NO319034B1 - Fremgangsmate og anordning for maling av en poros proves fysiske egenskaper ved forflytting av fluider ved hjelp av sentrifugering - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og en anordning for måling av en porøs prøves fysiske egenskaper ved sentrifugal forflytting av fluider. En slikt verktøy er særlig godt egnet for å teste geologiske prøver og for å bestemme forskjellige parametere, eksempelvis bergarters kapillærtrykk i drenerings- og absorpsjonsfaser, fuktingsevneindeks, relative permeabilitet, resistivitets-indeks etc.

Anordningen er særlig nyttig på petroleumsområdet for testing av bergarter som har blitt tatt fra reservoarer som inneholder eller som det er sannsynlig at inneholder petroleum.

Det er viktig å bestemme bergarters fuktingsevne med hensyn til vannet og til oljen som vannet kan inneholde. Bergarten må derfor utsettes for en drene-ringsprosess, dvs. forflytting av fluidene som er ment å minke vannmetningen, et-terfulgt av en absorpsjonsprosess, der dette uttrykket viser til en forflytting av fluidene og som tillates å øke bergarters vannmetning (Sw). Kapillærtrykket på ett sted er definert som forskjellen Pc ved likevekt mellom oljens trykk Po og vannets trykk Pw. Disse parametrene har kun mening hvis de to fluidene er i den kontinuerlige fasen i det porøse mediet. For et medium vått av vann er det kun positive verdier som har mening. På den annen side, hvis mediet har en blandet fuktingsevne. kan fluidet forbli i den kontinuerlige fasen for de positive og for de negative kapillærtrykkene (Pc) også.

For denne type bruk, må en fullstendig kapillærtrykksmåling derfor omfatte (fig.1): a) positiv primærdrenering av en i utgangspunktet 100% vannmettet prøve (kurve 1),

b) positiv absorpsjon (kurve 2),

c) negativ absorpsjon (kurve 3),

d) negativ drenering (kurve 4), og

e) positiv sekundær drenering (kurve 5).

Kjennskap til forskjellige parametere og særlig til bergarters fuktingsevne er

nyttig særlig når en skal utføre økt utvinning i en formasjon ved drenering av effluentene formasjonen inneholder ved innsprøytning av et fluid under trykk, og når de best egnede fluidene (vann eller gass) for forlytting av effluentene skal bli bestemt ved hjelp av innledende tester.

Oppfinnelsen kan også brukes i forbindelse med byggteknikk for felt-hydrologiformål for eksempelvis å evaluere graden av forurensning, eller i byg-ningsindustrien for å teste konstruksjonsmaterialer, særlig for å velge impregne-ringsbehandlinger for eksempel.

Patent EP-A-0 603 040 beskriver en fremgangsmåte som tillater måling av mettet bergarters fysiske egenskaper ved å utsette den for en sentrifugering med progressiv hastighet og ved å måle mengden fluid som blir forflyttet som en funksjon av rotasjonshastigheten. Prøven som for eksempel er mettet med en væske A, er plassert i en avlang beholder eller tank som inneholder et annet fluid B med en annen densitet. Tanken blir fastgjort til enden av en roterende arm og en sentrifugalkraft blir påført for å studere fluid-forflyttinger i prøven under minst to distink-tive faser. Under en første dreneringsfase blir sammenstillingen så utsatt for en sentrifugalkraft som blir påført langs tankens lengde for å utøve en utslyng-ingskraft på prøven som har en tendens til å gjøre at en del av det første fluidet B strømmer ut. Samtidig, strømmer en del av fluidet A inn i prøven. De to fluidene beveger seg inne i prøven til de når likevekt, der kraften på grunn av kapillærtrykket i porene kompenserer for den påførte sentrifugalkraften.

Det er kjent at kapillærtrykket Pc i en avstand R fra omdreiningsakselen, når trykket er positivt, blir uttrykt av det følgende forhold:

hvor co er vinkelhastigheten, Rmaks er avstanden mellom prøvestangens S sokkel og omdreiningsakselen, Ap er forskjellen mellom de to fluidenes respektive densi-teter.

