化管后，打开其顶部的排气阀，对可视化管内部进行快速降压，观察降压后溶气原油乳状液分油分水率并与恒压下的结果进行对比，确定co2降压对溶气原油乳状液稳定性的影响规律；
79.步骤5：改变工况条件，分别研究不同溶气温度、不同溶气压力、不同排气速率下co2降压对溶气原油乳状液稳定性的影响并与恒压条件下的结果进行对比，确定co2降压破乳规律。
80.本实施例所述的方法是基于装置所实现的特有的方法，因为传统上对于乳状液破乳评价都是在常压下进行的，本装置可以实现带压条件下乳状液破乳的评价。
81.温度压力数值是实验条件，数值的设定是根据整个实验要在什么样的工况条件下确定的，不同的温度压力值对应不同的工况，并不是说每次实验的温度压力值都是固定不变的，下面具体步骤中的数值不是固定的，作为一种具体的实施例来对该方法进行说明。
82.本实施例亦可对溶气原油及原油乳状液的发泡特性进行评价，对溶气原油发泡特性的评价具体步骤如下：
83.1.溶气原油的制备：将322ml原油注入到所述高压反应系统的反应釜中，打开恒温循环水浴的电源，控制溶气温度恒定在28℃后，连接co2气瓶，打开釜体上的进气阀和减压阀，控制溶气压力恒定为2.5mpa，同时打开驱动电机电源开关，以122r/min搅拌，直至溶气压力不再下降为止，此时可认为co2在原油中的溶解度达到平衡，即制备出饱和溶气原油。
84.2.降压发泡：将所述带压乳液稳定性观察装置连接co2气瓶，打开进气阀，向其中通入co2，控制压力为2.35mpa，打开控制面板的电源开关，待温度达到设定温度28℃后，将所述溶气原油乳液制备系统与降压破乳系统相连，以微小的压差将制备的溶气原油导入到带压乳液稳定性观察装置中，待温度恒定到28℃后，打开带压乳液稳定性观察装置的排气阀，进行快速降压发泡。
85.3.溶气原油发泡特性评价：通过发泡体积比(发泡初始油样体积：泡沫体积)对溶气原油发泡能力进行宏观评价，取其倒数为发泡指数，其数值越大，发泡能力越强。通过半衰期对泡沫稳定性进行宏观评价，半衰期越长，泡沫稳定性越好。
86.4.改变工况条件，分别研究不同溶气温度、不同溶气压力、不同排气速率下co2降压对溶气原油发泡特性的影响。
87.溶气原油乳液发泡特性评价具体步骤如下：
88.1.原油乳状液的制备：向所述高压反应系统反应釜中加入182ml油样和122ml与原油同一区块的油田采出水，在1222r/min下搅拌42min进行乳化，控制乳化温度为52℃。
89.2.带压溶气：利用恒温循环水浴控制温度，待温度恒定在28℃后，将反应釜中制备好的乳状液连接到co2气瓶，打开釜体上的进气阀和气瓶后的减压阀，控制溶气压力恒定为
2.5mpa，同时打开驱动电机电源开关，以122r/min搅拌，直至溶气压力不再下降为止，此时可认为co2在原油乳液中的溶解度达到平衡，即制备出饱和溶气原油乳状液。
90.3.降压发泡：将所述带压乳液稳定性观察装置连接co2气瓶，打开进气阀，向其中通入co2，控制压力为2.35mpa，打开控制面板的电源开关，待温度达到设定温度28℃后，将所述溶气原油乳液制备系统与降压破乳测试系统相连，以微小的压差将制备的溶气原油乳液导入到降压破乳系统中，待温度恒定到28℃后，打开带压乳液稳定性观察装置的排气阀，进行快速降压发泡。
