RU1714U1

RU1714U1 - DEVICE FOR DETERMINING PHASE TRANSITIONS IN LAYER VALUES

Info

Publication number: RU1714U1
Application number: RU93049789/25U
Authority: RU
Inventors: К.Д. Ашмян; Ю.Н. Бабанин
Original assignee: Всероссийский нефтегазовый научно-исследовательский институт
Priority date: 1993-10-28
Filing date: 1993-10-28
Publication date: 1996-02-16

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ В ПЛАСТОВЫХ ФЛЮИДАХ, включающее визуальную камеру высокого давления с осевым и радиальными каналами и смотровыми стеклами, размещенными в месте пересечения этих каналов, верхнее из которых закреплено на выдвижном тубусе, источник света со светозащитным кожухом, установленным на верхней части визуальной камеры высокого давления, узел фоторегестрации с фотосопротивлением и световодом, узел термостатирования с жидкостным термостатом, отличающееся тем, что оно снабжено нижним выдвижным тубусом, на котором закреплено смотровое стекло, а узел фоторегистрации снабжен световодом, один конец которого закреплен на нижнем смотровом стекле, а другой - на фотосопротивлении, а осветитель снабжен зеркалом, размещенным в светозащитном кожухе над осевым каналом камеры высокого давления, причем последняя расположена внутри жидкостного термостата.DEVICE FOR DETERMINING PHASE TRANSITIONS IN PLASTIC FLUIDS, including a high-pressure visual camera with axial and radial channels and sight glasses located at the intersection of these channels, the upper of which is mounted on a retractable tube, a light source with a light-shielding casing installed on the upper part of the visual camera high pressure, photo-registration unit with photo-resistance and optical fiber, temperature control unit with a liquid thermostat, characterized in that it is equipped with a lower retractable tube ohm, on which the sight glass is fixed, and the photographic recording unit is equipped with a light guide, one end of which is mounted on the lower sight glass and the other on the photoresistor, and the illuminator is equipped with a mirror placed in the light-protective casing above the axial channel of the high-pressure chamber, the latter being located inside the liquid thermostat.

Description

J3oyjyJ3oyjy

Кл. МКИ E2 IB 47/00Cl. MKI E2 IB 47/00

УСТРОЙСТВО для ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ В ПЛАСТОВЫХ ФЛЮИДАХDEVICE FOR DETERMINING PHASE TRANSITIONS IN PLASTIC FLUIDS

Полезная модель относится к области нефтяной, газовой и нефтехимической промышленности, в частности к устройствам для определения РУТ свойств жидкости и газа.The utility model relates to the field of oil, gas and petrochemical industry, in particular to devices for determining the RTH properties of liquid and gas.

Известно устройство для исследования пластовых жидкостей под микроскопом, включающее камеру высокого давления со стационарно закрепленными стеклами, которые расположены в поле зрения оптического микроскопа .A device for studying formation fluids under a microscope is known, including a high-pressure chamber with stationary glasses that are located in the field of view of an optical microscope.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является устройство для определения температуры насыщения нефти парафином , включающее визуальную камеру высокого давления КВД с осевым и радиальным каналами, снабженную двумя смотровыми стеклами верхнее из которых закреплено на нижней части выдвижного тубуса, установленного в осевом канале, источник света со светозащитным кожухом, закрепленным в верхней части КВД, узел фоторегистрации - . . ; :.. . в виде фотосопротивления и узел термостатирования в виде жидкостного термостата с контактным термометром. Недостатками вышеуказанных конструкций являются: 1) узкий диапазон исследований, 2) неудовлетворительная воспроизводимость результатов повторных исследований.The closest in technical essence and the achieved result to the proposed one is a device for determining the temperature of oil saturation with paraffin, including a high-pressure HPV visual camera with axial and radial channels, equipped with two sight glasses, the upper of which is mounted on the lower part of the sliding tube installed in the axial channel, a light source with a light-shielding casing fixed in the upper part of the HPC, photographic registration unit. . ; : ... in the form of photoresistance and a temperature control unit in the form of a liquid thermostat with a contact thermometer. The disadvantages of the above designs are: 1) a narrow range of studies, 2) poor reproducibility of the results of repeated studies.

