RU2775372C1 - Автоматизированная установка для исследований фильтрационных пластовых процессов - Google Patents
Автоматизированная установка для исследований фильтрационных пластовых процессов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2775372C1 RU2775372C1 RU2021129930A RU2021129930A RU2775372C1 RU 2775372 C1 RU2775372 C1 RU 2775372C1 RU 2021129930 A RU2021129930 A RU 2021129930A RU 2021129930 A RU2021129930 A RU 2021129930A RU 2775372 C1 RU2775372 C1 RU 2775372C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reservoir
- pressure
- filtration
- processes
- pump
- Prior art date
Links
- 238000001914 filtration Methods 0.000 title claims abstract description 68
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 34
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims abstract description 34
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 13
- 210000001736 Capillaries Anatomy 0.000 claims abstract description 11
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 22
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 18
- 239000008398 formation water Substances 0.000 claims description 17
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 15
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 14
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 7
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims description 6
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 59
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 41
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 9
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 7
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 7
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 7
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 6
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 5
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 230000036975 Permeability coefficient Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N Carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N HCl Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 1
- 235000012970 cakes Nutrition 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение предназначено для изучения в лабораторных условиях фильтрационных пластовых процессов и может быть использовано для определения характеристик пористых сред нефтегазоконденсатных месторождений и подземных хранилищ газа. Автоматизированная установка для исследований фильтрационных пластовых процессов содержит З-фазный визуальный сепаратор-измеритель (ВСИ), первый криотермостат, систему создания и поддержания противодавления при проведении исследований фильтрационных пластовых процессов, систему измерения избыточного и дифференциального давления, PV-насос высокого давления, вискозиметр капиллярный, первую, вторую, третью, четвертую и пятую разделительные емкости. Все упомянутые выше системы, разделительные емкости, ВСИ, вискозиметр капиллярный и PV-насос высокого давления расположены в термошкафу, который предназначен для создания пластовой температуры при проведении исследований фильтрационных пластовых процессов. Внутри термошкафа оборудована площадка, которая выполнена с возможностью размещения на ней сменного модуля для исследований фильтрационных пластовых процессов, содержащего образец, моделирующий исследуемую породу пласта. Технический результат - повышение достоверности результатов исследований фильтрационных пластовых процессов за счет расширения функциональных возможностей проведения исследований фильтрационных пластовых процессов в термобарических условиях. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение предназначено для экспериментального изучения в лабораторных условиях фильтрационных пластовых процессов и определения важнейших характеристик пористых сред нефтегазоконденсатных месторождений и подземных хранилищ газа (ПХГ) и может быть использовано для получения исходных данных для подсчета запасов углеводородов на месторождениях, проектирования процессов разработки месторождений, техники и технологии добычи углеводородов на нефтегазоконденсатных месторождениях и ПХГ.
Наиболее близким техническим решением является установка для исследования фильтрационно-емкостных и электрических свойств керна модель AMR-F3000H, выпускаемая ООО «АМКОР» и предназначенная для определения относительных фазовых проницаемостей керна в пластовых условиях для системы «жидкость/жидкость» в соответствие с ОСТ 39-235-89, коэффициента вытеснения и остаточной нефтенасыщенности керна с моделированием пластовых условий ОСТ 39-195-86, коэффициента открытой пористости в пластовых условиях, электрического сопротивления керна в пластовых условиях, воздействия кислотных растворов (HCl, HF, Н2СО3), сжимаемости породы (изменения объема пор) при изменении пластового давления (см. информацию об установке по электронному адресу https://amcore.ru/issledovanie-kema/filtrationnye-sistemy/ustanovka-dlya-issledovaniya-filtracionno-emkostnyh-i-elektricheskih-svoistv-kerna-model-amr-f3000h.htmn.
Упомянутое техническое решение не обеспечивает достаточную достоверность результатов проводимых исследований, поскольку в нем отсутствует возможность моделирования процессов трехфазной фильтрации пластовых флюидов (только двухфазная), ограничен диапазон максимальных пластовых давлений (40 МПа против 70 МПа), отсутствует возможность замера дифференциального давления из центральной части исследуемого образца в кернодержателе, а также отсутствует система определения газонасыщенности путем построения PV-диаграммы.
Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является создание автоматизированной установки для исследований фильтрационных пластовых процессов без указанных выше недостатков.
Техническим результатом заявленного изобретения является повышение достоверности результатов исследований фильтрационных пластовых процессов за счет расширения функциональных возможностей проведения исследований фильтрационных пластовых процессов в термобарических условиях.