For negative verdier er kapillærtrykket Pc i en avstand R fra omdreiningsakselen:

Under gjenabsorpsjonsfasen (kurve 2) blir hastigheten senket for å studere reintegreringen av fluidet den i utgangspunktet inneholder. Med denne fremgangsmåten blir lokale metninger regnet utfra den totale mengden vann som utdrives fra prøven ved hjelp av et inversjonsprogram.

Kapillærtrykket i prøven kan bli utledet av den presise målingen av mengden utgangsfluid som trekkes ut, en funksjon av sentrifugalkraften som påføres og fra variasjonen av prøvens gjennomsnittlige fluidmetning Sm som en funksjon av den påførte sentrifugalkraften. Målingen kan for eksempel blir skaffet ved hjelp av akustisk detektering.

Med en fluidmettet prøve kan det ses (fig. 1) at metningen under sentrifu-galdreneringsfasen foren gitt radius r, avtar (kurve 1) ettersom rotasjonshastigheten w øker inntil en maksimumsverdi Si nås. Under denne drenerings-fasen, økes rotasjonshastigheten i suksessive steg inntil man når en hastighet på for eksempel 3500 omdr.pr.min. Fluidmetningsvariasjonene blir målt under retardasjonsfasen. Et hysterese-fenomen og en tilbakegang i samsvar med en annen variasjonskurve (kurve 2), til en relativ maksimumsverdi Sm, blir observert under det porøse materialets fase med gjenabsorpsjon.

Et system som tillater at det drenerte fluidet opprettholder kontakt med prø-vestangen blir fortrinnsvis brukt slik at prøvestangen kan bli gjenabsorbert skikke-lig når retardasjonsfasen starter. For å sikre denne opprettholdelsen, stabiliserer systemet overgangsnivået mellom de to fluidene ved et minimumsnivå i nivå med stangens sokkel, dvs. avstanden lengst fra omdreiningsakselen (Rmaks). minst gjennom hele retardasjonsfasen. Et slikt system er lett å bruke men foreskriver at armen bærer midler for pumping og at disse er i stand til å motstå de høye aksele-rasjonene som er nødvendig for implementering av systemet, i størrelsesorden 3000 g.

Patentsøknad EN 97/06 434 beskriver også en anordning av sentrifugaltype som tillater en måling av en porøs fast prøves fysiske egenskaper ved hjelp av suksessive drenerings- og absorberingsfaser, under tilstedeværelsen av et første elektrisk ledende fluid (eksempelvis saltoppløsning) og et andre fluid med lavere densitet enn det første fluidet (eksempelvis olje). Det omfatter et roterbart mobilt utstyr som videre omfatter en avlang beholder eller tank (fortrinnsvis minst to tanker) anbrakt med en innvendig åpning for prøven, der hver tank er roterbart montert ved enden av en arm som drives i rotasjon for å påføre en sentrifugalkraft i retning av tankens forlengelse. Et hydraulisk system tillates å tvinge forflytting av fluidene, og en kapasitiv sonde er plassert i tanken i retning av forlengelsen av tanken for kontinuerlig å følge forflyttingen av overgangen mellom de to fluidene i tanken. Den er utvendig forbundet med en måleanordning med en elektrohydrau-lisk roterende forbindelse.

Denne anordningen kan detektere variasjoner i saltoppløsningsnivået med svært høy nøyaktighet men foreskriver en relativt dyr roterende elektro-hydraulisk forbindelse hvis man skal opprettholde perfekt tetting ved bruk.

Anordningen i henhold til oppfinnelsen gjør det mulig å måle minst én fast porøs prøves fysiske egenskaper ved å utføre etterfølgende drenerings- og absorpsjonsfaser når det finnes et første elektrisk ledende fluid og et andre fluid med lavere densitet enn det første fluidet. Den omfatter en sentrifugeringssammenstil-ling som minst innbefatter en avlang tank for eksempel anbrakt med et første kammer og der hver tank er fastgjort til enden av en arm videre fastgjort til en omdreiningsaksel, bevegelsesmidler for roterbart å drive armen og for å skape en sentrifugalkraft påført i retningen av forlengelsen av tanken, og et måle- og kontrollsystem omfattende midler for å detektere posisjonen til overgangen mellom det første og det andre fluidet i hver tank.

