RU172011U1

RU172011U1 - GAS-RESISTANT CUFF FOR SEALING CORE SAMPLES

Info

Publication number: RU172011U1
Application number: RU2016151905U
Authority: RU
Inventors: Андрей Михайлович Петраков; Юрий Андреевич Егоров; Татьяна Сергеевна Рогова; Сергей Валентинович Макаршин
Priority date: 2016-12-28
Filing date: 2016-12-28
Publication date: 2017-06-26

Abstract

Полезная модель относится к нефтяной промышленности и может быть использована для герметизации образцов керна, помещенных в кернодержатель, в ходе экспериментов по вытеснению нефти газовыми и водогазовыми методами. Манжета для герметизации одного или нескольких образцов керна в кернодержателе при проведении фильтрационных исследований с использованием рекомбинированных проб нефтей, при этом манжета изготавливается с минимально возможной толщиной стенки, и на манжету дополнительно установлен герметичный металлический экран, непроницаемый для газов, а указанный экран сделан из мягкого металла.

The utility model relates to the oil industry and can be used to seal core samples placed in a core holder during experiments on oil displacement by gas and water-gas methods. A cuff for sealing one or more core samples in a core holder during filtration studies using recombined oil samples, while the cuff is made with the smallest possible wall thickness, and an additional gas-tight metal screen is installed on the cuff, and the specified screen is made of soft metal .

Description

Полезная модель относится к нефтяной промышленности и может быть использована для герметизации образцов керна, помещенных в кернодержатель, в ходе экспериментов по вытеснению нефти газовыми и водогазовыми методами.The utility model relates to the oil industry and can be used to seal core samples placed in a core holder during experiments on oil displacement by gas and water-gas methods.

Существующие конструкции кернодержателей для имитации горного давления обеспечивают надежный обжим образцов керна или составных керновых колонок при помощи резиновых манжет, плотно прилегающих к боковой поверхности образцов. Обжим торцевых поверхностей образцов осуществляется давлением гидрообжима, прижимающим манжету к боковой поверхности образца, либо механическими способами - путем зажатия образца (или образцов) между фланцами или оголовниками, стянутыми шпильками либо винтами. Манжеты изготавливаются из резины, стойкой к длительному воздействию температуры и компонентов нефти [авторское свидетельство №1247723, опубл. 30.07.1986; авторское свидетельство №1656410, опубл. 15.06.1991; полезная модель №11664, опубл. 20.12.2011. ОСТ 39-235-89 «Нефть. Метод определения фазовых проницаемостей в лабораторных условиях при совместной фильтрации». ОСТ 39-195-86 «Нефть. Метод определения коэффициента вытеснения нефти водой в лабораторных условиях»].Existing core holder designs to simulate rock pressure provide reliable crimping of core samples or composite core columns using rubber cuffs that fit snugly against the side surface of the samples. The end surfaces of the samples are crimped by means of hydraulic crimping pressure, pressing the cuff to the side surface of the sample, or by mechanical means - by clamping the sample (or samples) between flanges or head brackets, tightened with studs or screws. Cuffs are made of rubber that is resistant to prolonged exposure to temperature and oil components [copyright certificate No. 1247723, publ. 07/30/1986; copyright certificate No. 1656410, publ. 06/15/1991; Utility Model No. 11664, publ. 12/20/2011. OST 39-235-89 “Oil. A method for determining phase permeabilities in laboratory conditions with joint filtration. " OST 39-195-86 “Oil. A method for determining the coefficient of oil displacement by water under laboratory conditions ”].