Заявленное изобретение решает комплекс задач для получения исходных данных для подсчета запасов углеводородов на месторождениях, проектирования процессов разработки месторождений, техники и технологии добычи углеводородов на нефтегазоконденсатных месторождениях и подземных хранилищах газа (ПХГ):
- моделирование процессов многофазной многокомпонентной фильтрации в широком диапазоне давлений, температур и скоростей движения флюидов в пористой среде;
- разработка технологий физико-химического, механического воздействия на пластовую систему с целью увеличения компонентоотдачи пласта;
- моделирование фильтрационных процессов в пластовых системах при аномально низких и аномально высоких температурах и давлениях с целью отработки технологий освоения трудно извлекаемых запасов;
- обоснование методов нефтегазоконденсатоодачи на поздних стадиях разработки месторождений;
- изучение влияния различных технологических жидкостей на фильтрационно-емкостные свойства коллектора.
Технический результат достигается за счет того, что автоматизированная установка для исследований фильтрационных пластовых процессов содержит визуальный сепаратор-измеритель (ВСИ), первый криотермостат, подключенный к ВСИ, систему создания и поддержания противодавления, систему измерения избыточного и дифференциального давления, PV-насос высокого давления, вискозиметр капиллярный, первую и вторую разделительные емкости, входные линии которых соединены с системой создания пластового давления и обеспечения бесперебойной фильтрации углеводородной жидкости, третью разделительную емкость, входная линия которой соединена с системой создания пластового давления и обеспечения бесперебойной фильтрации пластовой воды или модели пластовой воды - водного солевого раствора, соответствующего по своему составу и минерализации натурной пластовой воде, четвертую разделительную емкость, входная линия которой соединена с системой создания пластового давления и обеспечения бесперебойной фильтрации газа, а выходная линия соединена с системой измерения избыточного и дифференциального давления, пятую разделительную емкость, входная линия которой соединена с системой создания и поддержания противодавления при проведении исследований фильтрационных пластовых процессов, а выходная линия - с ВСИ, при этом вискозиметр капиллярный соединен с выходной линией первой разделительной емкости, с PV-насосом высокого давления и с системой измерения избыточного и дифференциального давления, причем все упомянутые выше системы, разделительные емкости, ВСИ, вискозиметр капиллярный и PV-насос высокого давления расположены в термошкафу, который предназначен для создания пластовой температуры при проведении исследований фильтрационных пластовых процессов и снабжен вторым термокриостатом, причем внутри термошкафа оборудована площадка, которая выполнена с возможностью размещения на ней сменного модуля для исследований фильтрационных пластовых процессов, содержащий образец, моделирующий исследуемую породу пласта, причем площадка расположена в термошкафу таким образом, что обеспечивается возможность подключения упомянутого сменного модуля к входу ВСИ и/или к выходным линиям разделительных емкостей.
Образец, моделирующий исследуемую породу пласта, представляет собой натурный образец керна или насыпную модель пласта или модель пористой среды.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг. 1 показана автоматизированная установка для исследований фильтрационных пластовых процессов с подключенным модулем, содержащим кернодержатель (КД) с образцом керна и предназначенным для определения относительных фазовых проницаемостей образцов керна.
На фиг. 2 показана схема подключения к элементам автоматизированной установки для исследований фильтрационных пластовых процессов модуля, содержащего насыпную модель пласта и предназначенного для определения коэффициента вытеснения нефти при парогазовом воздействии.
На фиг. 3 изображена схема автоматизированной установки для исследований фильтрационных пластовых процессов с площадкой для расположения в термошкафу сменного модуля для исследований фильтрационных пластовых процессов.
В основе автоматизированной установки для исследований фильтрационных пластовых процессов лежат модульность и универсальность.
Заявленная автоматизированная установка является многофункциональной и предназначена для исследования керна и флюидов в пластовых условиях, а также изучения эффекта от различных методов увеличения нефтегазоконденсатоотдачи и интенсификации добычи газа и нефти.
На фиг. 1 позициями обозначены следующие элементы автоматизированной установки для исследований фильтрационных пластовых процессов: персональный компьютер 1, электрический блок 2, термошкаф 3, первая разделительная емкость 4, вторая разделительная емкость 5, третья разделительная емкость 6, четвертая разделительная емкость 7, пятая разделительная емкость 8, визуальный сепаратор (ВСИ) 9, система создания пластового давления и обеспечения бесперебойной фильтрации углеводородной жидкости, включающая первый насос 10 высокого давления и второй насос 11 высокого давления (первую группу насосов), система создания пластового давления и обеспечения бесперебойной фильтрации пластовой воды или модели пластовой воды -водного солевого раствора, соответствующего по своему составу и минерализации натурной пластовой воде, включающая третий насос 12 высокого давления и четвертый насос 13 высокого давления (вторую группу насосов), система пластового давления и обеспечения бесперебойной фильтрации газа включающая пятый насос 14 высокого давления и шестой насос 15 высокого давления (третью группу насосов), автоматизированная система создания и поддержания противодавления 16, включающая механический регулятор давления (МРД) 17 и седьмой насос 18 высокого давления, кернодержатель (КД) 19, система поддержания горного давления в кернодержателе, включающая восьмой насос 20 высокого давления и девятый насос 21 высокого давления (четвертую группу насосов), система измерения избыточного и дифференциального давления 22, вискозиметр капилярный 23, PV - насос 24 высокого давления, первый криотермостат 25, второй криотермостат 26, аналитические весы 27, провода электрических соединений 28, гидравлические линии 29 высокого давления.