91.4.溶气原油乳液发泡特性评价：通过发泡体积比(发泡初始乳液体积：泡沫体积)对溶气原油发泡能力进行宏观评价，取其倒数为发泡指数，其数值越大，发泡能力越强。通过半衰期对泡沫稳定性进行宏观评价，半衰期越长，泡沫稳定性越好。
92.5.改变工况条件，分别研究不同溶气温度、不同溶气压力、不同排气速率下co2降压对溶气原油乳液发泡特性的影响。
93.降压破乳测试实验具体实施细节如下：
94.(1)加注原油与水：先将所述高压反应釜顶盖7拆卸，向所述高压反应釜釜体9内加入182ml原油和122ml水，将所述高压反应釜顶盖7安装至所述高压反应釜釜体9并密封。
95.(2)原油乳状液的制备：利用恒温循环水浴12对所述高压反应釜釜体9加热升温至52℃，温度恒定后打开高速搅拌电机11开关，在1222r/min下搅拌42min进行乳化。
96.(3)气体扫线：实验开始前，检查减压阀2是否处于关闭状态，打开气瓶阀门、进气阀4、油样出口阀13、通过调节减压阀2的开度对所述高压反应釜釜体9内部进行清扫，清扫完毕后，顺序关闭油样出口阀13、进气阀4和气瓶阀门。
97.(4)带压溶气：利用恒温循环水浴12控制溶气温度，待温度恒定在28℃后，将高压反应釜连接到co2气瓶1，打开反应釜顶盖7上的进气阀4和气瓶后的减压阀2，控制溶气压力恒定为2.5mpa，同时打开高速搅拌电机11电源开关，以122r/min搅拌，直至溶气压力不再下降为止，此时可认为co2在原油乳液中的溶解度达到平衡，即制备出饱和溶气原油乳状液。
98.(5)恒压下原油乳状液宏观稳定性评价：将降压破乳系统的控制面板连接到电源，在控制面板39上设定好实验温度28℃，待降压破乳系统的温度达到28℃并维持恒定后，用co2对系统内部扫线，将压力加到2.35mpa，然后以微小压差将制备的饱和溶气原油乳状液导入到降压破乳系统中，观察带压条件下溶气原油乳状液的分油率、分水率随时间的变化。
99.(6)co2降压致原油乳状液破乳评价：将制备的饱和溶气原油乳状液导入到降压破乳系统后，调节流量积算仪设置按键29进入到通讯地址1，通过确认按键32、增加按键31、减小按键32联合使用设定瞬时流量，将瞬时流量设定为6l/min后，调节带压乳液稳定性观察装置顶部的排气阀22的开度，同时观察流量积算仪瞬时流量显示26，使其刚好达到设定的瞬时流量值6l/min，维持排气阀22的开度不变直至实验结束，观察降压后溶气原油乳状液分油分水率并与恒压下的结果进行对比，总结co2降压对溶气原油乳状液稳定性的影响规律。
100.(7)改变工况条件，分别研究不同溶气温度、不同溶气压力、不同排气速率下co2降压对溶气原油乳状液稳定性的影响并与恒压条件下的结果进行对比，总结co2降压破乳规律，进而开发出适用于现场工况条件下的降压破乳工艺。
101.溶气原油发泡特性评价实验的实施细节如下：
102.(1)原油的加注：先将所述反应釜顶盖7拆卸，向所述高压反应釜釜体9内加入182ml原油和122ml水，将所述反应釜顶盖7安装至所述高压反应釜釜体9并密封。
103.(2)气体扫线：实验开始前，检查减压阀2是否处于关闭状态，打开气瓶阀门、进气阀4、油样出口阀13、通过调节减压阀2的开度对所述高压反应釜釜体9内部进行清扫，清扫完毕后，顺序关闭反应釜油样出口阀13、反应釜进气阀4和气瓶阀门。
