RU2775462C1 - Device for the study of porous rock samples - Google Patents
Device for the study of porous rock samples Download PDFInfo
- Publication number
- RU2775462C1 RU2775462C1 RU2021125339A RU2021125339A RU2775462C1 RU 2775462 C1 RU2775462 C1 RU 2775462C1 RU 2021125339 A RU2021125339 A RU 2021125339A RU 2021125339 A RU2021125339 A RU 2021125339A RU 2775462 C1 RU2775462 C1 RU 2775462C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- core
- flanges
- waveguide
- flange
- permeability
- Prior art date
Links
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 7
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 abstract description 17
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 6
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000004936 stimulating Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000036975 Permeability coefficient Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к исследованию свойств пористых горных пород и может быть использовано для определения проницаемости образцов горных пород в условиях, моделирующих пластовые. Исследование проницаемости на кернах, взятых из пластов коллекторов в лабораторных условиях, основано на оценке изменения проницаемости при физическом воздействии на них полем упругих колебаний в процессе фильтрации рабочего агента. Исследования на устройстве способствуют получению информации о фильтрационных свойствах образцов горных пород в пластовых условиях, а также влиянию на них стимулирующего фактора повышения проницаемости флюидов в поле упругих колебаний.The invention relates to the study of the properties of porous rocks and can be used to determine the permeability of rock samples under conditions simulating reservoir. The study of permeability on cores taken from reservoir layers in laboratory conditions is based on an assessment of the change in permeability when they are physically affected by the field of elastic vibrations in the process of filtering the working agent. Research on the device contributes to obtaining information about the filtration properties of rock samples in reservoir conditions, as well as the influence on them of the stimulating factor of increasing fluid permeability in the field of elastic vibrations.
Известно устройство: «Кернодержатель» (патент RU №2685466 G01N 15/08 от 25.05.2018), содержащий вертикально установленную трубу с помещенным в ней образцом керна, верхний и нижний плунжеры с механизмами уплотнения и поджатия керна. В плунжерах выполнены сквозные осевые каналы для подвода и отвода рабочего агента, газа или жидкости. Недостатком устройства является отсутствие возможности обеспечить радиальное обжатие керна и подключения источника упругих колебаний к торцам керна.A device is known: "Core holder" (patent RU No. 2685466 G01N 15/08 dated May 25, 2018), containing a vertically installed pipe with a core sample placed in it, upper and lower plungers with mechanisms for sealing and preloading the core. The plungers have through axial channels for supply and discharge of the working agent, gas or liquid. The disadvantage of the device is the inability to provide radial compression of the core and connect the source of elastic vibrations to the ends of the core.
Известно «Устройство для определения пористости и проницаемости образцов горных пород» (патент RU №2342646 G01N 3/00, G01N 15/08 от 21.02.2007), содержащее кернодержатель, содержащий полый корпус, верхний и нижний пуансон с осевыми каналами и гильзу из эластичного материала с размещенным внутри нее образцом горной породы цилиндрической формы с плоскими параллельными торцами. Недостатком устройства является сложность конструкции, которая требует большого объема работ по монтажу и демонтажу рамной конструкции для установки и извлечения образца горной породы, а также отсутствии возможности подключения источника упругих колебаний к торцам образца горной породы и установки датчиков колебаний к пуансонам.Known "Device for determining the porosity and permeability of rock samples" (patent RU No. 2342646
Известно «Устройство для определения характеристик образцов горных пород» (патент RU №2284413 Е21С 39/00 от 31.10.2005), содержащее камеру с кернодержателем, штуцеры с трубками подачи и отвода флюида, штуцер с трубкой подачи жидкости для создания обжимающего давления, два вкладыша установленные по торцам керна и установленными на них пьезокерамическими пластинами - с одной стороны керна излучатель колебаний, с другой стороны керна - приемник колебаний. Недостатком устройства является отсутствие возможности создать осевое (горное) давление на керн, а также возможности подвода упругих колебаний большой интенсивности на низкой частоте, по сравнению с частотой на которой производятся измерения скорости распространения продольный и поперечных скоростей звука в керне.Known "Device for determining the characteristics of rock samples" (patent RU No. 2284413 E21S 39/00 dated 10/31/2005), containing a chamber with a core holder, fittings with tubes for supplying and removing fluid, a fitting with a tube for supplying liquid to create a compressing pressure, two liners installed along the ends of the core and piezoceramic plates mounted on them - on one side of the core is a vibration emitter, on the other side of the core is a vibration receiver. The disadvantage of the device is the inability to create an axial (rock) pressure on the core, as well as the possibility of supplying elastic vibrations of high intensity at a low frequency, compared with the frequency at which measurements of the propagation velocity of longitudinal and transverse sound velocities in the core are made.