На фиг. 2 позициями обозначены следующие элементы: персональный компьютер 1, электрический блок 2, термошкаф 3, ВСИ 9, провода электрических соединений 28, нефтяной насос 30, насос 31 высокого давления для перекачки дистиллированной воды, контейнер 32 с нефтью, контейнер 33 с дистиллированной водой, парогенератор 34, насыпная модель пласта 35, слив 36 ВСИ, трубки высокого давления 37.
На фиг. 3 позициями обозначены следующие элементы: термошкаф 3, площадка 38, предназначенная для установки сменных модулей для исследований фильтрационных пластовых процессов, модуль 39, модуль 40, модуль 41, модуль 42.
Система создания пластовой температуры состоит из термошкафа 3, который снабжен встроенными термонагревательными элементами, принудительной системой конвективного теплообмена и теплоизоляцией (на чертеже не показаны) и подключен к первому криотермостату 25 и ко второму криотермостату 26 с помощью которых производится охлаждение (а также нагрев) рабочих элементов заявленной автоматизированной установки.
Система создания пластового давления и обеспечения бесперебойной фильтрации углеводородной жидкости (первой легкой фазы жидкости (керосин или нефть)) соединена с первой 4 и второй 5 разделительными емкостями и состоит из первой группы насосов высокого давления, включающей первый 10 и второй 11 насосы высокого давления.
Система создания пластового давления и обеспечения бесперебойной фильтрации пластовой воды или модели пластовой воды - водяного солевого раствора, соответствующего по своему составу натурной пластовой воде (второй тяжелой фазе жидкости), соединена с третьей разделительной емкостью 6 и состоит из второй группы насосов высокого давления, включающей третий насос 12 и четвертый насос 13.
Система создания пластового давления и обеспечения бесперебойной фильтрации газа, соединена с четвертой разделительной емкостью 7 и состоит из третьей группы насосов высокого давления, включающей пятый насос 14 и шестой насос 15.
Разделительные емкости 4,5,6,7,8 предназначены для разделения двух жидкостей или разделения жидкость-газ.
PV-насос 24 высокого давления предназначен для измерения изменения пластового давления и объема, при этом его применяют при проведении исследований по определению фазовых проницаемостей согласно ОСТ 39-235-89. Газонасыщенность определяется методом построения PV-диаграммы. PV-насос 24 высокого давления связан с системой измерения избыточного и дифференциального давления 22 и с системой измерения вязкости флюида, представляющей собой вискозиметр капиллярный 23, позволяющий в пластовых условиях (давление и температура) определить вязкость флюида в диапазоне от 0,2 до 1000 мПа⋅с.
Система измерения вытесненного объема флюида представляет собой Зх-фазный ВСИ 9, к которому подключен первый криотермостат 25. Кроме того к входной линии ВСИ 9, подсоединена выходная линия пятой разделительной емкости 8 и линия, соединенная с портом для подключения сменных модулей для исследований фильтрационных пластовых процессов, размещаемых на площадке 38. ВСИ 9 предназначен для определения положения уровня раздела фаз двух и трех несмешивающихся флюидов с помощью видеофиксации в его измерительном объеме и программного обеспечения.
Автоматическая система создания и поддержания противодавления 16 включает в себя седьмой насос 18 высокого давления и механический регулятор давления 17, который связан с системой измерения массы флюида, представляющей собой аналитические весы 27.
Система измерения избыточного давления и дифференциального давления 22 состоит из двух дифференциальных датчиков давления и датчиков избыточного давления (на чертеже не показаны).
Система управления содержит персональный компьютер 1, который связан с электрическим блоком 2 к которому посредством проводов электрических соединений 28 подсоединены все элементы и системы заявленной автоматизированной установки.
Автоматизированная установка для исследований фильтрационных пластовых процессов имеет общую для всех своих элементов гидравлическую систему (гидравлическая обвязка оборудования, включающая в себя трубки из нержавеющей стали, вентили, фитинги, клапаны), систему электропитания и управления (АСУ).
В термошкафу 3 (см. фиг. 3) оборудована площадка 38 для размещения на ней сменного модуля для исследований фильтрационных пластовых процессов. Внутри термошкафа 3, в месте где оборудована площадка 38, расположены порты для подключения сменных модулей для исследований фильтрационных пластовых процессов к системам и элементам автоматизированной установки для исследований фильтрационных пластовых процессов.
