[发明专利]蒸汽干度测定方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及石油开采领域，具体涉及一种在油田注蒸汽过程中测定蒸汽干度的 化验方法及装置。

背景技术

在目前的稠油开采中，经常采用注蒸汽吞吐热力开采法，其主要过程是向油层 中注入高干度的蒸汽，由此实现稠油加热，利用高温使稠油的粘度降低，从而进行吞 吐采油。稠油热力开采过程过对蒸汽干度的监测非常重要，该检测结果可以用来确定 所需的蒸汽注入量和蒸汽注入时间，从而可以提高采油效率。

一般的蒸汽由完全气态的蒸气和液态水滴组成，蒸汽干度(steamquality)是指蒸 汽中的“干蒸汽”(即，完全气态的蒸气)所占的百分比。蒸汽干度通常用X表示，X= 蒸气质量/蒸汽总质量；相应地，蒸汽湿度=1-X。

目前有多种方法来测量蒸汽干度，例如人工化验法、热力学测定法、放射测定 法、微波测定法、光学测定法、电导率法、离子示踪法和同位素示踪法等。考虑到成 本和方法成熟度，经常采用的是人工化验法，其中，较多采用的是氯离子化验法：先 测定进料水中的氯离子(Cl^-)浓度(用A₀表示)，然后测定蒸气发生器出口处的蒸汽冷凝 水中的氯离子浓度(用A表示)，则蒸汽干度值为1-A/A₀，即，氯离子含量的化验结果 的准确性和即时性直接影响了蒸汽干度的准确性和即时性。目前氯离子含量的化验主 要采用手动操作方法，一般是将一定的硝酸银标准溶液装入碱式滴定管中，手动控制 滴定管，对过滤水样进行滴定，并通过观察液体颜色变化，确定达到等当点时的硝酸 银用量，并计算出氯离子的含量。常用的化验方法由于大多采用人工干预，如果存在 冷凝水水质颜色变化、混合搅拌不均、滴定过程速度不稳、视觉感官等的变化都会对 测定结果带来影响，并给干度的确定带来较大误差，且人工成本较高；此外，化验法 会有一定的滞后性，当蒸汽干度变化较快时，可能不能及时做出反应。

因此，需要对目前的氯离子化验法进行改进，尽可能消除人为因素带来的误差， 由此提高测量精度。

发明内容

本发明的第一方面提供一种测量蒸汽干度的方法，一种测量蒸汽干度的方法， 所述方法包括以下步骤：

取待测蒸汽冷凝水样品置于反应器中；

在用自动搅拌器连续搅拌混合所述反应器中的反应液的情况下，采用微量泵向 所述反应器中连续滴定硝酸银溶液并监控硝酸银溶液的用量；

利用透光仪连续监测滴定过程中的透光率，并自动生成透光率-硝酸银滴定量曲 线，所述监测至少进行到透光率值稳定为止；所述曲线为透光率的对数对硝酸银溶液 用量的作图；

控制反应的最终透光率为55%～90%：如果稳定后的透光率不在55%～90%范 围内，则将原始的待测蒸汽冷凝水样品稀释或浓缩至原体积的N倍以使得稳定后的 透光率在55%～90%范围内，而后用稀释或浓缩后的样品代替蒸汽冷凝水样品重复上 述各步骤；如果稳定后的透光率在55%～90%范围内，则继续进行以下步骤；

从所述曲线确定反应等当点，由此得到等当点处的硝酸银溶液用量V₂，并用下 式(I)计算出蒸汽冷凝水样品中的氯离子含量A：

氯离子含量A(mg/l)=(V₂×C×M×1000×N)/V₁式(I)

其中，C为硝酸银的摩尔浓度(mol/l)，V₂为等当点处的硝酸银溶液用量(ml)， V₁为蒸汽冷凝水样品的体积(ml)；M为氯离子的摩尔质量(g/mol)；最终得到的氯离子 含量A的单位为mg/l；如果未进行任何稀释或浓缩，则N=1；

由此利用下式(II)求得蒸汽干度X：

X=1-A/A₀式(II)

其中，A₀为预先测得的进料水中的氯离子浓度，其单位与A相同。