RU2553105C1 - Способ путевого генерирования устойчивой структурированной мелкодисперсной газо-жидкостной смеси в условиях порционной подачи жидкости и газа - Google Patents
Способ путевого генерирования устойчивой структурированной мелкодисперсной газо-жидкостной смеси в условиях порционной подачи жидкости и газа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2553105C1 RU2553105C1 RU2014125655/03A RU2014125655A RU2553105C1 RU 2553105 C1 RU2553105 C1 RU 2553105C1 RU 2014125655/03 A RU2014125655/03 A RU 2014125655/03A RU 2014125655 A RU2014125655 A RU 2014125655A RU 2553105 C1 RU2553105 C1 RU 2553105C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- liquid
- pipeline
- conditions
- steady
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и, в частности, к геолого-техническим мероприятиям при капитальном ремонте скважин - очистке каналов перфорации и пористой среды призабойной зоны пласта, а также к глушению и освоению скважин после подземного и капитального ремонта с помощью газо-жидкостных смесей. Технический результат - повышение эффективности генерирования устойчивой структурированной мелкодисперсной газо-жидкостной смеси в условиях порционной подачи жидкости и газа. Способ включает ввод рассеянного потока газа в поток жидкости и перемешивание газа с жидкостью при совместном движении в трубопроводе. Подачу газа и жидкости осуществляют порционным характером. Полученную газо-жидкостную систему дополнительно прокачивают через успокоительный участок трубопровода с последующим диспергированием. При этом используют успокоитель длиной 2-12 м. Расход газа и жидкости обеспечивают из условия их объемного соотношения 1,25-1,07. При этом применяют поверхностно-активное вещество. Газо-жидкостную систему обеспечивают с размером пузырьков 7-12 мкм в виде сотовой системы с водой между соседними пузырьками в пленочном состоянии. 1 пр.
Description
Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к геолого-техническим мероприятиям при капитальном ремонте скважин, а именно к очистке каналов перфорации и пористой среды призабойной зоны пласта (ПЗП), а также к глушению и освоению скважин после подземного и капитального ремонта с помощью газо-жидкостных смесей (ГЖС).
Прототипом заявляемого является способ смешивания жидкости и газа, включающий подачу, рассеивание и ввод газа в жидкость, перемешивание газа с жидкостью при совместном движении в трубопроводе, причем ввод рассеянного потока газа в поток жидкости осуществляют в точке равенства абсолютных давлений газа и жидкости /патент РФ №2193915, опубл. 10.12.2002/. Согласно описанию, возможно автоматическое регулирование работы источников подачи газа и жидкости: компрессора и/или насоса, чтобы обеспечить равенство абсолютных давлений газа и жидкости в момент их смешивания. Технический результат состоит в равномерном смешивании газа и жидкости и исключении пульсирующего потока.
Способ-прототип имеет следующие недостатки. Размер пузырька рассеиваемой газовой фазы соответствует диаметру отверстий в перфорированной части газопровода, применяемой для рассеивания вводимого в жидкость газа, то есть не может быть менее 1,5-2 мм. Соответственно невозможно получение стабильной газо-жидкостной системы и тем более стабильной ГЖС, так как пузырьки указанного объема всплывают под действием архимедовой силы и далее укрупняются, объединяясь, что приводит к распаду газо-жидкостной системы. Кроме того, при порционном характере подачи жидкости, газа или жидкости и газа, который в реальности имеет место при использовании штатной техники бригад КРС (насосный агрегат АЦ - 32 и компрессорная установка СДА - 9, азотная установка АГУ - 2М или их аналоги), равномерное смешивание и распределение газа в жидкости при совместном движении в трубопроводе исключается, поэтому способ-прототип не обеспечивает создания гомогенной газо-жидкостной системы и тем более гомогенной ГЖС.
Решаемая задача и ожидаемый технический результат заключаются в повышении эффективности путевого генерирования устойчивой структурированной мелкодисперсной газо-жидкостной смеси в условиях порционной подачи жидкости и газа, за счет подачи в диспергатор гомогенной газо-жидкостной системы, сформированной в успокоительном участке трубопровода.