К автоматизированной установке для исследований фильтрационных пластовых процессов может быть подключен один из следующих сменных модулей для исследований фильтрационных пластовых процессов (см. фиг. 3):
- модуль 39, содержащий КД 19 с натурным образцом керна и предназначенный для определения относительных фазовых проницаемостей образцов керна;
- модуль 40, содержащий модель пористой среды и предназначенный для определения минимального давления смесимости пластового флюида в модельной пористой среде («slim-tube»);
- модуль 41, содержащий насыпную модель пласта и предназначенный для определения коэффициента вытеснения нефти при парогазовом воздействии (насыпная модель пласта);
- модуль 42 содержащий КД с натурным образцом керна и предназначенный для определения исследования влияния буровых, тампонажных растворов, различных технологических жидкостей и кислотных обработок на фильтрационно-емкостные свойства призабойной зоны скважины и продуктивного пласта.
Модуль 39 (см. фиг. 1) содержит КД с натурным образцом керна и систему поддержания горного давления в керне, состоящую из датчика горного давления (на чертеже не показан) и четвертой группы насосов, включающей восьмой насос 20 и девятый насос 21. Модуль 39 предназначен для определения относительных фазовых проницаемостей образцов керна по двух-, трехфазной фильтрующимся системам, а также для определения коэффициентов вытеснения, измерения электрического сопротивления и определение водонасыщенности образцов керна.
Модуль 40 выполнен в мобильном варианте и устанавливается в термошкаф 3 вместо тележки другого сменного модуля для исследований фильтрационных пластовых процессов. Модуль 40 пористой среды включает в себя блок определения смешиваемости ("Slim tube"), установленный на передвижном основании, размещенном на поддоне. Модуль 40 представляет собой трубку с моделью пористой среды. В качестве модели пористой среды в модуле 40 используют спрессованный кварцевый песок, имитирующий модель пористой среды, в которой происходит смешивание пластовых флюидов. Постоянное давление внутри системы поддерживаться с помощью регулятора противодавления. Для визуальной оценки потоков, выходящих из трубки, предусмотрено смотровое окно с системой цифровой видеофиксации.
Модуль 41 содержит насыпную модель пласта 35 (см. фиг. 2), вход которой соединен с выходной линией нефтяного насоса 30, соединенного с контейнером 32 с нефтью, а также соединен с выходной линией парогенератора 34, который соединен через насос 31 высокого давления для перекачки дистиллированной воды с контейнером 33 с дистиллированной водой. Вход и выход насыпной модели 35 обвязаны таким образом, чтобы было возможно осуществлять подачу нефтяным насосом 30 флюида (нефти) и перегретого пара от парогенератора 34, а также осуществлять измерение перепада давления на насыпной модели и вывод смеси флюидов. В качестве пласта применяется насыпная (набивная) модель пласта (НМЗО) диаметра 30 мм длиной 500 мм. Насыпная модель 35 предназначена для исследования дезинтегрированных образцов породы путем парогазового воздействия, а также проведения комплексных исследований с использованием флюидов в пластовых условиях. В ходе эксперимента обеспечивается непрерывная подача газа и флюидов в насыпную модель. Постоянное давление внутри системы поддерживается с помощью регулятора противодавления. Для визуальной оценки выходящих из модели объемов флюидов (жидкость, газ) предусмотрен сепаратор-измеритель с системой цифровой видеофиксации. Объем вышедшей жидкости может быть измерен и с помощью мерной бюретки, а объем выходящего газа - газовым счетчиком.
Модуль 42 исследования влияния буровых, тампонажных растворов, различных технологических жидкостей и кислотных обработок на фильтрационно-емкостные свойства призабойной зоны скважины и продуктивного пласта содержит КД и позволяет прокачивать буровые растворы вдоль торцевой части образца керна в КД с целью образования кольматационной корки, моделируя условия отложения твердых частиц на стенке скважины, различные технологические жидкости при постоянном перемешивании магнитными мешалками с целью предотвращения оседания твердых частиц и подачи к образцу керна оптимального состава раствора. Модуль 42 содержит разделительные емкости (на чертеже не показаны), оснащенные магнитными мешалками, обеспечивающие постоянное перемешивание бурового раствора для предотвращения оседания и формирования оптимального состава для подачи к образцу керна.
Заявленная автоматизированная установка для исследований фильтрационных пластовых процессов обеспечивает:
- определение относительных фазовых проницаемостей керна в режиме стационарной фильтрации по схеме двухфазной и трехфазной фильтрации в системах: жидкость-жидкость, жидкость-газ, жидкость-жидкость-газ;
- определение относительных фазовых проницаемостей по двухфазной фильтрующейся системе жидкость-жидкость, жидкость-газ в режиме нестационарной фильтрации;
- определение коэффициента вытеснения нефти водой, нефти газом, газа водой, воды газом, газового конденсата водой, газового конденсата инертным газом;
- измерение электрического сопротивления и определение водонасыщенности образцов керна;
- измерение объемов флюидов на выходе из кернодержателя в пластовых условиях и определение текущей нефте- и водонасыщенности по методу материального баланса;
- определение PV-диаграммы;
- определение вязкости флюида;
- определение минимального давления смесимости пластового флюида в модельной пористой среде (методом «slim-tube»);
- определение коэффициентов вытеснения нефти при парогазовом воздействии;
- исследования влияния буровых, тампонажных растворов, различных технологических жидкостей и кислотных обработок на фильтрационно-емкостные свойства призабойной зоны скважины и продуктивного пласта.