Anordningen er karakterisert ved at den omfatter, i hvert første kammer, et avstandselement plassert etter prøven, der avstandselementets volum blir valgt

slik at overgangen mellom de to fluidene ikke kommer i kontakt med prøven under drift, der prøvens og det tilknyttede avstandselementets respektive posisjoner i det første kammeret blir invertert i samsvar med om det utføres en dreneringsfase eller en absorpsjonsfase.

Det første avstandselementets volum blir fortrinnvis valgt slik at det frie volumet som gjenstår i det første kammeret rundt prøven og avstandselementet, minst er det samme som prøvens porevolum og fortrinnsvis i nærheten av dette volumet for å optimalisere overgangens posisjonsvariasjon som en funksjon av fluidvolum-variasjonen i det første kammeret.

En utførelsesform av anordningen kan omfatte en beholder for avstandselementet som er laget av et isolerende materiale, med et tverrsnitt som er større enn et avstandselementets tverrsnitt for å samle opp fluidet som utdrives fra prø-ven, der denne tanken kommuniserer med midlene for å detektere overgangens posisjon. Beholderens størrelse blir fortrinnsvis valgt slik at det totale volumet som utdrives fra prøven hovedsakelig fyller det frie volumet i beholderen rundt avstandselementet slik at overgangens forflyttingsområde, som er et resultat av variasjonen til fluidenes volum i kammeret, kan bli optimalisert.

Midlene i hver tank for detektering av overgangen mellom de to fluidenes posisjon, omfatter fortrinnsvis en kapasitiv sonde plassert i et hjelpekammer som kommuniserer med det første kammeret og som er forbundet med en roterende elektrisk forbindelse til en måleanordning i måle- og kontrollsystemet. Dette systemet omfatter for eksempel en mikrocomputer tilknyttet midler for å erverve hver av sondenes signaler og midler for å kontrollere bevegelsesanordningene og som er egnet for å bestemme prøvens forskjellige fysiske parametere ved å ta mengden av fluidene som blir forflyttet under drift i betraktning.

Hver tank omfatter for eksempel to kanaler som gjør at det første kammerets motsatte side kommuniserer med utsiden av den siden av enden av tanken som under drift er nærmest omdreiningsakselen, og hetter for å isolere innsiden av kammeret under sentrifugering.

Sentrifugeringssammenstillingen omfatter fortrinnsvis et par armer (eller to par) og tanker plassert overfor hverandre ved hver ende av hvert pars armer for plassering av prøvene deri.

Fremgangsmåten for implementering av anordningen i henhold til oppfinnelsen er karakterisert ved at den omfatter dreneringsoperasjoner for å drenere et fluid ut av hver prøve omfattende: a) installasjon av hver prøve som tidligere er mettet med ledende fluid og en tanks første kammers tilknyttede avstandselement, der dette avstandselementet er plassert i en avstand lengre fra sentrifuge-ringssammenstillingens omdreiningsaksel enn prøven, b) innsprøyting av en kjent mengde ledende fluid inn i det første kammeret på den siden som avstandselementet er tatt opp av, c) økning av sentrifugeringshastigheten i suksessive steg inntil kapillær-likevekt nås for hvert steg, og d) skaffe signalene som kommer fra sonden som er representative for overgangen mellom de to fluidenes posisjonsvariasjon, og bestemmelse av volumet til fluidene som blir forflyttet, ved hjelp av måle- og kontrollsystemet.

Det ledende fluidet blir fortrinnsvis fjernet fra hver tank ved innsprøytning av et volum av det andre fluidet, og volumet som blir ekstrahert blir målt for å bekrefte volumet bestemt av måle- og kontrollsystemet.

Prøven kan så bli utsatt for tvungede absorpsjonsoperasjoner omfattende: a) installering av hver prøve og det tilknyttede avstandselementet i en tanks kammer inneholdende et ledende fluid slik at nevnte avstandselement er nærmere omdreiningsakselen enn prøven,

b) innsprøytning av en kjent mengde av det andre fluidet i hver tank,

c) økning av sentrifugalhastigheten i suksessive steg inntil kappilær-likevekt nås for hvert steg, og d) skaffe signalene som er representative for overgangen mellom de to fluidenes posisjonsvariasjon fra sonden og bestemming av fluidene

som blir forflyttet ved hjelp av måle- og kontrollsystemenes volum.