Наиболее близким по технической сущности является описание полезной модели к патенту «Кернодержатель» (полезная модель к патенту RU №111664, G01N 15/08 от 07.07.2211), содержащая кернодержатель, резиновую манжету, плунжеры для поджатая керна в осевом направлении, штуцер в камере гидрообжима, уплотнительные втулки и механизмы поджатия резиновой манжеты, а также основной и вспомогательный каналы в плунжерах для подвода и отвода рабочего агента. Недостатком модели является сложность монтажа конструкции, которая требует полной разборки конструкции механизмов поджатия при смене керна и отсутствие возможности регулировать осевое сжатие в процессе исследований керна, а также в конструкции плунжеров отсутствует возможность подключения датчиков колебаний и подключения источника упругих колебаний.The closest in technical essence is the description of the utility model to the patent "Core holder" (utility model to patent RU No. 111664, G01N 15/08 dated 07.07.2211), containing a core holder, a rubber cuff, plungers for preloaded core in the axial direction, a fitting in the chamber hydrocompression, sealing sleeves and mechanisms for preloading the rubber cuff, as well as the main and auxiliary channels in the plungers for supplying and discharging the working agent. The disadvantage of the model is the complexity of the installation of the structure, which requires a complete disassembly of the design of the compression mechanisms when changing the core and the inability to adjust the axial compression in the process of core research, and also in the design of the plungers there is no possibility of connecting vibration sensors and connecting a source of elastic vibrations.
Задачей изобретения является повышение надежности, упрощение конструкции и повышение функциональных возможностей устройства для исследования керна.The objective of the invention is to increase the reliability, simplify the design and improve the functionality of the device for examining the core.
Поставленная задача достигается тем, что в устройство для исследования керна, содержащее корпус кернодержателя, резиновую манжету, плунжеры для поджатия керна с каналом для подвода и отвода рабочего агента и уплотнительные фланцы, дополнительно введены верхний и нижний опорные фланцы, разрезные кольца и фиксирующие фланцы, домкрат с корпусом крепления к нижнему опорному фланцу, причем крепление корпуса кернодержателя с опорными фланцами осуществляется при помощи разрезных полуколец, которые фиксируются фланцами, на верхнем торце верхнего плунжера установлен волновод, соединенный с ним при помощи шпильки, а к верхнему торцу волновода при помощи пайки закреплен акустический излучатель, в средней части волновода расположен опорный фланец с диаметром большим, чем диаметр плунжера, к нижнему опорному фланцу при помощи резьбового соединения крепится сварная конструкция, состоящая из трех частей: соединительный фланец, корпусная труба с вырезом и соединительный фланец для соединения с гидравлическим домкратом.The task is achieved by the fact that in the device for examining the core, containing the body of the core holder, rubber cuff, plungers for preloading the core with a channel for supplying and discharging the working agent and sealing flanges, additionally introduced upper and lower support flanges, split rings and fixing flanges, a jack with a fastening body to the lower support flange, and the core holder body with the support flanges is fastened using split half-rings, which are fixed by flanges, a waveguide is installed on the upper end of the upper plunger, connected to it with a pin, and an acoustic emitter, in the middle part of the waveguide there is a support flange with a diameter greater than the diameter of the plunger, a welded structure is attached to the lower support flange using a threaded connection, consisting of three parts: a connecting flange, a casing pipe with a cutout and a connecting flange for connection with hydraulic jack.