Автоматизированная установка для исследований фильтрационных пластовых процессов работает следующим образом.
Принцип действия автоматизированной установки для исследований фильтрационных пластовых процессов заключается в создании в сменном модуле для исследований фильтрационных пластовых процессов пластовых условий (с возможностью их изменения в ходе эксперимента) и определении основных фильтрационно-емкостных характеристик единичного, составного образца или насыпной модели при термобарических условиях, для создания которых (давления и температуры) в модуле для исследований фильтрационных пластовых процессов используются гидравлическая система, система противодавления и система регулирования температуры.
На площадку 38 в термошкафу 3 устанавливают один из сменных модулей для исследований фильтрационных пластовых процессов и подключают его через порты, имеющиеся на площадке 38, к элементам и системам заявленной автоматизированной установки.
В качестве сменного модуля используют один из следующих модулей: модуль 39, содержащий КД 19, модуль 40, содержащий модель пористой среды, модуль 41, содержащий насыпную модель пласта, модуль 42 содержащий КД с натурным образцом керна. Сменные модули для исследований фильтрационных пластовых процессов устанавливаются на подвижном основании, например, на тележках с колесами, что облегчает их перемещение. Сменные модули для исследований фильтрационных пластовых процессов, не задействованные в проведении экспериментальных работ, располагают вне термошкафа 3 в том же помещении, в котором находится установка, либо в другом, где имеется свободное место для их расположения.
При использовании модуля 39 в качестве сменного модуля его подключают через порты в термошкафу 3 к выходным линиям разделительных емкостей 4, 5, 6, 7 и к входной линии ВСИ 9.
Создают в сменном модуле 39 пластовые условия. Создание горного давления осуществляют посредством системы поддержания горного давления, включающей восьмой насос 20 высокого давления и девятый насос 21 высокого давления (четвертую группу насосов высокого давления). Поддержание противодавления осуществляют посредством автоматической системы 16 создания и поддержания противодавления. С помощью первого криотермостата 25 и второго криотермостата 26 осуществляют охлаждение и нагрев рабочих элементов заявленной автоматизированной установки.
При проведении исследований с помощью сменного модуля 39 осуществляют следующее.
Модуль 39 (см. фиг. 1) обеспечивает: создание и поддержание пластовых условий, создание температуры ниже комнатной, смешение флюидов на торце керна при многофазной фильтрации, возможность установки устройства для измерения температуры с срединной части образца керна, снятия дифференциального давления, измерения электросопротивления образца керна.
В сменный модуль 39 осуществляют подачу углеводородной жидкости (керосин или нефть), солевого раствора, соответствующего по своему составу пластовой воде, и газа.
Подачу углеводородной жидкости в сменный модуль 39 осуществляют из второй разделительной емкости 5 посредством первого насоса 10 и второго 11 насосов высокого давления, подачу солевого раствора, соответствующего по своему составу пластовой воде осуществляют посредством третьего насоса 12 и четвертого насоса 13, подачу газа осуществляют посредством пятого насоса 14 и шестого насоса 15.
Все упомянутые выше насосы высокого давления также выполняют функцию замера поданных объемов и обеспечивают поддержание постоянного расхода и поддержание постоянного давления, а также поддержание заданной пропорции при фильтрации трех фаз флюидов через образец керна в КД или модель пористой среды или насыпную модель пласта.
Раздельное движение флюидов (углеводородной жидкости, солевого раствора, соответствующего по своему составу пластовой воде и газа) происходит по индивидуальным гидравлическим линиям вплоть до смешения на рассекателе плунжера входного торца КД 19.
Далее смесь флюидов (углеводородной жидкости, солевого раствора, соответствующего по своему составу пластовой воде и газа,) движется по поровому пространству керна, при этом происходит падение давления. Перепад давления измеряется датчиками дифференциального давления манометрическими (на чертеже не показаны), рассчитанными для обеспечения расширения диапазона измерения проницаемости на разные предельные значения давления. При превышении предельно допустимой нагрузки датчик автоматически блокируется пневматическими клапанами (на чертеже не показаны), после чего в работу вступает другой датчик. В режиме постоянного расхода задается значение расхода жидкости в основной системе и по показаниям дифференциальных манометров (на чертеже не показаны) рассчитывается коэффициент проницаемости. Определение коэффициента проницаемости по жидкости и фазовых проницаемостей (ОСТ 39-235-89 Нефть. Метод определения фазовых проницаемостей в лабораторных условиях при совместной стационарной фильтрации) основано на определении падения давления на образце керна при известном расходе жидкости или определении расхода жидкости при заданном (поддерживаемом) перепаде давления.