Det andre fluidet blir fortrinnsvis fjernet fra hver tank ved innsprøytning av et volum ledende fluid og det ekstraherte volumet blir målt og sammenlignet med volumet som er bestemt av måle- og kontrollsystemet.

I en annen utførelsesform omfatter fremgangsmåten, som er tilpasset en gassolje-drenering av en prøve, installering av en prøve som er mettet med en isolerende væske (eksempelvis olje) i en tank som er fylt med en ikke-ledende gass (for eksempel luft), installering av avstandselementet i en tank laget av et isolerende materiale plassert i tanken for å samle opp det isolerende fluidet utdrevet fra prøven der beholderen kommuniserer med midlene for detektering av overgangens posisjon, innsprøytning av et volum ledende væske med høyere tetthet enn den isolerende væskens tetthet, og måling av overgangen mellom den ledende væskens og gassens forflytting ved hjelp av detekteringsmidlene.

Anordningen i henhold til oppfinnelsen gjør at prøvedrenering og absorpsjonsoperasjoner kan bli utført enklere og at overgangen mellom de to fluidene kan bli detektert nøyaktig. Under drift er hver tank kun forbundet med måleanordningen ved hjelp av en elektrisk roterende forbindelse og er derfor mindre kostbar. Dens karakteristika er svært stabile særlig med hensyn til rotasjonshastigheten. Nøyaktigheten oppnådd ved å bruke den kapasitive sonden for å måle overgangsnivået mellom de to væskene fører til en tilsvarende nøyaktighet når man måler metningen i prøven og tillater bestemmelse av kapillærtrykket i delen av stangen mellom overgangen og flaten som er nærmest omdreiningsakselen.

Andre egenskaper og fordeler med anordningen i henhold til oppfinnelsen vil bli klarere ved lesing av beskrivelsen av de etterfølgende utførelsesformene gitt av ikke-begrensende eksempler med henvisning til de vedlagte tegningene hvor: Fig. 1 viser forskjellige kurver representative for en prøves metningsvaria- sjoner under en drenerings-absorpsjonssyklus, Fig. 2 viser en installasjonsmodus, i en beholder eller tank, i sin vertikale hvileposisjon når sentrifugen har stoppet, til en prøve og et avstandselement som skal bli sentrifugert, passende for drenering, Fig. 3 viser en installasjonsmodus, i en beholder eller tank plassert i samme posisjon, til en prøve som skal bli sentrifugert og et avstandselement, klar-gjort for tvungen absorpsjon, Fig. 4 illustrerer kalkulasjonen av sondens kapasitetsvariasjon som en funksjon av nivåvariasjonen til det ledende fluidet som blir utdrevet fra prøven under drift, Fig. 5 viser et eksempel på prosentvis variasjon (IL) av signalet levert av sonden på fig. 4 som en funksjon av høyden H (og volumet IV) til salt-oppløsning i tanken, Fig. 6 viser diagram over en planløsning til en sentrifugeringssammen-stilling, der tankene drives i en horisontal posisjon under påvirkning av sentrifugalkraften, Fig. 7 viser flytdiagrammet til et utvendig system for kontroll og anskaffelse

av målesignalene, og

Fig. 8 viser et diagram over en annen utførelsesform tilpasset for å måle oljevolumet som blir utdrevet av en prøve ved sentrifugering i en olje-gass-dreneringsmodus.

I) Anordning

For å utsette porøse steinprøver 1 for en sentrifugenngsoperasjon, blir det brukt forlengede beholdere eller tanker 2 (fig. 2, 3) hver omfattende et første ho-ved kammer 3 og et andre rørformet sidekammer 4 som kommuniserer med det første kammeret. Prøve 1, tidligere tilknyttet to plater 5A, 5B på sine to ende-overflater, blir plassert i kammer 3. Den opptar kun en del av volumet (for eksempel halvparten). Den andre delen omfatter en massiv sylindrisk del eller avstandselement 6. Dets tverrsnitt blir valgt slik at det resterende volumet rundt kammer 3 og prøve 1 minst er lik volumet av prøvens porer.

