一种油井井筒脱硫模拟装置及脱硫剂动态脱硫评价方法

技术领域

本发明属于油气田油井脱硫技术领域，具体涉及一种油井井筒脱硫模拟装置，还涉及该脱硫模拟装置的动态脱硫评价方法。

背景技术

在我国石油资源是极其重要的一类资源，其不仅对工业、农业等有极大的影响，同时由其衍生出来的其他产品也具有很高的实用价值。但在石油开采过程中仍存在一些问题。随着油井的开采，在井口会产生一定量的硫化氢气体，其对与人体会有影响，严重的甚至会危害生命。虽然目前已经研发出了一些药剂用于去除油井内的硫化氢气体，但是由于无法进行前期油井模拟实验，因此无法保证现场实际效果，需要花费大量的时间和精力进行后续改善。基于这样的情况，有必要开发出一种能够模拟油井实际工作状态的油井井筒脱硫模拟装置。该装置可以模拟出最接近油井实际运行工况条件，在这样的条件下进行动态脱硫实验，可以对脱硫剂的各项性能进行评价，为脱硫剂的实际加注提供参考。

发明内容

本发明的目的在于提供一种油井井筒脱硫模拟装置，动态模拟脱硫剂在井筒内迁移变化规律，为脱硫剂在现场加注制度建立科学方法，降低脱硫剂投加成本。

本发明的目的还在于提供一种油井井筒脱硫模拟装置的动态脱硫评价方法。

本发明所采用的第一种技术方案是：一种油井井筒脱硫模拟装置，包括井筒模拟器、液体模拟系统和气体模拟系统；井筒模拟器用于模拟实际油井结构；液体模拟系统用于模拟采油过程中采出液的运动状态，包括原液配置装置，原液配置装置用于配置模拟装置所需原液；气体模拟系统可模拟采油过程中气体的产生和运动状态，包括气体发生装置，气体发生装置用于产生硫化氢气体；

井筒模拟器包括倒扣合的内筒体和外筒体，内筒体和外筒体形成一个内部流通，外部闭合的套筒结构；在外筒体靠近底部位置设置有进液口，在内筒体顶部设置有出液口；

内筒体与外筒体同轴布置，内筒体用于模拟油井中的油管，外筒体用于模拟油井中的套管。

本发明的特点还在于，

进液口通过导液管与原液配置装置相连，在导液管上还设置有蠕动泵和液体流量计，液体流量计靠近进液口一端设置。

出液口通过导管a与废液池相连，在导管a上还设置有蠕动泵。

外筒体侧壁上还开设有进气口和出气口，出气口位于进气口上部；进气口与气体发生装置相连，出气口连接尾气处理装置。

进气口与气体发生装置连接的管路上还设置有气泵和气体流量计，气体流量计靠近气体发生装置一侧设置。

出气口通过导管b与尾气处理装置相连。

外筒体侧壁上还连接有用于模拟油井套管上的测样口和加药口的管口，管口的开口正上方处设置有气体检测仪；外筒体连接管口的管路上还设置有阀门。

本发明所采用的第二中技术方案是：一种油井井筒脱硫模拟装置的动态脱硫评价方法，具体操作步骤如下：

步骤1：内筒体和外筒体组成的反应器运行过程中，蠕动泵抽取原液配置装置中配置好的油田采出液通过液体流量计注入反应器，其中一部分采出液在蠕动泵的作用下，由油管上部出液口离开反应器的内筒体，经过导管a进入废液池，进而模拟油井的采油过程；通过调节液体流量计，控制油井井筒脱硫模拟装置模拟液量和液柱高度；

步骤2：气体发生装置产生的硫化氢气体经过气泵和气体流量计进入反应器，模拟油井套管中的硫化氢气体；通过调节气体流量计，控制油井井筒脱硫模拟装置模拟气体浓度；

步骤3：将新型复合脱硫杀菌剂从套管上部管口进入反应器，去除其中的硫化氢气体，利用气体检测仪分别检测加药前后管口处的硫化氢气体浓度变化情况，通过改变新型复合脱硫杀菌剂的投加量，进而确定脱硫剂加注模板；新型复合脱硫杀菌剂与采出液的质量比为1：9～3：7。

新型复合脱硫杀菌剂按照体积百分比由以下组分组成：33.2～38％的均三嗪、4.4～6.5％的无水乙醇、1.1～2.3％的甲基二乙醇胺、0.5～1.2％的醋酸-醋酸钠、5.5～9.2％的异噻唑啉酮、6.5～9％的戊二醛、18～22.5％的苯扎氯铵和12～20％的水构成，以上各组分体积百分比之和为100％。