На Фиг. 1 представлена конструкция устройства в сборе. Сборка устройства начинается с нижнего опорного фланца 8, на который сверху устанавливается корпус кернодержателя 6, а снизу по резьбе присоединяется соединительный фланец 26 с корпусной трубой 24 и соединительным фланцем 27 и установленным в нем гидравлическим домкратом. Корпусная труба 24 имеет сварное соединение с фланцами 26 и 27 и составляет единый узел конструкции, в которой есть сквозной вырез для отвода трубки со штуцером 21 для подачи жидкости в камеру кернодержателя для радиального обжима керна через резиновую манжету, а также штуцера 23 для отвода рабочего агента из нижнего плунжера 4. На опорный фланец 8 устанавливается уплотнительный фланец 12, в котором по внешнему диаметру есть паз для установки герметизирующего резинового кольца 29, Фиг. 3. В верхней части уплотнительного фланца имеется конусная поверхность, на которую одевается резиновая манжета 28. В уплотнительном фланце 12 имеется отверстие, в которое вставлена трубка 25 для подвода жидкости в камеру кернодержателя, при этом трубка приварена в торце 30 к уплотнительному фланцу 12, ас другой стороны, имеет штуцер 21. Корпус камеры кернодержателя 6 устанавливается на нижний опорный фланец 8 и одевается на уплотнительное кольцо 29 на фланце 8. Крепление корпуса камеры кернодержателя 6 с опорным фланцем 8 выполняется при помощи разрезного кольца 10, которое в свою очередь закрепляется фиксирующим фланцем 14.On FIG. 1 shows the assembly of the device. Assembly of the device begins with the
В верхней части устройства сборка происходит аналогично путем установки уплотнительного фланца 11 в корпус камеры кернодержателя и в резиновую манжету 28. Верхний опорный фланец 7 с предварительно установленным в него верхним плунжером 3 устанавливается на камеру кернодержателя и верхний уплотнительный фланец 11 и закрепляется разрезным кольцом 9 и фиксирующим фланцем 13.In the upper part of the device, the assembly takes place similarly by installing the sealing
На верхнем плунжере 3 устанавливается волновод 2 при помощи соединительной шпильки 17, на верхнем торце которого при помощи пайки закреплен магнитострикционный электроакустический преобразователь 1.A
В верхнем плунжере имеется центральное отверстие 18 (фиг. 2), которое в нижней части примыкает к керну, а в верхней части заканчивается штуцером 19 для соединения с гидравлической системой. Аналогично устроено центральное отверстие в нижнем плунжере 4, к которому подсоединен штуцер 23.The upper plunger has a central hole 18 (Fig. 2), which in the lower part adjoins the core, and in the upper part ends with a
Герметизация уплотнительного фланца 11 и 12 осуществляется при помощи резинового кольца 29 (фиг. 3), которое расположено в кольцевой проточке по его внешнему диаметру.The sealing of the sealing
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
Исходное состояние устройства начинается с монтажа основания 8 в отверстие на какой-либо рабочей поверхности. Снизу приворачивается на плунжер сварная конструкция при помощи соединения 26. Устанавливается нижний плунжер 4 в соединительный узел с домкратом 15. На плунжер 4 надевается уплотнительный фланец 12 и резиновая манжета 28, устанавливается корпус кернодержателя 6 и закрепляется при помощи полуколец 10 и фиксируется фланцем 14. Устанавливается уплотнительный фланец 11 в соединение с резиновой манжетой 28 и корпусом 6 при помощи резиновых колец 29 также как для нижнего уплотнительного фланца.The initial state of the device begins with the installation of the
На этом подготовительная часть сборки устройства заканчивается и остается в таком неизменном состоянии на все время эксплуатации установки.This completes the preparatory part of the assembly of the device and remains in this unchanged state for the entire operation of the installation.
Работа по исследованию керна начинается с установки образца керна 5 в резиновую манжету через отверстие в фланце 11. Сборочный узел, состоящий из верхнего плунжера 3, предварительно надетом на него верхним опорным фланцем 7 и закрепленным на плунжере волноводом 2, вставляется в резиновую манжету 28 и закрепляется разрезными полукольцами 9 и фиксируется фланцами 13. На этом полная сборка устройства заканчивается, после чего подаются рабочие агенты в керн через штуцеры 19 и 23, а также в полость корпуса кернодержателя 6 и резиновой манжеты 28. При помощи домкрата 15 производится поджатие керна в осевом направлении и обеспечивается необходимое горное давление в процессе работы устройства путем подачи рабочей жидкости в гидроцилиндр домкрата через штуцер 22 (фиг. 1).The work on the study of the core begins with the installation of the
Процесс исследования керна состоит из двух основных частей:The core study process consists of two main parts:
1) исследование естественной проницаемости в пластовых условиях,1) study of natural permeability in reservoir conditions,
2) исследование проницаемости в зависимости от акустического воздействия, прикладываемого от магнитострикционного электроакустического преобразователя.2) study of permeability depending on the acoustic impact applied from the magnetostrictive electroacoustic transducer.