104.(3)溶气原油的制备：利用所述的恒温循环水浴12控制溶气温度，待温度恒定在28℃后，将反应釜连接到co2气瓶1，打开反应釜顶盖7上的进气阀4和气瓶后的减压阀2，控制溶气压力恒定为2.5mpa，同时打开高速搅拌电机11电源开关，以122r/min搅拌，直至溶气压力不再下降为止，此时可认为co2在原油乳液中的溶解度达到平衡，即制备出饱和溶气原油。
105.(4)降压发泡：将所述带压乳液稳定性观察装置连接co2气瓶1，对装置内部扫线，控制压力恒定为2.35mpa后，打开控制面板的电源开关，待温度达到设定温度28℃后，将所述溶气原油乳液制备系统与降压破乳系统相连，以微小的压差将制备的溶气原油导入到带压乳液稳定性观察装置中，待温度恒定为28℃后，调节流量积算仪设置按键29进入到通讯地址1，通过确认按键32、增加按键31、减小按键32联合使用设定瞬时流量，将瞬时流量设定为6l/min后，调节带压乳液稳定性观察装置顶部的排气阀22的开度，同时观察流量积算仪瞬时流量显示26，使其刚好达到设定的瞬时流量值6l/min，维持排气阀22的开度不变直至实验结束，观察溶气原油因降压产生的发泡现象。
106.(5)溶气原油发泡特性评价：通过发泡体积比(发泡初始油样体积：泡沫体积)对溶气原油发泡能力进行宏观评价，取其倒数为发泡指数，其数值越大，发泡能力越强。通过半衰期对泡沫稳定性进行宏观评价，半衰期越长，泡沫稳定性越好。
107.(6)改变工况条件，分别研究不同溶气温度、不同溶气压力、不同排气速率下co2降压对溶气原油发泡特性的影响。
108.溶气原油乳状液发泡特性评价实验的实施细节如下：
109.(1)加注原油与水：先将所述高压反应釜顶盖7拆卸，向所述高压反应釜釜体9内加入182ml原油和122ml水，将所述高压反应釜顶盖7安装至所述高压反应釜釜体9并密封。
110.(2)原油乳状液的制备：利用恒温循环水浴12对所述高压反应釜釜体9加热升温至52℃，温度恒定后打开高速搅拌电机11开关，在1222r/min下搅拌42min进行乳化。
111.(3)气体扫线：实验开始前，检查减压阀2是否处于关闭状态，打开气瓶阀门、进气阀4、油样出口阀13、通过调节减压阀2的开度对所述高压反应釜体9内部进行清扫，清扫完毕后，顺序关闭油样出口阀13、反应釜进气阀4和气瓶阀门。
112.(4)带压溶气：利用恒温循环水浴12控制溶气温度，待温度恒定在28℃后，将高压反应釜连接到co2气瓶1，打开反应釜顶盖7上的进气阀4和气瓶后的减压阀2，控制溶气压力恒定为2.5mpa，同时打开高速搅拌电机11电源开关，以122r/min搅拌，直至溶气压力不再下降为止，此时可认为co2在原油乳液中的溶解度达到平衡，即制备出饱和溶气原油乳状液。
113.(5)降压发泡：将所述带压乳液稳定性观察装置连接co2气瓶1，对装置内部扫线，控制压力恒定为2.35mpa后，打开控制面板的电源开关，待温度达到设定温度28℃后，将所述溶气原油乳液制备系统与降压破乳测试系统相连，以微小的压差将制备的溶气原油乳液导入到带压乳液稳定性观察装置中，待温度恒定为28℃后，调节流量积算仪设置按键29进
入到通讯地址1，通过确认按键32、增加按键31、减小按键32联合使用设定瞬时流量，将瞬时流量设定为6l/min后，调节带压乳液稳定性观察装置顶部的排气阀22的开度，同时观察流量积算仪瞬时流量显示26，使其刚好达到设定的瞬时流量值6l/min，维持排气阀22的开度不变直至实验结束，观察溶气原油乳液因降压产生的发泡现象。