Поток флюидов (газа, углеводородной жидкости и солевого раствора, соответствующего по своему составу пластовой воде) выходящий из КД 19 направляется в ВСИ 9, в котором в пластовых условиях обеспечивается измерение объема флюида. Отвод требуемой фазы от ВСИ 9 обеспечивается клапанами на выходе (на чертеже не показаны).
При проведении исследований по определению фазовых проницаемостей посредством PV-насоса 24 высокого давления изменяют пластовое давление и изменяют объем и определяют газонасыщенность методом построения PV-диаграммы (согласно ОСТ 39-235-89).
Гидравлическая обвязка автоматизированной установки для исследований фильтрационных пластовых процессов позволяет производить фильтрацию по разомкнутому и замкнутому контуру. При фильтрации по замкнутому контуру парные группы насосов высокого давления разделяются программно, чередуя команды осуществления прокачки и поддержания давления между двумя насосами каждой группы. Для компенсации просадок (скачков) давления при переключении команд в группах насосов предусмотрен насос высокого давления, работающий на поддержание давления (на чертеже не показан). При фильтрации по замкнутому контуру выходящая смесь флюидов пропускается через ВСИ 9 посредством открытия и закрытия клапанов (на чертеже не показаны).
Для определения вязкости флюидов в пластовых условиях используют капиллярный вискозиметр 23, определяющий вязкость флюида.
При проведении исследований с помощью сменного модуля 40 осуществляют следующее.
На площадку 38 в термошкафу 3 устанавливают (вместо другого сменного модуля) модуль 40 и подключают его через порты в термошкафу 3 к выходным линиям разделительных емкостей 4, 5, 6, 7 и к выходной линии ВСИ 9 и таким образом интегрируют его в состав установки.
Создают в сменном модуле 40 пластовые условия. Поддержание противодавления осуществляют посредством автоматической системы 16 создания и поддержания противодавления. С помощью первого криотермостата и криотермостата 26 осуществляют охлаждение (а также нагрев) рабочих элементов заявленной автоматизированной установки от комнатной температуры до +5°С (а также до +150°С).
При проведении исследований с помощью сменного модуля 40 осуществляют следующее.
На площадку 38 в термошкафу 3 устанавливают модуль 4 и подключают его через порты в термошкафу 3 к выходным линиям разделительных емкостей 4, 5, 6, 7 и к выходной линии ВСИ 9 и таким образом интегрируют его в состав установки.
В сменный модуль 40 осуществляют подачу углеводородной жидкости, солевого раствора, соответствующего по своему составу пластовой воде и газа. Подачу углеводородной жидкости в сменный модуль 40 осуществляют из второй разделительной емкости 5 посредством первого насоса 10 и второго 11 насосов высокого давления, подачу солевого раствора, соответствующего по своему составу пластовой воде, осуществляют посредством третьего насоса 12 и четвертого насоса 13, подачу газа осуществляют посредством пятого насоса 14 и шестого насоса 15. Для обеспечения термостатирования корпус модуля 40 подключают к температурному контуру первого криотермостата 25 или для обеспечения термостатирования используют собственные нагревательные элементы.
Модуль 40 обеспечивает исследование флюидов в модели пористой среды при создании и поддержании пластовых условий. Содержит регулятор давления с возможностью работы с потоком сложной структуры, содержащим газ, позволяет измерить насыщенность выходящего потока в динамике, обеспечивает возможность извлечения пористой модели с сохранением в ней пластового давления. Вход и выход трубки обвязаны таким образом, чтобы было возможно осуществлять подачу флюида, измерение перепада давления датчиком диференциального давления (Рдм) и вывод смеси флюидов в направлении ВСИ и далее на измерительную бюретку или счетчик газа. Создание пластовой температуры модели пористой среды и ее контроль осуществляется посредством термопары, расположенной в ванне модуля. Вход и выход трубки обвязаны таким образом, чтобы было возможно осуществлять подачу флюида, измерение перепада давления и вывод смеси флюидов в направлении и далее с выходом на измерительную бюретку или газовый счетчик.
При проведении исследований с помощью сменного модуля 41 осуществляют следующее.
На площадку 38 в термошкафу 3 устанавливают (вместо другого сменного модуля) модуль 41, содержащий насыпную модель пласта и подключают его через порты в термошкафу 3 к элементам и системам установки и таким образом интегрируют его в состав установки.