Диапазон исследований ограничен ввиду того, что прибор расчитан на давление не выше 30 МПа, а примененная схема термостатирования ( с внешним термостатом), не позволяет получить достоверныеThe research range is limited due to the fact that the device is designed for a pressure of no higher than 30 MPa, and the applied temperature control scheme (with an external thermostat) does not allow reliable

результаты при определении температуры насыщения нефти парафином - иол в тех случаях, когда -i „„о ниже 20°С.the results when determining the temperature of oil saturation with paraffin - iol in cases when -i „„ о is below 20 ° С.

ndoНеЮ ndo

Кроме того,рассмотренные конструкции не позволяют проводить определенные величины давления насыщения нефти газом („,..„ ),In addition, the constructions considered do not allow certain values of the pressure of oil saturation with gas (", ..")

ВВИДУ того, что для определения „,, необходимо иметь исследуемыйIN view of the fact that in order to determine ,,, it is necessary to have

объем нефти ( пробу нефти) значительно большего объема, чем при исследовании выпадения парафина из нефти, увеличение объема пробы может быть достигнуто за счет увеличения зазора между стеклами, т.е. необходимо выдвинуть верхний тубус как можно больше, что в данной конструкции не допускается , т.к. при выдвижении его больше чем на 4 мм нарушаются прочностные характеристики резьбового соединения и перестают работать уплотнительные торцовые кольца.the volume of oil (oil sample) is much larger than when studying the precipitation of paraffin from oil, an increase in the volume of the sample can be achieved by increasing the gap between the glasses, i.e. it is necessary to extend the upper tube as much as possible, which is not allowed in this design, because when it is extended by more than 4 mm, the strength characteristics of the threaded joint are violated and the mechanical end rings cease to work.

Целью полезной модели является повышение точности измерений и расширение диапазона исследований.The purpose of the utility model is to increase the accuracy of measurements and expand the range of research.

Указанная цель достигается тем, что устройство для определения фазовых переходов в пластовых флюидах, включающее визуальную камеру высокого давления с осевым и радиальным каналами и смотровыми стеклами, размещенными в месте пересечения этих каналов, верхнее из которых закреплено на нижней части выдвижного тубуса, установленного в ооевом канале, источник света со светозащитным кожухом, установленным в верхней части визуальной камеры высокого давления, узел фоторегистрации в виде фотосопротивления и узел термостатирования в виде жидкостного термостата с контактнымThis goal is achieved by the fact that the device for determining phase transitions in reservoir fluids, including a high-pressure visual chamber with axial and radial channels and sight glasses located at the intersection of these channels, the upper of which is mounted on the lower part of the retractable tube installed in the ooy channel , a light source with a light-shielding casing installed in the upper part of the high-pressure visual camera, a photographic registration unit in the form of photoresistance and a temperature control unit in the form of liquid contact thermostat

термометром снабжено установленным в осевом канале нижним выдвижным тубусоА} на верхней части которого закреплено нижнее смотровое стекло, узел фоторегистрации снабжен световодом, один конец которого закреплен на нижнем смотровом стекле, а другой на фотосопротивлении, источник света снабжен зеркалом, связанным через световод с фотосопротивлением и размещенным в светозащитНОМ кожухе над осевым каналом визуальной камеры высокого давления, причем последняя расположена внутри жидкостного термостата.the thermometer is equipped with a lower retractable tube installed in the axial channel} on the upper part of which is fixed a lower sight glass, the photographic registration unit is equipped with a light guide, one end of which is fixed to the lower sight glass, and the other on the photoresistor, the light source is equipped with a mirror connected through a light guide with photoresistance and placed in a light-protective casing above the axial channel of the visual high-pressure chamber, the latter being located inside the liquid thermostat.

При изменении термобарических условий залегания нефти в процессе разработки нефтяных месторождений, а также при подъеме нефти по стволу скважины происходит изменение фазового равновесия пластовых флюидов.When the thermobaric conditions of the occurrence of oil change during the development of oil fields, as well as when the oil rises along the wellbore, the phase equilibrium of the formation fluids changes.

При этом из нефти при снижении температуры или давления выделяется растворенный в ней газ или же выпадает твердая фаза.In this case, when the temperature or pressure decreases, the gas dissolved in it is released or a solid phase precipitates.