本发明具有以下有益效果：通过调节油井井筒脱硫模拟装置中的部分设备，可以模拟绝大部分油井的实际工作状况。可以较为准确的评价脱硫剂脱硫性能、研究脱硫剂在井筒内的迁移变化规律、确定影响脱硫效率的关键参数。并且该油井井筒脱硫模拟装置及其实验方法简便、快捷、易操作。

附图说明：

图1为本发明一种油井井筒脱硫模拟装置的结构示意图。

图中，1、内筒体；2、外筒体；3、进液口；4、出液口；5、进气口；6、出气口；7、管口；8、阀门；9、原液配置装置；10、蠕动泵；11、液体流量计；12、导管a；13、废液池；14、气体发生装置；15、气泵；16、气体流量计；17、导管b；18、尾气处理装置；19、气体检测仪。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供一种油井井筒脱硫模拟装置，包括井筒模拟器、液体模拟系统和气体模拟系统；井筒模拟器用于模拟实际油井结构；液体模拟系统用于模拟采油过程中采出液的运动状态，包括原液配置装置9，原液配置装置9用于配置模拟装置所需原液；气体模拟系统可模拟采油过程中气体的产生和运动状态，包括气体发生装置14，气体发生装置14用于产生硫化氢气体；

井筒模拟器包括倒扣合的内筒体1和外筒体2，内筒体1和外筒体2形成一个内部流通，外部闭合的套筒结构；在外筒体2靠近底部位置设置有进液口3，在内筒体1顶部设置有出液口4；

内筒体1与外筒体2同轴布置，内筒体1用于模拟油井中的油管，外筒体2用于模拟油井中的套管。

进液口3通过导液管与原液配置装置9相连，在导液管上还设置有蠕动泵10和液体流量计11，液体流量计11靠近进液口3一端设置。

出液口4通过导管a12与废液池13相连，在导管a12上还设置有蠕动泵10。

外筒体2侧壁上还开设有进气口5和出气口6，出气口6位于进气口5上部；进气口5与气体发生装置14相连，出气口6连接尾气处理装置18。

进气口5与气体发生装置14连接的管路上还设置有气泵15和气体流量计16，气体流量计16靠近气体发生装置14一侧设置。

出气口6通过导管b17与尾气处理装置18相连。

外筒体2侧壁上还连接有用于模拟油井套管上的测样口和加药口的管口7，管口7的开口正上方处设置有气体检测仪19，外筒体2连接管口7的管路上还设置有阀门8。

模拟油井工作时，首先利用液体模拟系统中的原液配置装置，配置与实际情况相近的原液。再将原液从进液口(3)输入井筒模拟器，控制模拟器的外筒体(2)具有一定的液面高度。并且能够使原液从内筒体顶端的出液口(4)排出，最终进入废液池(13)。接着利用气体模拟系统中的气体发生装置，产生硫化氢气体。再通过气体模拟系统中的传输装置b将硫化氢气体从进气口5输入井筒模拟器，使得模拟器外筒体2内具有一定的气体浓度。多余气体则通过出气口排至尾气处理装置18。经过以上操作，即可模拟油井采油时的工作状态。

本发明还提供了一种使用上述的油井井筒脱硫模拟装置的动态脱硫评价方法，具体包括以下步骤：

步骤1：内筒体1和外筒体2组成的反应器运行过程中，蠕动泵10抽取原液配置装置9中配置好的油田采出液通过液体流量计11注入反应器，其中一部分采出液在蠕动泵10的作用下，由油管上部出液口4离开反应器的内筒体1，经过导管a12进入废液池13，进而模拟油井的采油过程；通过调节液体流量计11，控制油井井筒脱硫模拟装置模拟液量和液柱高度；

步骤2：气体发生装置14产生的硫化氢气体经过气泵15和气体流量计16进入反应器，模拟油井套管中的硫化氢气体；通过调节气体流量计16，控制油井井筒脱硫模拟装置模拟气体浓度；

步骤3：将新型复合脱硫杀菌剂从套管上部管口7进入反应器，去除其中的硫化氢气体，利用气体检测仪19分别检测加药前后管口处的硫化氢气体浓度变化情况，通过改变新型复合脱硫杀菌剂的投加量，进而确定脱硫剂加注模板。

新型复合脱硫杀菌剂按照体积百分比由以下组分组成：33.2～38％的均三嗪、4.4～6.5％的无水乙醇、1.1～2.3％的甲基二乙醇胺、0.5～1.2％的醋酸-醋酸钠、5.5～9.2％的异噻唑啉酮、6.5～9％的戊二醛、18～22.5％的苯扎氯铵和12～20％的水构成，以上各组分体积百分比之和为100％。