Исследование проницаемости производится по стандартной методике исследования керна, предварительно помещенного в условия, близкие к пластовым условиям, путем создания осевого сжатия и обжатия при помощи домкрата 15 и подачи жидкости под давлением к полости между корпусом кернодержателя и резиновой манжеты 28 через штуцер 21. Оценка проницаемости производится согласно закону Дарси путем измерения расхода рабочего агента протекающего по керну и перепаду давления на входе и выходе при помощи штуцеров 19 и 23. Эти измерения нужны как исходные данные для сравнения с результатами измерений проницаемости керна подверженного акустическому воздействию во второй части исследований.The study of permeability is carried out according to the standard method for studying the core, previously placed in conditions close to reservoir conditions, by creating axial compression and compression using a
Во второй части исследований включается в работу магнитострикционный излучатель, в результате чего к керну прикладывается акустическое поле упругих колебаний, которое способствует увеличению его проницаемости. Исследования проницаемости производятся аналогично первой части, после чего производится сравнение и оценка результатов измерений.In the second part of the research, a magnetostrictive emitter is put into operation, as a result of which an acoustic field of elastic vibrations is applied to the core, which helps to increase its permeability. Permeability studies are performed similarly to the first part, after which a comparison and evaluation of the measurement results is made.
На фиг. 4 и фиг. 5 показаны графики изменения проницаемости керна в процессе фильтрации рабочего агента и акустического воздействия. Поскольку исходные параметры фильтрационных свойств кернов существенно различны, для первого керна на фиг. 4 коэффициент проницаемости составляет Кпр=8,02 мД, а для второго керна на фиг 5, Кпр=89,31 мД, влияние акустического поля тоже различно. Максимальный прирост проницаемости для первого керна составил 60%, а для второго на 150% относительно первоначальной. Таким образом, устройство позволяет выполнить исследование влияния акустического поля на проницаемость образцов пористой горной породы в условиях приближенных к пластовым, определить параметры воздействия и оценить его эффективность для увеличения производительности работы, насыщенного нефтью или водой продуктивного пласта.In FIG. 4 and FIG. Figure 5 shows graphs of changes in core permeability during filtering of the working agent and acoustic impact. Since the initial parameters of the filtration properties of the cores are significantly different, for the first core in Fig. 4, the permeability coefficient is Kpr=8.02 mD, and for the second core in Fig. 5, Kpr=89.31 mD, the influence of the acoustic field is also different. The maximum increase in permeability for the first core was 60%, and for the second - 150% relative to the initial one. Thus, the device allows you to study the effect of an acoustic field on the permeability of porous rock samples under conditions close to reservoir conditions, determine the parameters of the impact and evaluate its effectiveness to increase the productivity of a productive formation saturated with oil or water.
Таким образом, совокупность существенных признаков устройства, согласно изобретению, обеспечивает исследования образцов пористых горных пород в условиях, близких к пластовым, устройство является простым, надежным и обеспечивает расширенные функциональные возможности изучения проницаемости кернов под влиянием внешнего акустического воздействия стимулирующего фильтрацию рабочего агента (вода, керосин, нефть), что служит петрофизическим обоснованием для повышения нефтеотдачи пластов.Thus, the set of essential features of the device, according to the invention, provides for the study of porous rock samples in conditions close to reservoir, the device is simple, reliable and provides extended functionality for studying the permeability of cores under the influence of external acoustic influence of a working agent stimulating filtration (water, kerosene). , oil), which serves as a petrophysical rationale for enhanced oil recovery.
Источники:Sources:
1. Патент РФ №2685466 G01N 15/08 от 25.05.1018.1. RF patent No. 2685466 G01N 15/08 dated 05/25/1018.
2. Патент РФ №2342646 G01N 15/08от 21.02.2007.2. RF patent No. 2342646 G01N 15/08 dated February 21, 2007.
3. Патент РФ №2284413 Е21С 39/00 от 31.10.2005.3. RF patent No. 2284413 Е21С 39/00 dated 10/31/2005.
4. Патент РФ №2343281 Е21С 39/00 от 21.05.2007.4. Patent of the Russian Federation No. 2343281 E21C 39/00 dated May 21, 2007.