Поставленная задача решается тем, что заявляемый способ смешивания жидкости и газа, включающий ввод рассеянного потока газа в поток жидкости и перемешивание газа с жидкостью при совместном движении в трубопроводе, отличается тем, что дополнительно полученную газо-жидкостную систему прокачивают через успокоительный участок трубопровода с последующим диспергированием. Расход газа и жидкости соответствует объемному соотношению газа и жидкости 1,25-1,07 при абсолютном давлении в трубопроводе.
Способ осуществляется следующей последовательностью операций.
1. Для ввода рассеянного потока газа в поток жидкости через Т-образный тройник (аналогично прототипу), подают газ и жидкость, с заданным расходом, в трубопровод, оснащенный газопроводом с перфорированным участком.
Расход задают соответственно установленному опытным путем объемному соотношению газа и жидкости 1,25-1,07 (при абсолютном давлении в трубопроводе), обеспечивающему наилучшую устойчивость получаемой ГЖС.
Перемешивание газа с жидкостью при совместном движении в трубопроводе, оснащенном газопроводом с перфорированнъш участком практически на всю длину указанного трубопровода (аналогично прототипу), приводит к получению газожидкостной системы (пенной системы) с размером пузырьков газа в жидкости более 1,5-2 мм (отверстия с меньшим диаметром будут забиты мехпримесями, содержащимися в газе и жидкости; кроме того, диаметр отверстий менее 1,5 мм приведет к значительному гидравлическому сопротивлению перфорированного участка газопровода, вызываемому силами поверхностного натяжения на границе газ-жидкость при выходе газового пузырька из перфорации).
2. Для обеспечения равномерного, а не порционного распределения газа в жидкости по длине потока в трубопроводе полученную газо-жидкостную систему дополнительно прокачивают через успокоительный участок трубопровода длиной не менее 2 м (и не более 12 м для исключения расслаивания газо-жидкостной системы; оптимальной является длина 6-8 м). Успокоительный участок трубопровода представляет собой продолжение трубопровода, упомянутого в п.1 перечня последовательности операций способа, за исключением оснащения успокоительного участка газопроводом с перфорированным участком.
3. Далее полученный гомогенный поток газо-жидкостной системы с равномерным распределением газа в жидкости по длине потока в трубопроводе подвергают диспергированию, прокачивая через диспергатор (например, по патенту на полезную модель №64938, опубл. 27.07.2007) для генерирования потока устойчивой мелкодисперсной структурированной ГЖС.
Далее поток устойчивой мелкодисперсной структурированной ГЖС, пригодной для геолого-технических мероприятий при капитальном ремонте, закачивают в скважину.
Патентуемая последовательность операций найдена заявителями экспериментально.
Условия проведения экспериментов.
Испытания проводились с использованием воды, азота и поверхностно-активного вещества ОП-10. Процентное содержание ОП-10 в воде 0,2%.
Моментальный расход воды 2 дм3/сек при нормальных условиях обеспечивал насосный агрегат АЦ-32 с диаметром поршней 115 мм; моментальный расход азота 150 дм3/сек при нормальных условиях обеспечивала азотная компрессорная установка СДА-9. Среднее абсолютное давление в трубопроводе при проведении экспериментов составляло 6 МПа.
Примеры
1) Диспергатор расположен сразу после трубопровода, оснащенного газопроводом с перфорированным участком практически на всю длину указанного трубопровода (аналогично прототипу), где происходит ввод и перемешивание рассеянного потока газа с потоком жидкости, без успокоительного участка.
Точка отбора пробы находится непосредственно за диспергатором. Отбор пробы - в мерный стакан объемом 1 литр диаметром 6,6 см, при атм. давлении, пробу наблюдают при атм. давлении до появления на донце стакана жидкой фазы высотой 1 см. Время появления указанного объема жидкой фазы составляет 87 сек.