En av tankens ender 7 omfatter midler (ikke vist) for å fastgjøre den til en roterende drivsammenstilling (sentrifuge) slik som den vist på fig. 6. To kanaler 8, 9 som respektivt kommuniserer med de motsatte endene av kammer 3 er lukket av en skrudd hette 10, åpen på denne enden.

En nivå-detekteringssonde 11 av kapasitiv type er plassert i det rørformede sidekammeret 4. Den er tilpasset for å detektere overgangsvariasjonen i sidekammeret 4 mellom et elektrisk ledende fluid eksempelvis saltoppløsning og et ikke-ledende fluid eksempelvis olje. Denne sonden 11 omfatter (fig. 4) en første elektrode 12 bestående av en metallisk stang belagt med et tynt lag 13 av et elektrisk isolerende materiale eksempelvis Teflon® eller keramisk glass, og en andre elektrode med bart metall 14 (for eksempel en ledende vegg i kammer 4) hvis po-tensiale blir brukt som referansepunkt.

Kapasitansen mellom elektrodene blir uttrykt som følger:

R er stangens radius,

e er tykkelsen av kappen eller belegget 13 som omgir stangen,

£r er kappens materiales relative dielektrisitetskonstant, e0 er vakuums dielektrisitetskonstant hvis verdi er 8,859 -10"12 ampere sek./volt m.

h er sonden som er nedsenket i det ledende fluidets variable lengde.

Sonde 11 er forbundet med en ledende kabel 15 tilknyttet en måleanordning 16 (fig. 6) som beskrives heretter.

Hvilken som helst variasjon h av nivået i det ledende fluidet i tanken blir om-formet til sondens variasjon i kapasitans. Når man bruker en elektrode med en 3 mm radius og et 0,05 mm tetningslag, oppnås for eksempel en variasjon av sondens kapasitans i området mellom 10 og 1000 pF. Før man bruker sonden, blir den kalibrert ved å indikere minimumsnivået (0%) og maksimumsnivået (100%) til det tilknyttede måleanordningen 16 som saltoppløsningsnivået kan bevege seg mellom i tanken under drift. Følgelig etableres sondens responskurve som vist på fig. 5.

For å oppnå høyest mulig sensitivitet, dvs. den størst mulige variasjon av overgangsnivået for en gitt volumvariasjon, blir avstandselementets 6 volum justert slik at det frie volumet som gjenstår rundt avstandselementet og det frie volumet rundt prøven er svært likt.

Sentrifugen omfatter (fig. 6) en tank 17, en elektrisk motor 18 hvis aksel driver et nav 19 i rotasjon. To (eller fire) identiske armer 20 er montert mot hverandre to og to på nav 19. Beholdere eller tanker 2 blir montert dreibart ved enden av armene 20 slik at de automatisk innretter seg med den påførte sentrifugalkraf-tens retning, og balanserer hverandre under rotasjon. En prøve 1 tilknyttet til avstandselementet 6 blir plassert i hver tank 2.

Kablene 15 tilknyttet de forskjellige kapasitive sondene 11 er forbundet med en flerledende roterende elektrisk forbindelse 21 av en kjent type ved nav 19. Denne roterende forbindelsens 21 stator er forbundet ved hjelp av kabel 22 til den utvendige kontrollanordningen 16. Den roterende forbindelsen kan for eksempel omfatte tolv kanaler som tillater forbindelse av fire tanker 2 til anordning 16 i konfi-gurasjonen hvor sentrifugen omfatter fire armer 20.

Den utvendige anordningen 16 omfatter (fig. 7) en mikroprosessor 23 anbrakt med et kort 24 beregnet på å fremskaffe de forskjellige målesignalene som blir overført ved hjelp av kablene 15 og 22 fra de forskjellige sondene 11. Mikroprosessoren 23 blir forbundet med en boks 25 for å kontrollere motor 18 (fig. 6) ved hjelp av et overgangskort 26. Mikroprosessoren kalkulerer fluidets forskjellige korresponderende volumvariasjoner fra de målte signalene levert av de forskjellige sondene 11, og som er proporsjonale med høyden av den ledende væsken i kam-rene 3,4 av hver tank 2, der det frie volumet rundt prøvene 1 og avstandselemen-tene 6 er kjent.