Для регистрации параметров, характеризующих началов выделения газа из нефти ( давление насыщения - „„., ) или твердой фазы (температура насыщения нефти парафином - ) в предложенном устройстве использован метод регистрации изменения оптической плотности флюидов. Изобретение поясняется чертежом, на котором представлено сечение устройства.To register the parameters characterizing the start of gas evolution from oil (saturation pressure - „„.,) Or solid phase (temperature of oil saturation with paraffin -) in the proposed device, the method of recording changes in the optical density of fluids was used. The invention is illustrated by the drawing, which shows a section of the device.

Устройство для определения фазовых переходов состоит из камеры высокого давления (КВД ) 1, с вентилем 2 для её заполнения, с внутренними радиальными 3 и осевым 4 каналами, с выдвижными тубусами 5, снабженными смотровыми стеклами б и размещенным в канале 4 источником света 7 с зеркалом 8 и светозащитным кожухом 9, узел фоторегистрации, включающий фотосопротивление 10 и световод 11, узел термостатирования в виде жидкостного термостата 12 и контактного термометра 13.A device for determining phase transitions consists of a high-pressure chamber (HPC) 1, with a valve 2 for filling it, with internal radial 3 and axial 4 channels, with retractable tubes 5, equipped with sight glasses b and a light source 7 located in channel 4 with a mirror 8 and a light-shielding casing 9, a photoregistration unit including a photoresistance 10 and a light guide 11, a temperature control unit in the form of a liquid thermostat 12 and a contact thermometer 13.

Камера высокого давления 1 расположена внутри термостата 12, заполненного рабочей жидкостью 14 ( например водой или маслом), а зеркало 8 размещено над каналом 3 в кожухе 9, закрепленном в верхней части КВД.The high-pressure chamber 1 is located inside the thermostat 12, filled with a working fluid 14 (for example, water or oil), and the mirror 8 is placed above the channel 3 in the casing 9, mounted in the upper part of the HPC.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Световой The operation of the device is as follows. Light

сигнал от источника света 7 поступает на зеркало 8, установленное под углом 45° и отражается от зеркала 8 под углом 45°, поступая далее в осевой канал 4. При этом часть тепловой энергии теряется па зеркале 8 и не попадает на исследуемый объект - пробу нефти, тем самым предотвращается дополнительный нагрев и искажение его температурного режима.the signal from the light source 7 enters the mirror 8, set at an angle of 45 ° and is reflected from the mirror 8 at an angle of 45 °, coming further into the axial channel 4. In this case, part of the thermal energy is lost on the mirror 8 and does not fall on the object under study - an oil sample , thereby preventing additional heating and distortion of its temperature.

Проходя через исследуемую пробу нефти, световой поток далее поступает через световод 11 на фотосопротивление 10, где происходит регистрация величины фотопотока, которая изменяется при изменении оптической плотности исследуемой пробы нефти в случае выпадения твердой или выделения газовой фазы из жидкости. В случае выделения газа из нефти величина фотопотока возрастает, а в случае выпадения твердой фазы - резко снижается.Passing through the oil sample under investigation, the light flux then enters through the optical fiber 11 to the photoresistance 10, where the photocurrent value is recorded, which changes when the optical density of the oil sample under study changes in the event of a solid precipitation or gas evolution from the liquid. In the case of gas evolution from oil, the magnitude of the photostream increases, and in the case of precipitation of a solid phase, it decreases sharply.

Предложенное устройство позволяет расширить диапазон исследований ( выпадения твердой фазы из нефти), .т.е. позволяет проводить их при параметрах, значительно превышающих известные аналоги, а также реализована возможность определения величины давления насыщения нефти газом („,, ).The proposed device allows you to expand the range of studies (solid phase precipitation from oil), i.e. It allows them to be carried out with parameters significantly exceeding the known analogues, and it is also possible to determine the pressure of oil saturation with gas („,,).