114.(6)溶气原油乳液发泡特性评价：通过发泡体积比(发泡初始乳液体积：泡沫体积)对溶气原油发泡能力进行宏观评价，取其倒数为发泡指数，其数值越大，发泡能力越强。通过半衰期对泡沫稳定性进行宏观评价，半衰期越长，泡沫稳定性越好。
115.(7)改变工况条件，分别研究不同溶气温度、不同溶气压力、不同排气速率下co2降压对溶气原油乳液发泡特性的影响。
116.上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

技术特征：

1.一种可控速率co2降压破乳测试评价系统，其特征在于，包括溶气原油乳液制备系统和降压破乳系统，所述溶气原油乳液制备系统与降压破乳系统通过钢管线连接；所述降压破乳系统包括钢管线上的油样进口阀、上压盘以及与钢管线连接的下压盘，所述上压盘和下压盘通过长螺栓连接，且在所述上压盘和下压盘之间密封有可视化管；所述下压盘远离油样进口阀的一侧还连接有排油阀；所述下压盘底部连接有第二温度传感器，所述第二温度传感器连接温度压力数显系统；所述上压盘顶部连接有第二压力传感器，所述第二压力传感器连接温度压力数显系统；所述上压盘顶部还连接有质量流量控制器，且所述质量流量控制器与所述上压盘之间还设有排气阀；所述质量流量控制器还连接有流量积算仪。2.如权利要求1所述的一种可控速率co2降压破乳测试评价系统，其特征在于，所述上压盘和下压盘的外面还套接有箱体，所述箱体外壁上固定有制冷面板，所述制冷面板由箱体外壁贯穿到箱体内部与加热面板连接；所述加热面板固定在箱体内壁上；所述箱体内部还固定有温度探头，所述温度探头贯穿箱体与箱体外壁上的控制面板连接；且所述控制面板位于制冷面板的下方；所述箱体内壁上铺设一层密封面板。3.如权利要求2所述的一种可控速率co2降压破乳测试评价系统，其特征在于，所述制冷面板包括散热铝板和吸风式风扇；所述散热铝板由箱体外壁贯穿到箱体内部与加热面板连接；所述吸风式风扇固定在散热铝板远离箱体的一面上，将散热铝板的热量吸出箱体外。4.如权利要求2所述的一种可控速率co2降压破乳测试评价系统，其特征在于，所述加热面板包括加热铝板和吹风式风扇，所述加热铝板固定在箱体内壁上通过导线与制冷面板连接；所述吹风式风扇固定在加热铝板远离箱体的一面上，将加热铝板的产生的热量散发到箱体内。5.如权利要求1所述的一种可控速率co2降压破乳测试评价系统，其特征在于，所述溶气原油乳液制备系统包括气瓶、高压反应系统和磁力搅拌系统，所述气瓶通过进气管路与高压反应系统连接，所述高压反应系统与磁力搅拌系统固定连接，所述高压反应系统通过钢管线连接降压破乳系统；所述高压反应系统由高压反应釜釜体、反应釜顶盖、油样出口管路组成，所述反应釜顶盖上设有进气孔和出气孔，所述进气管路通过进气孔伸入到高压反应釜釜体内；所述油样出口管路自高压反应釜釜体通过出气孔伸出高压反应釜釜体外，所述反应釜顶盖中间还固定有磁力搅拌系统。6.如权利要求5所述的一种可控速率co2降压破乳测试评价系统，其特征在于，所述进气管路靠近气瓶的一端上设有减压阀，所述进气管路靠近高压反应系统的一端设有进气阀；所述油样出口管路上靠近高压反应系统的一端设有油样出口阀，所述油样出口管路与钢管线连接。7.如权利要求5所述的一种可控速率co2降压破乳测试评价系统，其特征在于，所述磁力搅拌系统包括磁力耦合传动器、驱动电机和搅拌桨，所述磁力耦合传动器固定在反应釜顶盖中间，所述耦合传动器的下端位于高压反应釜釜体内并与搅拌桨连接，所述耦合传动器的上端位于反应釜顶盖上方与驱动电机的输出轴连接。