II) Implementering

I henhold til posisjonen til prøven 1 og avstandselement 6, i hver tank 2, kan i tillegg anordningen bli brukt for å utføre dreneringsfaser og absorpsjonsfaser (respektivt utførelsesformene på fig. 2, 3). For drenering blir prøven plassert i delen av tanken som er nærmest motorakselen 18 under drift (fig. 2) for å følge produksjonen av ledende fluid (saltoppløsning i det gjeldende tilfellet), mens for absorpsjon, blir prøven plassert i den motsatte delen, dvs. delen som er lengst vekk for å følge produksjonen av olje (fig. 3).

a) Vann-oljedrenering

En prøve som tidligere er mettet med for eksempel saltoppløsning blir plassert i hver tank 2 inneholdende olje, og avstandselement 6 blir plassert (fig. 2) slik at det er lenger vekk fra omdreiningsakselen enn prøven (ved bunnen når den har stoppet). En kjent mengde saltoppløsning blir sprøytet inn ved tankens sokkel gjennom kanal 9. Hettene 10 blir lukket. Sentrifugen blir drevet og dens hastighet økt i suksessive steg inntil kapillær-likevekt oppnås for hvert av dem. Signalet som blir produsert av sonde 11 som respons til nivåvariasjonen av vann-olje overgangen, blir kontinuerlig registrert av anordningens 16 (fig. 6) mikroprosessor 23, 24. Når steget med maksimumshastighet nås, blir maskinen stoppet. Saltopp-løsning blir fjernet fra tanken ved innsprøytning av olje gjennom kanal 8 og volumet med saltoppløsning som blir produsert, blir evaluert ved å sjekke at det er likt med volumet regnet ut av anordning 16 fra sonde 11's måling.

b) Vann-olje tvunget absorpsjon

Prøven blir plassert i tank 2 som er fylt med saltoppløsning og med avstandselementet på toppen (fig. 3). En kjent mengde olje blir sprøytet inn gjennom kanal 8 inntil et visst nivå nås. Sentrifugens rotasjonshastighet blir økt i suksessive steg inntil en kapillærlikevekt nås for hvert av dem. Tilsvarende blir signalene kontinuerlig frembrakt og mengden olje utdrevet fra prøven blir kalkulert. Når steget for maksimumshastighet nås, blir maskinen stoppet. Oljen blir fjernet ved inn-sprøytning av saltoppløsning gjennom kanal 9. Oljens, som blir produsert, volum blir målt og sammenlignet med volumet kontinuerlig kalkulert av mikroprosessoren under sentrrfugering.

Den tidligere nevnte operasjon kan bli gjentatt for å måle de andre drene-ringskurvene hvis nødvendig.

Mikrocomputeren kan også bli programmert for å utføre direkte kalkulasjo-ner av de petrofysiske parametrene som kan utledes fra målingene utført under drenerings- og absorpsjonssyklene.

En foretrukket utførelsesform har blitt beskrevet hvori overgangen mellom de to fluidenes posisjon i hver tank blir målt av en sonde og resultatene blir over-ført til en stasjonær utvendig anskaffelsesanordning. Andre midler for overvåkning av overgangen kan imidlertid bli brukt uten å fjerne seg fra oppfinnelsens innhold, særlig kjente systemer som tillater avlesning av overgangsnivået gjennom porter anbrakt i tankenes vegger.

Luft-oljedrenering:

Den følgende implementeirngsmodus blir brukt for måling av oljevolumet som utdrives fra en oljemettet prøve som resultat av sentrifugeringen.

I dette modus blir avstandselementet 6 posisjonert i et rør eller en beholder 27 laget av et isolerende materiale med et tverrsnitt som er større enn avstandselementets tverrsnitt og som er tilstrekkelig for å samle opp hele oljevolumet som utdrives fra prøven 1. Avstandselementet 6 blir sentrert i beholderen 27 av sentre-ringsribber 28. En åpning er anbrakt ved bunnen av beholderen 27 for kommuni-sering med siderørskammer 6, og inneholder detekteringssonde 11.