Определение давления насыщения нефти газом ( Р„,.- ) обеспечивается за счет снабжения устройства дополнительным выдвижным тубусом. Таким образом, два выдвижных тубуса, перемещаясь каждый на максимально допустимое расстояние, обеспечивают размещение между ними количества нефти ( пробы), достаточного для определенияDetermination of oil saturation pressure by gas (Р „, .-) is provided by supplying the device with an additional retractable tube. Thus, two retractable tubes, each moving to the maximum permissible distance, ensure that the amount of oil (sample) between them is sufficient to determine

величины давления насыщения („„,. ) При этом сохраняется герметичность уплотнений раздвижных тубусов и сохраняются прочностные характеристики резьбовых соединений, что позволяет использовать предлагаемое устройство при давлениях до 100 МПа.values of saturation pressure („„,.) At the same time, the tightness of the seals of the sliding tubes is preserved and the strength characteristics of the threaded joints are preserved, which allows the proposed device to be used at pressures up to 100 MPa.

Это стало возможным благодаря снабжению устройства веркалом и световодом, а также размещение КВД в жидкостной термостат, Последнее исключает принудительное термостатирование КВД от внешнего термостата ( как в прототипе ), которое не обеспечивает необходимой точности поддержания температуры в КВД особенно при работе в диапазоне температур ниже .This was made possible by supplying the device with a vertical and optical fiber, as well as placing the HPC in a liquid thermostat.The latter eliminates the forced thermostating of the HPC from an external thermostat (as in the prototype), which does not provide the necessary accuracy of maintaining the temperature in the HPC especially when operating in the temperature range below.

Кроме того, использование волоконнооптического световода позволяет вывести фотосопротивление из зоны термостатирования КВД, что исключает отрицательное влияние температуры ( за счет прогрева КВД ) на фоторезистор.In addition, the use of a fiber-optic fiber allows you to remove the photo-resistance from the thermostatic zone of the HPC, which eliminates the negative effect of temperature (due to the heating of the HPC) on the photoresistor.

Погрешность определения температуры насыщения нефти парафином (Т,.-- ) по многолетним статистическим данным ( в прототипе )The error in determining the temperature of oil saturation with paraffin (T, .--) according to long-term statistical data (in the prototype)

составляет 5 7%, т.е. от 3 до 5°С.is 5 7%, i.e. from 3 to 5 ° C.

Погрешность определения этой же величины на предлагаемом устройстве не превышает 1т2%, т.е. 0,5т1,0°С, что соответствует точности измерений применяемых ртутных термометров .The error in determining the same value on the proposed device does not exceed 1t2%, i.e. 0.5t1.0 ° C, which corresponds to the accuracy of the measurements used mercury thermometers.

Источники информацииInformation sources

1.Б В.Ульянинский. IteMepa высокого давления для исследования пластовых жидкостей под микроскопом. Нефтяное дело, Р 8,. 1956 г1.B V. Ulyaninsky. IteMepa high pressure for studying reservoir fluids under a microscope. Oil business, P 8 ,. 1956 g

З.Мамуна, Г.Ш.Требин, Б.В.Ульянинский. Экпериментальное исследование пластовых нефтей. ГОСИНТИ, Москва, I960 г, стр. 43 (прототип ).Z. Mamuna, G.Sh. Trebin, B.V. Ulyaninsky. Experimental study of reservoir oils. GOSINTI, Moscow, I960 g, p. 43 (prototype).

Ведущий научный сотрудкив г А i патентно-лицензионного отдела А.А.Просвирин Авторы:c ip le- - - - К.Д.АшмянLeading research associate in A i Patent and Licensing Department A.A. Prosvirin Authors: c ip le- - - - K.D. Ashmyan

Р с/ / R s / /

Claims

DEVICE FOR DETERMINING PHASE TRANSITIONS IN PLASTIC FLUIDS, including a high-pressure visual camera with axial and radial channels and sight glasses located at the intersection of these channels, the upper of which is mounted on a retractable tube, a light source with a light-shielding casing installed on the upper part of the visual camera high pressure, photo-registration unit with photo-resistance and optical fiber, temperature control unit with a liquid thermostat, characterized in that it is equipped with a lower retractable tube ohm, on which the sight glass is fixed, and the photographic recording unit is equipped with a light guide, one end of which is mounted on the lower sight glass and the other on the photoresistor, and the illuminator is equipped with a mirror placed in the light-protective casing above the axial channel of the high-pressure chamber, the latter being located inside the liquid thermostat.