В модуль 41, содержащий насыпную модель пласта осуществляют подачу нефтяным насосом 30 флюида (нефти), перегретого пара от парогенератора 34, а также осуществляют измерение перепада давления на насыпной модели и вывод смеси флюидов. Для образования перегретого пара используют дистиллированную воду, которая из контейнера 33 с дистиллированной водой посредством насоса 31 высокого давления для перекачки дистиллированной воды с заданным расходом поступает в предварительно нагретый парогенератор 34 (макс. +320°С). Контроль текущей температуры пара осуществляется термопарой, измеряющей температуру пара на выходе из парогенератора 34, который, далее, по теплоизолированной трубке поступает в насыпную модель пласта 35, снабженную хомутовым нагревателем в теплоизоляционной рубашке и четырьмя термопарами, погруженными в центр модели. В ходе эксперимента происходит постепенный прогрев модели пласта, прогрев насыщающей пласт нефти и, как следствие, дополнительное вытеснение нефти.
При проведении исследований с помощью сменного модуля 42 осуществляют следующее.
Модуль 42 используют для проведения исследований влияния буровых, тампонажных растворов, различных технологических жидкостей и кислотных обработок на фильтрационно-емкостные свойства призабойной зоны скважины и продуктивного пласта.
При использовании модуля 42 в качестве сменного модуля его подключают через порты в термошкафу 3 к элементам и системам установки для исследований фильтрационных пластовых процессов. Создают в сменном модуле 42 пластовые условия. Прокачивают флюид (буровые растворы, технологические жидкости, тампонажный раствор, кислотные растворы различного состава) вдоль торцевой части образца керна в КД. Флюид двумя одноплунжерными насосами высокого давления из двух поршневых разделительных емкостей подают к золотнику, обеспечивающему непрерывную однонаправленную подачу флюида к торцу образца керна. Основные вышеперечисленные рабочие элементы модуля снабжены хомутовыми электрическими нагревателями для поддержания пластовой температуры рабочих жидкостей.
С помощью модуля 42 осуществляется воздействие буровых, тампонажных растворов, различных технологических жидкостей и кислотных составов на образец керна с последующей оценкой изменения проницаемости образца керна. Модуль 42 позволяет прокачивать жидкость вдоль торца керна для образования кольматационной корки, моделируя условия отложения твердых частиц на стенке скважины.
Автоматизированная установка предназначена для исследования фильтрационно-емкостных и электрических свойств образцов керна в пластовых условиях в широком диапазоне давлений, температур и скоростей движения флюидов в пористой среде (образцы натурного керна, насыпные модели пласта) при стационарной и нестационарной фильтрации флюидов.
Claims (4)
1. Автоматизированная установка для исследований фильтрационных пластовых процессов, содержащая визуальный сепаратор-измеритель (ВСИ), первый криотермостат, подключенный к ВСИ, систему создания и поддержания противодавления, систему измерения избыточного и дифференциального давления, PV-насос высокого давления, вискозиметр капиллярный, первую и вторую разделительные емкости, входные линии которых соединены с системой создания пластового давления и обеспечения бесперебойной фильтрации углеводородной жидкости, третью разделительную емкость, входная линия которой соединена с системой создания пластового давления и обеспечения бесперебойной фильтрации пластовой воды или модели пластовой воды - водного солевого раствора, соответствующего по своему составу и минерализации натурной пластовой воде, четвертую разделительную емкость, входная линия которой соединена с системой создания пластового давления и обеспечения бесперебойной фильтрации газа, а выходная линия соединена с системой измерения избыточного и дифференциального давления, пятую разделительную емкость, входная линия которой соединена с системой создания и поддержания противодавления при проведении исследований фильтрационных пластовых процессов, а выходная линия - с ВСИ, при этом вискозиметр капиллярный соединен с выходной линией первой разделительной емкости, с PV-насосом высокого давления и с системой измерения избыточного и дифференциального давления, причем все упомянутые выше системы, разделительные емкости, ВСИ, вискозиметр капиллярный и PV-насос высокого давления расположены в термошкафу, который предназначен для создания пластовой температуры при проведении исследований фильтрационных пластовых процессов и снабжен вторым термокриостатом, причем внутри термошкафа оборудована площадка, которая выполнена с возможностью размещения на ней сменного модуля для исследований фильтрационных пластовых процессов, содержащего образец, моделирующий исследуемую породу пласта, причем площадка расположена в термошкафу таким образом, что обеспечивается возможность подключения упомянутого сменного модуля к входу ВСИ и/или к выходным линиям разделительных емкостей.
2. Автоматизированная установка по п. 1, отличающаяся тем, что образец, моделирующий исследуемую породу пласта, представляет собой натурный образец керна.
3. Автоматизированная установка по п. 1, отличающаяся тем, что образец, моделирующий исследуемую породу пласта, представляет собой насыпную модель пласта.