Den oljemettede prøven blir plassert i tanken 2 som er fylt med en gass, eksempelvis luft, og et volum vann blir i utgangspunktet introdusert i kanalen 9. Prøven blir så sentrifugert og olje 0 utdrevet i beholder 27, fortrenger vannet ut av tankens 2 sokkel til sidekammeret 4 hvor nivået øker. Variasjonen av vann-nivået I i kammeret 4 blir målt av detekteringssonden 11.

Avstandselementets 6 tverrsnitt blir fortrinnsvis valgt i forhold til prøvens 1 porøsitet slik at det totale volumet av oljen som drives ut kan tas opp i ringrommet mellom avstandselementet og beholderen 27 og forflyttingen av overgangen I i sidekammeret 4 er så stor som mulig slik at den kapasitive sondens sensitivitet optimaliseres.

Claims (15)

1. Anordning for måling av minst én porøs fast prøves (1) fysiske egenskaper ved å utføre suksessive drenerings- og absorpsjonsfaser i nærvær av et første elektrisk ledende fluid og av et andre fluid med lavere densitet enn det første fluid, omfattende en sentrifugeringsanordning innbefattende minst én avlang tank (2) utstyrt med et første kammer (3) for prøven, der hver tank er fastgjort til enden av en arm (20) som er fastgjort til en omdreiningsaksel (19), midler for bevegelse (18) beregnet på rotasjonsmessig å drive armen og å skape en sentrifugalkraft påført i tankens avlange retning, og en måle- og kontrollanordning (16) omfattende midler for detektering av posisjonen av overgangen mellom det første og det andre fluidet i hver tank, karakterisert ved at den omfatter, i hvert første kammer (3), et avstandselement (6) plassert etter prøven (1), der avstandselementets volum er valgt slik at overgangen mellom de to fluidene ikke kommer i kontakt med prøven under drift, der prøvens og det tilknyttede avstandselementets (6) respektive posisjoner i det første kammeret (3) blir invertert i samsvar med om det utføres en dreneringsfase eller en absorpsjonsfase.

2. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at den omfatter minst ett avstandselement hvis volum er valgt slik at det frie volumet gjenværende i kammer (3) rundt prøven og avstandselementet, minst er lik prøvens (1) porevolum og fortrinnsvis i nærheten av dette, for å optimalisere overgangens posisjonsvariasjon som en funksjon av vo-lumvariasjonen til de to fluidene i det første kammeret (3).

3. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at den innbefatter en beholder (27) laget av et isola-sjonsmateriale for avstandselementet (6), der beholderens tverrsnitt er større enn avstandselementets (6) tverrsnitt og der beholderen er plassert for oppsamling av fluidet som utdrives fra prøven, og der beholderen (27) kommuniserer med midlene for detektering av overgangens posisjon.

4. Anordning i henhold til krav 3, karakterisert ved at beholderen (27) er valgt slik at det totale oljevolumet utdrevet fra prøven (1) hovedsakelig fyller opp det frie volumet i beholderen (27) rundt avstandselementet (6) slik at forflyttingsområdet for overgangen som resultat av variasjonen av volumet til fluidene i det første kammeret (3) er opti-malt.

5. Anordning i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert ved at midlene for detektering av posisjonen av overgangen mellom de to fluidene i hver tank omfatter en kapasitiv sonde (11) plassert i et hjelpekammer (4) som kommuniserer med det første kammer (3), og er forbundet med et måleinstrument (23, 24) i måle- og kontrollsystemet (16) ved hjelp av et roterende elektrisk koplingsstykke (21).

6. Anordning i henhold til krav 5, karakterisert ved at den kapasitive sonden (11) omfatter en metallisk stav (12) belagt med et tynt lag (13) dielektrisk materiale, der sonden (11) er forbundet med en anordning (16) beregnet på å måle kapasitansvariasjonen til sonden i kontakt med fluidene i hver tank (2), som er en følge av nedsenkningen av denne i det første ledende fluid, og å bestemme det forflyttede fluidets volum.