2) Диспергатор расположен после успокоительного участка длиной 2 м, расположенного, в свою очередь, после трубопровода, оснащенного газопроводом с перфорированным участком практически на всю длину указанного трубопровода. Точка отбора пробы находится непосредственно за диспергатором. Отбор пробы - в мерный стакан объемом 1 литр диаметром 6,6 см, при атм. давлении, пробу наблюдают при атм. давлении до появления на донце стакана жидкой фазы высотой 1 см. Время появления указанного объема жидкой фазы составляет 312 сек.
3) Диспергатор расположен после успокоительного участка длиной 4 м, расположенного после трубопровода, оснащенного газопроводом с перфорированным участком практически на всю длину указанного трубопровода.
Точка отбора пробы находится непосредственно за диспергатором. Отбор пробы - в мерный стакан объемом 1 литр диаметром 6,6 см, при атм. давлении, пробу наблюдают при атм. давлении до появления на донце стакана жидкой фазы высотой 1 см. Время появления указанного объема жидкой фазы составляет 718 сек.
4) Газ и жидкость подаются через Т-образный тройник в трубопровод, оснащенный газопроводом с перфорированным участком на всю длину указанного трубопровода (аналогично прототипу), где происходит ввод и перемешивание рассеянного потока газа с потоком жидкости, далее - прокачка газо-жидкостной системы через два успокоительных участка по 4 м, на конце каждого из которых установлен диспергатор. Точка отбора пробы находится непосредственно за последним диспергатором. Отбор пробы - в мерный стакан объемом 1 литр диаметром 6,6 см, при атм. давлении, пробу наблюдают при атм. давлении до появления на донце стакана жидкой фазы высотой 1 см. Время появления указанного объема жидкой фазы составляет 1315 сек.
ГЖС, полученная в результате проведения 4-ого эксперимента, отобранная в сосуд высокого давления с прозрачным окном, была визуально исследована под микроскопом с мерной линейкой. Диаметр пузырьков азота составил 7-12 мкм; пузырьки располагались в виде сотовой системы; вода находилась между пузырьками в пленочном состоянии; толщина пленки между соседними пузырьками составляла 3-5 мкм, то есть имелись все признаки устойчивой структурированной мелкодисперсной газо-жидкостной смеси.
Как видно из примеров, увеличение длины успокоительных участков и их количества при последовательном соединении и увеличение соответствующего количеству успокоительных участков количества диспергаторов значительно увеличивает период распада генерируемой ГЖС. Количество успокоительных участков с диспергаторами на конце каждого из них может быть и более двух.
Изобретательский уровень заявляемого способа обусловлен выявленным заявителями эффектом перемешивания и перераспределения газа в жидкости на успокоительных участках за счет разности скоростей движения сред по сечению трубопровода: максимальная скорость - по оси трубопровода, минимальная - у стенки (эпюра скоростей [Альтшуль А.Д., Киселев П.Г. Гидравлика и аэродинамика. М., Стройиздат, 1975, стр. 156-162; Рабинович Е.З. Гидравлика. М., Государственное издательство математической литературы, 1963. Стр. 147-151]).
Так как вся применяемая при геолого-технических мероприятиях штатная насосная техника (насосные агрегаты, компрессоры, азотные установки), как отмечалось выше, относится к механизмам объемного действия, т.е. к поршневым механизмам, подача через Т-образный тройник и перфорированный участок газопровода газа и жидкости имеет порционный характер. Синхронность работы насосного агрегата с компрессором или азотной установкой по ряду конструкционных особенностей агрегатов является редким частным случаем. Настроить синхронную работу насосной и компрессорной техники практически невозможно. Поэтому без успокоительного участка полученный после прокачки жидкости и газа через тройник с перфорированным газопроводом поток газо-жидкостной системы (пенной системы) с размером пузырьков газа в жидкости более 1,5-2 мм будет характеризоваться то значительным избытком газа в поступающей в диспергатор порции газо-жидкостной системы, то его недостатком относительно указанного выше оптимального объемного соотношения газа и жидкости 1,25-1,07. Это существенно ухудшает качество получаемой ГЖС по дисперсности, плотности и устойчивости. Введение между тройником с перфорированным газопроводом и диспергатором успокоительного участка трубопровода приводит к следующим процессам. По мере формирования ламинарного потока, в котором скорости распределены по сечению трубопровода в виде параболы относительно оси трубопровода, будет происходить проникновение центральной части потока газо-жидкостной системы одной порции в центральную часть потока газо-жидкостной системы другой - впереди идущей - порции, что приведет к более равномерному распределению газа в жидкости по длине потока газо-жидкостной системы в трубопроводе, вплоть до получения гомогенной газо-жидкостной системы, перед ее прокачкой через диспергатор. Таким образом достигаются оптимальные условия путевого генерирования потока устойчивой структурированной мелкодисперсной ГЖС, а именно: объемного соотношения газа и жидкости 1,25-1,07.