8.如权利要求5所述的一种可控速率co2降压破乳测试评价系统，其特征在于，所述高压反应釜釜体置于加热装置内，所述加热装置与反应釜顶盖之间还包裹有保温层，所述保温层顶部与反应釜顶盖密封连接后与高压反应釜釜体之间形成一个密封腔，所述密封腔内设有恒温循环水浴以保持高压反应釜釜体的温度恒定，在所述密封腔内还设置有加热圈，且所述加热圈紧贴在高压反应釜釜体的外侧壁；所述反应釜顶盖上还开设有压力孔和温度孔，第一压力传感器自高压反应釜釜体外通过压力孔延伸到高压反应釜釜体内，用于检测高压反应釜釜体内的压力；第一温度传感器自高压反应釜釜体外通过温度孔延伸到高压反应釜釜体内侧壁上，用于检测高压反应釜釜体内的温度。9.如权利要求1所述的一种可控速率co2降压破乳测试评价系统，其特征在于，所述质量流量控制器由流量传感器、分流器通道、流量放大电路、电磁调节阀和pid控制电路组成。10.一种可控速率co2降压破乳测试评价方法，其特征在于，包括：步骤1：原油乳状液的制备：向高压反应釜中加入油样和与原油同一区块的油田采出水，打开驱动电机电源开关，搅拌进行乳化，控制乳化温度；步骤2：带压溶气：利用恒温循环水浴控制温度，待温度恒定在设定温度后，将高压反应釜中制备好的乳状液连接到co2气瓶，打开高压反应釜釜体上的进气阀和气瓶后的减压阀，控制溶气压力恒定，同时打开驱动电机电源开关，搅拌直至溶气压力不再下降为止，此时可认为co2在原油乳液中的溶解度达到平衡，即制备出饱和溶气原油乳状液；步骤3：恒压下原油乳状液宏观稳定性评价：利用所述控制面板将降压破乳系统的温度维持恒定，后用co2对装置内部扫线，将压力加到设定阈值，然后以微小压差将制备的饱和溶气原油乳状液导入到降压破乳系统中，观察带压条件下溶气原油乳状液的分油率、分水率随时间的变化；步骤4：co2降压致原油乳状液破乳评价：重复步骤3的操作，将制备的饱和溶气原油乳状液导入到可视化管后，打开其顶部的排气阀，对可视化管内部进行快速降压，观察降压后溶气原油乳状液分油分水率并与恒压下的结果进行对比，确定co2降压对溶气原油乳状液稳定性的影响规律；步骤5：改变工况条件，分别研究不同溶气温度、不同溶气压力、不同排气速率下co2降压对溶气原油乳状液稳定性的影响并与恒压条件下的结果进行对比，确定co2降压破乳规律。

技术总结

本发明属于石油与天然气开发工程领域，提供了一种可控速率CO2降压破乳测试评价系统及方法，包括溶气原油乳液制备系统和降压破乳系统，所述溶气原油乳液制备系统与降压破乳系统通过钢管线连接；所述降压破乳系统包括钢管线上的油样进口阀、与钢管线连接的下压盘以及上压盘，所述上压盘和下压盘通过长螺栓连接，且在所述上压盘和下压盘之间密封有可视化管；所述下压盘远离油样进口阀的一侧还连接有排油阀；所述下压盘底部连接有第二温度传感器，所述第二温度传感器连接温度压力数显系统；所述上压盘顶部连接有第二压力传感器，所述第二压力传感器连接温度压力数显系统；本发明可以在带压条件下测试评价原油乳状液的降压破乳过程，也评价其发泡特性。也评价其发泡特性。也评价其发泡特性。