5. Патент РФ №2680843 G01N 33/24, C01N 15/08, Е21В 49/00 от 15.03.2018.5. RF patent No. 2680843 G01N 33/24, C01N 15/08, E21B 49/00 dated 03/15/2018.
6. Патент РФ №2394988 Е21В 49/00, Е21С 30/00, G01N 15/08 от 31.12.2008.6. RF patent No. 2394988 Е21В 49/00,
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2775462C1 true RU2775462C1 (en) | 2022-07-01 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2796995C1 (en) * | 2022-11-04 | 2023-05-30 | Дрягин Вениамин Викторович | Core analysis device |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2342646C2 (en) * | 2007-02-21 | 2008-12-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья | Device for determination of porosity and permeability of rock samples |
RU2394988C1 (en) * | 2008-12-31 | 2010-07-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья | Test bench for evaluation of oil and gas yield of rock samples |
RU111664U1 (en) * | 2011-07-07 | 2011-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | KEY HOLDER |
CN104483202B (en) * | 2014-12-15 | 2018-05-22 | 成都理工大学 | A kind of high-ground stress and rock failure mechanism of rock pattern test system under hyperosmosis |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2342646C2 (en) * | 2007-02-21 | 2008-12-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья | Device for determination of porosity and permeability of rock samples |
RU2394988C1 (en) * | 2008-12-31 | 2010-07-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья | Test bench for evaluation of oil and gas yield of rock samples |
RU111664U1 (en) * | 2011-07-07 | 2011-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | KEY HOLDER |
CN104483202B (en) * | 2014-12-15 | 2018-05-22 | 成都理工大学 | A kind of high-ground stress and rock failure mechanism of rock pattern test system under hyperosmosis |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2796995C1 (en) * | 2022-11-04 | 2023-05-30 | Дрягин Вениамин Викторович | Core analysis device |
RU2820104C1 (en) * | 2023-07-02 | 2024-05-29 | Антон Максимович Ведменский | Method for assessing effect of acoustic action on oil displacement |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101721704B1 (en) | Test machine for applying uniform internal pressure on a tube | |
DE69833484D1 (en) | DEVICE AND METHOD FOR DETERMINING THE INTEGRITY OF DRILLING TUBES | |
GB2440465A (en) | Condition checking apparatus and method | |
RU2416081C1 (en) | Method to automatically measure pore and side pressure under conditions of soil compression | |
RU2775462C1 (en) | Device for the study of porous rock samples | |
CN105424331A (en) | Device and method for mechanical sealing evaluation of cement ring when large fracturing is performed | |
RU160842U1 (en) | SECTIONAL LAYER MODEL | |
CN211740921U (en) | Deep high-temperature and high-pressure environment rock stretching and tension-compression circulating mechanical experiment device | |
US7942064B2 (en) | Method and apparatus for measurement of mechanical characteristics of a cement sample | |
RU2707311C1 (en) | Method of evaluation of phase permeability profile in oil and gas production wells | |
CN106918442A (en) | A kind of sound-absorbing porous material flow resistance measuring instrument | |
CN108444848B (en) | Multi-parameter test device for gas-containing coal rock cracking process under dynamic-static coupling effect | |
CN111058832A (en) | Experimental device and method for simulating fracture of two well cementation interfaces | |
CN114264546A (en) | Self-balancing hydraulic system, and device and method for monitoring normal displacement of surface of rock test piece | |
CN205301090U (en) | Sand control screen pipe hydraulical pressure test apparatus | |
CN105424907A (en) | Air pressure consolidation apparatus with air pressure cavity and water feeding/discharging pipe arranged on same side | |
CN110687032A (en) | Mud dynamic pollution experiment system | |
CN111307606A (en) | Deep high-temperature and high-pressure environment rock stretching and tension-compression circulating mechanical experiment device | |
SU1364708A1 (en) | Core holder | |
RU2436948C1 (en) | Device for analysis of physical properties of propping materials for hydraulic fracturing | |
CN109283062A (en) | A kind of detection device of performances of rock | |
RU111664U1 (en) | KEY HOLDER | |
RU2163293C1 (en) | Sonic depth finder for measuring of liquid level in well | |
RU2289796C2 (en) | Device for calibrating well flow meters (variants) | |
RU214093U1 (en) | Reservoir model |