4. Автоматизированная установка по п. 1, отличающаяся тем, что образец, моделирующий исследуемую породу пласта, представляет собой модель пористой среды.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2775372C1 true RU2775372C1 (ru) | 2022-06-30 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1125511A1 (ru) * | 1983-07-11 | 1984-11-23 | МВТУ им.Н.Э.Баумана | Стенд дл испытани движени жидкости и газа в проницаемых материалах |
| FR2853071A1 (fr) * | 2003-03-26 | 2004-10-01 | Inst Francais Du Petrole | Methode et dispositif pour evaluer des parametres physiques d'un gisement souterrain a partir de debris de roche qui y sont preleves |
| RU55987U1 (ru) * | 2006-05-15 | 2006-08-27 | Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина | Устройство для исследования процессов многофазной фильтрации в пористых средах |
| RU108105U1 (ru) * | 2011-04-01 | 2011-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный университет" | Устройство для определения фазовых проницаемостей |
| RU172719U1 (ru) * | 2017-02-02 | 2017-07-21 | Александр Валентинович Морев | Устройство для определения направления максимальной горизонтальной фильтрации на полноразмерных образцах керна |
| RU2660772C1 (ru) * | 2017-08-01 | 2018-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХ-ИНТЕНСИВ" | Устройство для определения фазовых проницаемостей и соответствующих насыщенностей образцов горных пород |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1125511A1 (ru) * | 1983-07-11 | 1984-11-23 | МВТУ им.Н.Э.Баумана | Стенд дл испытани движени жидкости и газа в проницаемых материалах |
| FR2853071A1 (fr) * | 2003-03-26 | 2004-10-01 | Inst Francais Du Petrole | Methode et dispositif pour evaluer des parametres physiques d'un gisement souterrain a partir de debris de roche qui y sont preleves |
| RU55987U1 (ru) * | 2006-05-15 | 2006-08-27 | Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина | Устройство для исследования процессов многофазной фильтрации в пористых средах |
| RU108105U1 (ru) * | 2011-04-01 | 2011-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный университет" | Устройство для определения фазовых проницаемостей |
| RU172719U1 (ru) * | 2017-02-02 | 2017-07-21 | Александр Валентинович Морев | Устройство для определения направления максимальной горизонтальной фильтрации на полноразмерных образцах керна |
| RU2660772C1 (ru) * | 2017-08-01 | 2018-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХ-ИНТЕНСИВ" | Устройство для определения фазовых проницаемостей и соответствующих насыщенностей образцов горных пород |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| "Установка для исследования фильтрационно-емкостных и электрических свойств керна/ Модель AMR-F3000H". Найдено в Интернет URL http://Ustanovka_AMR-F3000H_pasport.pdf. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103344539B (zh) | 渗透压力和相分比例可控的岩石长期多场耦合实验装置与测试方法 | |
| Skopich et al. | Pipe-diameter effect on liquid loading in vertical gas wells | |
| CN103471976A (zh) | 一种测量含水合物多孔沉积物渗透率的装置 | |
| RU2680843C1 (ru) | Способ определения коэффициента проницаемости при изменении термобарических условий на образцах керна | |
| CN105203705B (zh) | 一种重质组分沉积造成储层伤害的测试方法 | |
| CN105952424A (zh) | 一种超临界水驱油模拟装置及方法 | |
| Lahey Jr et al. | Global volumetric phase fractions in horizontal three‐phase flows | |
| WO2022000833A1 (zh) | 冻土地层融化沉降试验模拟装置及方法 | |
| CN103940715A (zh) | 岩石天然渗流能力模拟实验方法 | |
| Lv et al. | Experimental study on natural-gas-hydrate-slurry flow | |
| CN110044783A (zh) | 一种高压油气水管流蜡沉积模拟实验装置 | |
| CN108267391A (zh) | 一种机采井井下防气工具评价的实验装置及方法 | |
| Galeczka et al. | A novel high pressure column flow reactor for experimental studies of CO2 mineral storage | |
| RU2775372C1 (ru) | Автоматизированная установка для исследований фильтрационных пластовых процессов | |
| Rendel et al. | A novel experimental system for the exploration of CO2-water-rock interactions under conditions relevant to CO2 geological storage | |
| Yaping et al. | Similarity theory for the physical simulation of natural gas hydrate reservoir development | |
| RU2497083C1 (ru) | Способ оценки термодинамического равновесия газожидкостной смеси при проведении фильтрационных экспериментов | |
| RU166252U1 (ru) | Устройство для определения фазовых проницаемостей | |
| Braga et al. | A new high-pressure cell for equilibrium measurements of systems with fluid and solid phases | |
| RU2571473C1 (ru) | Устройство для проведения исследований газожидкостного потока | |
| Modaresghazani | Experimental and Simulation Study of Relative Permeabilities in Heavy Oil/Water/Gas Systems | |
| RU2340772C2 (ru) | Способ определения обводненности продукции нефтяных скважин "охн+" | |
| CN110886596B (zh) | 一种模拟二氧化碳改善稠油流动能力的实验装置及方法 | |
| RU2660772C1 (ru) | Устройство для определения фазовых проницаемостей и соответствующих насыщенностей образцов горных пород | |
| RU2535527C1 (ru) | Способ определения количественного состава многокомпонентной среды (варианты) |