Claims (1)
- Способ смешивания жидкости и газа, включающий ввод рассеянного потока газа в поток жидкости и перемешивание газа с жидкостью при совместном движении в трубопроводе, отличающийся тем, что при подаче газа и жидкости порционным характером дополнительно полученную газо-жидкостную систему прокачивают через успокоительный участок трубопровода с последующим диспергированием, причем используют успокоительный участок длиной 2-12 м, расход газа и жидкости обеспечивают из условия их объемного соотношения 1,25-1,07 с применением поверхностно-активного вещества, газо-жидкостную систему обеспечивают с размером пузырьков 7-12 мкм в виде сотовой системы с водой между соседними пузырьками в пленочном состоянии.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014125655/03A RU2553105C1 (ru) | 2014-06-24 | 2014-06-24 | Способ путевого генерирования устойчивой структурированной мелкодисперсной газо-жидкостной смеси в условиях порционной подачи жидкости и газа |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014125655/03A RU2553105C1 (ru) | 2014-06-24 | 2014-06-24 | Способ путевого генерирования устойчивой структурированной мелкодисперсной газо-жидкостной смеси в условиях порционной подачи жидкости и газа |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2553105C1 true RU2553105C1 (ru) | 2015-06-10 |
Family
ID=53295218
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014125655/03A RU2553105C1 (ru) | 2014-06-24 | 2014-06-24 | Способ путевого генерирования устойчивой структурированной мелкодисперсной газо-жидкостной смеси в условиях порционной подачи жидкости и газа |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2553105C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2753721C1 (ru) * | 2021-01-19 | 2021-08-20 | Дмитрий Николаевич Репин | Способ удаления жидкости из скважин и ПЗП гидропневматическим свабированием |
RU2759202C2 (ru) * | 2017-08-31 | 2021-11-10 | Кэнон Кабусики Кайся | Способ генерирования ультрамелких пузырьков, устройство для производства и способ производства содержащей ультрамелкие пузырьки жидкости и содержащая ультрамелкие пузырьки жидкость |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2229106A (en) * | 1989-03-02 | 1990-09-19 | Malkit Singh Brom | Mixing apparatus |
SU1671695A1 (ru) * | 1989-05-31 | 1991-08-23 | Московский технологический институт пищевой промышленности | Сатуратор дл сатурации дефекованных сахарсодержащих растворов |
SU1785115A1 (ru) * | 1990-06-04 | 1996-05-10 | Кировский Политехнический Институт | Кавитационный смеситель |
RU2193915C1 (ru) * | 2001-03-21 | 2002-12-10 | Закрытое акционерное общество "Сибнефтепроект" | Способ смешивания жидкости и газа |
RU2277957C1 (ru) * | 2004-11-04 | 2006-06-20 | Андрей Леонидович Душкин | Устройство для генерации потока огнетушащего вещества |
RU2336940C1 (ru) * | 2007-06-15 | 2008-10-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Газожидкостный смеситель |
-
2014
- 2014-06-24 RU RU2014125655/03A patent/RU2553105C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2229106A (en) * | 1989-03-02 | 1990-09-19 | Malkit Singh Brom | Mixing apparatus |
SU1671695A1 (ru) * | 1989-05-31 | 1991-08-23 | Московский технологический институт пищевой промышленности | Сатуратор дл сатурации дефекованных сахарсодержащих растворов |
SU1785115A1 (ru) * | 1990-06-04 | 1996-05-10 | Кировский Политехнический Институт | Кавитационный смеситель |