Описанная конструкция кернодержателя и манжеты может успешно использоваться в тех случаях, когда флюиды, насыщающие образец керна либо закачиваемые в него, не содержат газовую фазу. Однако в случае исследования вытеснения нефти газовыми или водогазовыми методами применяются исключительно рекомбинированные пробы нефти, получаемые путем растворения в дегазированной нефти углеводородных газов при давлении насыщения и пластовой температуре. В этом случае использование резиновых манжет может привести к существенным искажениям результатов экспериментов за счет взаимодействия газов, растворенных в нефти и закачиваемых в образец керна, с материалом манжеты. Происходит диффузия углеводородных газов из рекомбинированной пробы нефти в манжету, при этом снижается газосодержание рекомбинированной нефти. Изменяются ее вязкость и объемный коэффициент, что приводит к искажению результатов эксперимента. Кроме того, возможен переход газа через манжету в жидкость гидрообжима образцов керна, что приведет к дальнейшей бесконтрольной потере газа из рекомбинированной нефти и еще более заметному изменению ее свойств.The described construction of the core holder and cuff can be successfully used in cases where the fluids saturating the core sample or pumped into it do not contain a gas phase. However, in the case of studying oil displacement by gas or water-gas methods, exclusively recombined oil samples are used, obtained by dissolving hydrocarbon gases in degassed oil at saturation pressure and reservoir temperature. In this case, the use of rubber cuffs can lead to significant distortion of experimental results due to the interaction of gases dissolved in oil and injected into the core sample with the cuff material. Hydrocarbon gases diffuse from the recombined oil sample into the cuff, while the gas content of the recombined oil decreases. Its viscosity and volume coefficient change, which leads to a distortion of the experimental results. In addition, it is possible for the gas to pass through the cuff into the hydraulic crimping fluid of core samples, which will lead to further uncontrolled loss of gas from the recombined oil and an even more noticeable change in its properties.

Поставлена задача: исключить либо свести к минимуму проникновение газа, который содержится в рекомбинированной нефти или закачивается в образец керна, в материал манжеты и жидкость гидрообжима.The task is to eliminate or minimize the penetration of gas contained in recombined oil or pumped into a core sample, into a cuff material and hydraulic crimping fluid.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в следующем:The essence of the proposed technical solution is as follows:

1. Для герметизации образцов керна используется манжета, имеющая минимальный собственный объем (минимально возможную толщину стенки), обеспечивающая надежную герметизацию образцов керна. Таким образом, даже в случае проникновения газа в манжету объем его потерь окажется минимальным.1. To seal core samples, a cuff is used that has a minimum intrinsic volume (minimum possible wall thickness) that provides reliable sealing of core samples. Thus, even in the case of penetration of gas into the cuff, the volume of its losses will be minimal.

2. Манжета дополняется герметичным металлическим экраном, практически непроницаемым для углеводородных газов. Для обеспечения передачи давления обжима на манжету и образцы керна металл, из которого изготовлен экран, должен быть мягким. После установки на манжету экран герметизируется путем запаивания, сварки краев, покрытия изолирующими составами или другими аналогичными способами.2. The cuff is complemented by a sealed metal screen, virtually impervious to hydrocarbon gases. To ensure the transfer of crimping pressure to the cuff and core samples, the metal of which the screen is made should be soft. After installation on the cuff, the screen is sealed by sealing, welding the edges, coating with insulating compounds or other similar methods.

3. При обеспечении плотного прилегания металлического экрана к поверхности образцов керна, отсутствия перетоков между образцами и экраном и соосности образцов при формировании составной колонки экран может использоваться без манжеты и фактически представлять собой металлическую манжету.3. While ensuring a tight fit of the metal screen to the surface of core samples, the absence of flows between the samples and the screen and the alignment of the samples when forming a composite column, the screen can be used without a cuff and actually be a metal cuff.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где:The invention is illustrated in the drawing, where:

на Фигуре показана схема кернодержателя с газонепроницаемой манжетой, согласно которой: 1 - один или несколько образцов керна; 2 - герметизирующая манжета минимального объема; 3 - экран из мягкого металла; 4 - жидкость гидрообжима; 5 - выходной подпятник кернодержателя; 6 - входная крышка кернодержателя; 7 - линия закачки флюидов в образец керна; 8 - линия отвода выходящей из образца керна продукции; 9 - линия к насосу высокого давления для создания гидрообжима.The figure shows a diagram of a core holder with a gas-tight cuff, according to which: 1 - one or more core samples; 2 - a sealing cuff of the minimum volume; 3 - screen made of soft metal; 4 - hydraulic crimping fluid; 5 - output thrust bearing of the core holder; 6 - input cover of the core holder; 7 - line of fluid injection into the core sample; 8 - line of discharge of core products coming out of the core sample; 9 - line to the high pressure pump to create a hydraulic crimp.