实施例

实施例一

该实施例中，按照步骤(1)所述将油井井筒脱硫模拟装置进行组合。按照步骤(2)调节液体流量计为0.5L/min，使得外筒体液面高度为30厘米。气体发生装置产生硫化氢气体，并按照步骤(3)调节气体流量计，使得外筒体内硫化氢浓度达到500ppm。按照步骤(4)通过管口将新型复合脱硫杀菌剂分别以间歇性投加和连续性投加的方式，加入到油井井筒脱硫模拟装置中。新型复合脱硫杀菌剂与采出液的质量比为1：9～3：7，选取多个不同的比例进行投加试验，分别利用气体检测仪检测一段时间后，管口处的硫化氢气体浓度。这样就可以模拟出，在不同投加比例和方式下脱硫剂的脱硫效果，选出最优比例和投加方式。

新型复合脱硫杀菌剂按照体积百分比由以下组分组成：33.2％的均三嗪、6.5％的无水乙醇、2.3％的甲基二乙醇胺、1.2％的醋酸-醋酸钠、5.5％的异噻唑啉酮、8.8％的戊二醛、22.5％的苯扎氯铵和20％的水构成，以上各组分体积百分比之和为100％。

实施例二

该实施例中，按照步骤(1)所述将油井井筒脱硫模拟装置进行组合。按照步骤(2)调节液体流量计为0.5L/min，使得外筒体液面高度为30厘米。气体发生装置产生硫化氢气体，并按照步骤(3)调节气体流量计，使得外筒体内硫化氢浓度分别为100ppm、500ppm、1000ppm、5000ppm。按照步骤(4)通过管口将新型复合脱硫杀菌剂加入到油井井筒脱硫模拟装置中。新型复合脱硫杀菌剂与采出液的质量比为1：9～3：7，选取多个不同的比例进行投加试验，分别利用气体检测仪检测一段时间后，管口处的硫化氢气体浓度。在不同投加比例和方式下脱硫剂的脱硫效果，选出最优比例和投加方式。

新型复合脱硫杀菌剂按照体积百分比由以下组分组成：38％的均三嗪、6.5％的无水乙醇、2.3％的甲基二乙醇胺、0.5％的醋酸-醋酸钠、9.2％的异噻唑啉酮、9％的戊二醛、22.5％的苯扎氯铵和12％的水构成，以上各组分体积百分比之和为100％。

实施例三

该实施例中，按照步骤(1)所述将油井井筒脱硫模拟装置进行组合。按照步骤(2)调节液体流量计为0.5L/min，使得外筒体液面高度分别为5厘米、10厘米、30厘米、80厘米。气体发生装置产生硫化氢气体，并按照步骤(3)调节气体流量计，使得外筒体内硫化氢浓度达到500ppm。按照步骤(4)通过管口将新型复合脱硫杀菌剂加入到油井井筒脱硫模拟装置中。新型复合脱硫杀菌剂与采出液的质量比为1：9～3：7，选取多个不同的比例进行投加试验，分别利用气体检测仪检测一段时间后，管口处的硫化氢气体浓度。这样就可以模拟出，在不同油井液柱高度下脱硫剂的脱硫效果。

新型复合脱硫杀菌剂按照体积百分比由以下组分组成：38％的均三嗪、4.4％的无水乙醇、1.1％的甲基二乙醇胺、1％的醋酸-醋酸钠、9.2％的异噻唑啉酮、8.3％的戊二醛、18％的苯扎氯铵和20％的水构成，以上各组分体积百分比之和为100％。

实施例四

一种油井井筒脱硫模拟装置的动态脱硫评价方法，具体操作步骤如下：

步骤1：内筒体1和外筒体2组成的反应器运行过程中，蠕动泵10抽取原液配置装置9中配置好的油田采出液通过液体流量计11注入反应器，其中一部分采出液在蠕动泵10的作用下，由油管上部出液口4离开反应器的内筒体1，经过导管a12进入废液池13，进而模拟油井的采油过程；通过调节液体流量计11，控制油井井筒脱硫模拟装置模拟模拟液量和液柱高度；

步骤2：气体发生装置14产生的硫化氢气体经过气泵15和气体流量计16进入反应器，模拟油井套管中的硫化氢气体；通过调节气体流量计16，控制油井井筒脱硫模拟装置模拟气体浓度；

步骤3：将新型复合脱硫杀菌剂从套管上部管口7进入反应器，去除其中的硫化氢气体，利用气体检测仪19分别检测加药前后管口处的硫化氢气体浓度变化情况，通过改变新型复合脱硫杀菌剂的投加量，进而确定脱硫剂加注模板；新型复合脱硫杀菌剂与采出液的质量比为1：9～3：7。

新型复合脱硫杀菌剂按照体积百分比由以下组分组成：37％的均三嗪、6％的无水乙醇、1.5％的甲基二乙醇胺、1％的醋酸-醋酸钠、9％的异噻唑啉酮、6.5的戊二醛、21％的苯扎氯铵和18％的水构成，以上各组分体积百分比之和为100％。