[发明专利]多相流体的混合装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于混合多相流体的装置和方法，以及用于测量该多相流体的物理性能的装置和方法。

本发明特别适用于石油生产，例如重油（即，具有较高的粘度）的提取。在本文中，需要在装箱条件（tank condition）下的重油的PVT数据（压力、体积以及温度）以更好地预估重油在生产期间的性能。

当前，不可能在装箱条件下从箱体中获得多相油-气。事实上，在运输期间，气体消散在空气中。因此，获得重新加气（regas）的重油样品现在是石油公司的重要目的。

背景技术

在传统的PVT测量单元中非常广泛地使用磁性搅动。事实上，对于常规流体——该常规流体因此不是非常粘，即具有大约10mPa.s（即，10毫帕-秒）的粘性——而言，使用被在PVT单元外的旋转磁性搅拌器驱动的磁棒。在专利WO2007/027100中描述了相似的方案，其中在PVT单元的活塞中包括搅拌器。在I.A.Kahn,K.McAndrews、J.P.Jose以及A.K.M.Jamaluddin所著的文献“Reservoir Fluid Analysis using PVT Express”（利用PVT快速测量的储藏流体分析）中也描述了相似的方案。

但是，因为待混合流体（的重油相的）的高粘性，所以这些方案在重油情况下是不适合的。的确，对于（例如，温度大约在0℃至100℃，和/或压力在1巴至200巴之间）具有大约10000mPa.s，即10Pa.s的粘度的流体来说，会出现不同的问题：例如死体积或太弱的搅拌力。

此时，手工并且耗时的技术因此被使用于混合重油+气。这项技术包括将气注入油中并且等待该混合物的均匀化。这种操作包括改变单元的方向以使重力发挥作用。为确定完全均匀化，就要观察在PVT单元中主导压力。该压力在均匀化相期间减小，之后在气溶入混合物时稳定。因为重油具有非常小的扩散系数——大约为10^-10m².s^-1的量级，所以这个等待可能持续多个星期。

因此存在改进混合多相流体方法的需要。

发明内容

为此，本发明提出一种用于混合多相流体的装置，该装置包括混合室以及能够沿着该混合室的中心轴线平移的混合元件，沿着横跨中心轴线的至少一个部段，混合元件占据混合室的内表面的一点与中心轴线之间的距离的85%到95%之间。

根据该示例，该混合装置能够包括一个或更多个以下特征：

-混合元件具有穿透前型面和穿透后型面；

-混合元件为球形圆筒体，在所述圆筒体的端部处具有半球体，或为在圆筒体的端部处具有椎体的圆筒体；

-混合室为圆筒形；

-混合室在其端部处具有与混合元件互补的形状；

-混合元件能够通过磁驱动而移动；

-混合元件由磁性材料构成；

-磁场能够沿着混合室的中心轴线移动；

-磁场由围绕混合室并且能够沿着混合室移动的至少一个磁体产生；

-磁体由铁氧体、钕铁硼和/或钐钴制成，和/或气隙由软铁制成；

-该装置还包括托架，所述托架通过设置有扭矩传感器的马达而能够沿着中心轴线移动，该托架支承磁体；

-混合元件由磁性材料制成的球体和镀铬涂层（Ni-Cu-Ni-Cr）组成，所述球体的直径介于18.8mm和19.2mm之间、重量为27g、磁化强度为0.3MJ.m^-3以及粘附力大致为5.6kg。

本发明还提出了一种用于测量多相流体的物理性能的装置，该装置包括以上混合装置以及用于测量流体物理性能的装置。

根据该示例，该测量装置能够包括一个或更多个以下特征：

-混合室构成PVT单元；

-该PVT单元位于使用借助于冷却剂的水浴或使用干燥炉的加热容器内。

本发明还提出了一种用于使用以上混合装置混合多相流体的方法，该方法包括将多相流体传送至混合室中、使混合元件在流体中沿着混合室的中心轴线平移。

根据示例，该混合方法能够包括一个或更多个以下特征：

-所述流体包括粘性相，所述流体的粘度系数包括在1Pa.s和100Pa.s之间、优选在1Pa.s和60Pa.s之间、优选在5Pa.s和15Pa.s之间；

-所述粘性相为重油并且所述流体还包括气相；