Манжета используется следующим образом. Один или несколько образцов керна 1 установлены в манжету 2, закрытую снаружи газонепроницаемым экраном 3 из мягкого металла. Всестороннее давление гидрообжима создается жидкостью 4 по линии 9 от насоса высокого давления (на рисунке не показан). Торцевые поверхности образцов керна зажимаются со стороны входа крышкой 6 с каналом 7 для закачки в него тех или иных флюидов, выходящая продукция отводится по линии 8 в подвижной крышке 5, служащей для имитации горного давления на образец в направлении, параллельном его оси.The cuff is used as follows. One or more core samples 1 are installed in a cuff 2, which is closed on the outside with a gas-tight screen 3 of soft metal. Comprehensive hydraulic crimping pressure is created by liquid 4 along line 9 from the high pressure pump (not shown in the figure). The end surfaces of core samples are clamped on the inlet side by a cover 6 with a channel 7 for pumping certain fluids into it, the output products are discharged along line 8 in the movable cover 5, which serves to simulate rock pressure on the sample in a direction parallel to its axis.

Предлагаемая полезная модель может быть использована для повышения точности фильтрационных экспериментов по определению эффективности вытеснения нефти газовыми и водогазовыми методами на керновых моделях пласта, а также любыми фильтрационными экспериментами, в которых используются рекомбинированные пробы нефти.The proposed utility model can be used to increase the accuracy of filtration experiments to determine the efficiency of oil displacement by gas and water-gas methods on core models of the reservoir, as well as any filtration experiments that use recombined oil samples.

Технический результат - минимизация, либо полное исключение потерь углеводородных газов за счет диффузии в материал манжеты, а также перехода через нее в жидкость гидрообжима, обеспечение неизменности свойств рекомбинированной нефти (газосодержание, вязкость, плотность) в течение всего эксперимента и, как следствие, более точное определение значения коэффициента вытеснения нефти и его прироста за счет применения газовых и водогазовых технологий.EFFECT: minimization or complete elimination of hydrocarbon gas losses due to diffusion into the cuff material, as well as transition through it into the hydraulic crimping liquid, ensuring the unchanged properties of the recombined oil (gas content, viscosity, density) throughout the experiment and, as a result, more accurate determination of the oil displacement coefficient and its growth due to the use of gas and water-gas technologies.

Данная конструкция прошла испытания в лабораторных условиях и показала отсутствие утечек газа через манжету с металлическим экраном, в качестве примера мягкого металла был выбран свинец. После фильтрации рекомбинированной нефти через кернодержатель с обычной резиновой манжетой и последующего анализа состояния жидкости гидрообжима оказалось, что в 1 см³ жидкости гидрообжима содержалось до 1,5 см³ углеводородного газа, перешедшего в нее из нефти. В случае использования манжеты со свинцовым экраном углеводородный газ в жидкости гидрообжима отсутствовал. Внутрипоровое давление в ходе прокачки нефти составляло 24-25 МПа, давление обжима достигало 27 МПа. Температура равнялась 38°С. На основании приведенных результатов двух сравнительных замеров сделан вывод об эффективности конструкции.This design was tested in laboratory conditions and showed the absence of gas leaks through a cuff with a metal screen; lead was chosen as an example of a soft metal. After filtering the recombined oil through a core holder with a conventional rubber cuff and subsequent analysis of the state of the hydraulic crimping fluid, it turned out that 1 cm ^{3 of the} hydraulic crimping fluid contained up to 1.5 cm ^{3 of} hydrocarbon gas transferred to it from the oil. In the case of using a cuff with a lead shield, there was no hydrocarbon gas in the hydraulic crimping fluid. The inter-pore pressure during oil pumping was 24–25 MPa, the crimping pressure reached 27 MPa. The temperature was 38 ° C. Based on the results of two comparative measurements, the conclusion is drawn about the effectiveness of the design.

Claims

1. A cuff for sealing one or more core samples in a core holder during filtration studies using recombined oil samples, characterized in that the cuff is made with the smallest possible wall thickness, and a sealed metal screen is impermeable to gases on the cuff.

2. The cuff according to claim 1, characterized in that the screen is made of soft metal.