[发明专利]强化增产烃类所用蒸汽纯度的测定方法和装置

说明书

本发明涉及一种对通往油井等处的蒸汽流从事纯度测定的方法。此项发明更加适用于测定湿蒸汽的纯度，这种蒸汽用来提高地下油藏的石油采收量。由于水分与蒸汽气体成分一同存在，这种蒸汽的纯度比较低。

注蒸汽作业在从边缘油田或油藏中开采原油或石油方面已经普遍采用。这种油田或油藏需要某种程度的强化措施以产生令人满意的原油油流。于是，日益迫切地需要一种测定注汽井井口蒸汽纯度的简便方法。这样一种测量方法，如果加以简化，对于测定自外部热源输入地下油藏的热量等级会特别有用。

由于蒸汽纯度直接影响采油作业，蒸汽纯度的测定或监测是很重要的。其次，能够最经济地注入某一特定地层或油藏中的蒸汽其纯度是随许多情况而定的。这些情况首先包括油藏的年代和从中开采商业上认为合算的烃类数量的预期前景。

简单地说，所希望的是：注入每一口井蒸汽的纯度可以改变或调节到最好地符合该油井条件的纯度等级。

如所周知，使用安置在蒸汽输送管线中的测量仪器监测注入的蒸汽流在这类强化增产作业中是特别有效的。可以理解，蒸汽离开蒸汽发生炉或汽源时一般是具有一定的纯度、压力和质量流量的。不过，随着加压蒸汽流朝注汽井推进，纯度通常会显著降低。纯度的降低主要取决于诸如油井与汽源间的距离和管道的保温程度等因素。蒸汽在到达注汽孔口或油井之前必须通过一些管件，由于在这些管件中可能发生相分离，所以纯度的降低还进一步取决于这些管件的数量和取向。

因此，为经济实用起见，重要的是把一部汽流监测和控制装置正好在每一井口上游安装在蒸汽输送管道之中。蒸汽管线中的节流装置通常会起限制气流的作用，从而可能调整进入该特定油井的蒸汽质量流量。

本发明涉及测定湿蒸汽的蒸汽纯度（蒸汽气体的质量除以水分与蒸汽气体的总质量）的方法和仪器，湿蒸汽的水分含量是未知的。简单地说，本发明包括对注入液态烃类生产井的、强化增产用的湿蒸汽纯度进行测定的方法和仪器。本方法的关键在于确定井口处蒸汽的某些特性。了解这些特性就能够作出所需要的纯度测定，并且随后对蒸汽纯度作出适当的调节。

更确切地说，本方法和仪器致力于在汽流注入含烃类地层以前测定蒸汽管线中蒸汽的纯度并把流量调节到所需的程度。

换一种方式说，在任何一种涉及注入蒸汽以促进二次采油过程的工艺方法之中，一项经久不变的课题是：快速、精确地测定注入一口单井或一组油井中的蒸汽纯度和质量流量。这方面的学问同采油效率有关，因为蒸汽纯度和质量流量直接影响生产井的采油作业，并因而直接影响类似的注汽工程项目的投资需求。

如所周知，从经济方面考虑，为了在每一具体井口取得较低纯度的蒸汽，要把水同某种高纯度蒸汽相混合，这是合乎要求的，并且是非常实用的。在这种场合，本发明提供了迅速而精确地测定蒸汽纯度及其质量流量两者的设备和方法。

比如，在一处典型的高产油田，每天可能烧掉20，000当量桶以上的原油为油田井网提供高纯度湿蒸汽。这种注蒸汽作业的成本效果可以通过有效地利用配汽系统而显著地加以提高。

蒸汽纯度递减现象，以及在油田许多井网中转变成为热水注入，都严格要求在各个注汽油井处精确测量蒸汽的纯度和质量流量。导管中的两相流动，以及相分离现象，也使得在各注汽井处的蒸汽纯度和质量流量比用来进行有效地油管理所希望有的大小要大一些，或小一些。

因而，本发明的一个目的是提供一种方法和仪器，用于测定在注蒸汽作业或蒸汽强化增产作业中作为强化增产介质而注入某一油藏的蒸汽的纯度。

进一步的目的是提供一种方法和仪器，用来迅速测定注入含烃类油藏以提高烃类生产效率的湿蒸汽的纯度和质量流量。

再进一步的目的是提供在临界流动情况下测量蒸汽纯度和调节蒸汽流量的装置;蒸汽是取道可以调节进入生产井的蒸汽流的一部临界流动节流阀而注入烃类生产地层中去的。

图1是装入一条蒸汽管线的本发明的示意简图。

图2是本发明纯度测量装置的部分放大图。

图3是蒸汽纯度的图线表示。

参照图1，简略地说，本发明涉及测定低纯度蒸汽流纯度和质量流量的一种方法和仪器。这种测定通常是正好在蒸汽注入含烃类的地下油藏6之前进行的，蒸汽的注入要取道同汽源或者蒸汽发生炉8连通的蒸汽输送导管7。纯度测量装置包括一根管道10，该管道把加压蒸汽流从导管7送至某一特定井口12，后者可能是井网中的一口油井13。