7. Anordning i henhold til krav 5 eller 6, karakterisert ved at måle- og kontrollsystemet (16) omfatter en mikro-datamaskin (23) tilknyttet midler (24) beregnet på innhenting av hver sondes (11) signaler og midler (25, 26) for kontrahering av bevegelsesmidlene (18).

8. Anordning i henhold til et av kravene 1-3, karakterisert ved at måle- og kontrollsystemet (16) omfatter midler for bestemmelse av prøvens forskjellige fysiske parametere ved å ta i betraktning mengdene fluid forflyttet under drift.

9. Anordning i henhold til et av kravene 1-3, karakterisert ved at hver tank omfatter to kanaler (8, 9), som forbinder de motsatte endene av første kammer (3) med utsiden på den side av enden av tanken (2) som under drift er nærmest omdreiningsakselen (19), og hetter (10) for isolering av kammerets innside under sentrifugering.

10. Anordning i henhold til et av kravene 1-3, karakterisert ved at sentrifugeringsanordningen omfatter minst ett par armer (20) og tanker plassert overfor hverandre ved disse to armenes ender for mottagelse av et par prøver.

11. Fremgangsmåte for implementering av anordningen i henhold til krav 1, karakterisert ved at den omfatter dreneringsoperasjoner for drenering av et fluid ut av hver prøve, omfattende: a) installasjon av hver prøve (1) tidligere mettet med et ledende fluid og av det tilknyttede avstandselement (6) i en tanks (2) første kammer (3), der nevnte avstandselement blir plassert slik at det er lengre unna sentrifugeirngsanord-ningens omdreiningsaksel (19) enn prøven, b) innsprøytning av et ledende fluid i en kjent mengde i første kammer (3), på den side av dette som opptas av avstandselementet (6), c) økning av sentrifugeringshastigheten i suksessive steg inntil kapillærlikevekt blir nådd for hvert steg, og d) innhenting av signalene fra sonde (11) som representerer posisjonsvariasjone-ne for overgangen mellom de to fluidene, og bestemmelse av fluidvolumene som blir forflyttet, ved hjelp av et måle- og kontrollsystem (16).

12. Fremgangsmåte i henhold til krav 11, karakterisert ved at den videre omfatter fjenring av det ledende fluidet fra hver tank ved innsprøytning av et volum av det andre fluidet, og måling av volumet som blir utvunnet og som blir sammenlignet med volumet bestemt av måle-og kontrollsystemet (16).

13. Fremgangsmåte i henhold til krav 11 eller 12, karakterisert ved at den omfatter operasjoner med tvunget absorpsjon for hver prøve, omfattende: a) installasjon av hver prøve (1) og av det tilknyttede avstandselementet (6) i en tanks (2) kammer (3) inneholdende et ledende fluid, slik at avstandselementet (6) er nærmere sentrifugeringsanordningens omdreiningsaksel (19) enn prøven, b) innsprøytning av en kjent mengde av det andre fluidet i hver tank (2), c) økning av sentrifugeringshastigheten i suksessive steg inntil en kapillær-likevekt nås for hvert steg, og d) innhenting av signalene fra sonden og som er representative for posisjons-variasjonene for overgangen mellom de to fluidene, og bestemmelse av de forflyttede fluidvolumene ved hjelp av måle- og kontrollsystemet (16).

14. Fremgangsmåte i henhold til krav 13, karakterisert ved at den videre omfatter fjerning av det andre fluidet fra hver tank ved innsprøytning av et volum med ledende fluid, og måling av volumet som utdrives og som blir sammenlignet med volumet bestemt av måle- og kontrollsystemet (16).

15. Fremgangsmåte i henhold til krav 11, tilpasset for gass-oljedrenerings-operasjoner på en prøve, karakterisert ved at den omfatter - installering av en prøve mettet med en isolerende væske i en tank fylt med en ikke-ledende gass, installering av avstandselementet i en beholder laget av et isolerende mate riale plassert i tanken for å ta opp det isolerende fluidet utdrevet fra prøven, der beholderen kommuniserer med midlene for detektering av overgangens posisjon, innsprøytning av et volum med ledende væske med en tetthet høyere enn den isolerende væskens tetthet, og måling av forflyttingen av overgangen mellom den ledende væsken og gas- sen ved hjelp av detekteringsmidlene.