RU2193915C1 (ru) * | 2001-03-21 | 2002-12-10 | Закрытое акционерное общество "Сибнефтепроект" | Способ смешивания жидкости и газа |
RU2277957C1 (ru) * | 2004-11-04 | 2006-06-20 | Андрей Леонидович Душкин | Устройство для генерации потока огнетушащего вещества |
RU2336940C1 (ru) * | 2007-06-15 | 2008-10-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Газожидкостный смеситель |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2759202C2 (ru) * | 2017-08-31 | 2021-11-10 | Кэнон Кабусики Кайся | Способ генерирования ультрамелких пузырьков, устройство для производства и способ производства содержащей ультрамелкие пузырьки жидкости и содержащая ультрамелкие пузырьки жидкость |
US11766685B2 (en) | 2017-08-31 | 2023-09-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Ultrafine bubble generating method, ultrafine bubble-containing liquid manufacturing apparatus and manufacturing method, and ultrafine bubble-containing liquid |
RU2753721C1 (ru) * | 2021-01-19 | 2021-08-20 | Дмитрий Николаевич Репин | Способ удаления жидкости из скважин и ПЗП гидропневматическим свабированием |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Marsden et al. | The flow of foam through short porous media and apparent viscosity measurements | |
US7059591B2 (en) | Method and apparatus for enhanced oil recovery by injection of a micro-dispersed gas-liquid mixture into the oil-bearing formation | |
US10344129B2 (en) | Methods and systems for generating aqueous polymer solutions | |
CN101541407B (zh) | 使臭氧与液流、特别是饮用水或废水的液流接触的方法和设备 | |
Zhang et al. | Optimization and evaluation of binary composite foam system with low interfacial tension in low permeability fractured reservoir with high salinity | |
CN108329900A (zh) | 一种驱油用微泡沫及其制备方法 | |
CN111617656B (zh) | 一种兼作雾化器的微小气泡发生器及其使用方法 | |
CN109562336B (zh) | 用于将气体供给到液体中的系统和方法 | |
RU2553105C1 (ru) | Способ путевого генерирования устойчивой структурированной мелкодисперсной газо-жидкостной смеси в условиях порционной подачи жидкости и газа | |
MY177546A (en) | Foam generator for an earth pressure shield tunnel boring machine and method for conditioning removed soil material as a support medium for an earth pressure shield | |
RU2266396C2 (ru) | Способ разработки нефтяной залежи и устройство для его осуществления | |
US8596857B2 (en) | Means and method for mixing a particulate material and a liquid | |
CN108979604A (zh) | 一种利用油基泡沫控制非混相驱二氧化碳流度的方法 | |
JP5360820B2 (ja) | 二酸化炭素の貯留方法 | |
JPH01189340A (ja) | 泡製造装置 | |
Rizzardi et al. | Membrane bubble aeration unit: Experimental study of the performance in lab scale and full-scale systems | |
CN103894083A (zh) | 一种哑铃形喷嘴钻井液混合调节装置 | |
EP0247754A1 (en) | Apparatus and method for making particle-containing foams | |
Drozdov et al. | Water and gas mixture characteristics calculation and its possible injection variants | |
Liu et al. | Effect of gas on separation performance of an axial hydrocyclone for preliminary water separation | |
Calvert | The flow of foam through constrictions | |
RU121534U1 (ru) | Эжекторная установка | |
RU2762641C1 (ru) | Способ разработки нефтяной залежи водогазовым воздействием | |
Khorshidian et al. | The effect of flow swing on waterflood under oil-wet conditions: a pore-level study | |
Sergeev et al. | Experimental Research of Simultaneous Water and Gas Injection Technology into Injection Wells using Mixing Devices |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20150820 |
|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20150820 Effective date: 20200814 |