SU898299A1

SU898299A1 - Plant for investigating capillary phenomena in a porous media under high pressure and temperature

Info

Publication number: SU898299A1
Application number: SU802851398A
Authority: SU
Inventors: Иван Петрович Луконин; Газанфар Эюб Оглы Музаффаров; Нариман Джафарович Таиров
Original assignee: Специальное Конструкторское Бюро Геофизического Приборостроения Научного Центра "Геофизика" Ан Азсср
Priority date: 1980-04-25
Filing date: 1980-04-25
Publication date: 1982-01-15

Description

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для исследования капиллярных явлений в пористой среде при высоких давлениях и температурах.The invention relates to measuring technique and is intended for the study of capillary phenomena in a porous medium at high pressures and temperatures.

Известна установка для исследования капиллярных явлений в пористой среде при высоких давлениях и темпе ратурах, содержащая камеру высокого давления с пористой средой, насыщенной углеводородной жидкостью.На торцах камеры установлены входной и выходной фланцы, через которые к камере подключена мерная емкость f1 ].A setup is known for studying capillary phenomena in a porous medium at high pressures and temperatures, containing a high pressure chamber with a porous medium saturated with hydrocarbon liquid. At the ends of the chamber, inlet and outlet flanges are installed through which a measuring tank f1] is connected to the chamber.

Недостатком известной установки является то, что она не позволяет производить одновременное измерение объемов как прямоточно, так и проти воточно вытесненной жидкости.A disadvantage of the known installation is that it does not allow simultaneous measurement of volumes of both direct-flow and counter-flow displaced liquids.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является уста новка для исследования капиллярных явлений в пористой среде при высоких давлениях и температурах,содержащая камеру высокого давления с пористой · средой, насыщенной жидкостью, на торцах которой установлены входной и выходной фланцы, герметичную мерную емкость, подсоединенную через фланцы к камере 12].The closest technical solution to the proposed one is a setup for studying capillary phenomena in a porous medium at high pressures and temperatures, containing a high-pressure chamber with a porous medium saturated with liquid, at the ends of which there are inlet and outlet flanges, a hermetic measuring tank connected through flanges to the camera 12].

Однако она не позволяет производить одновременное раздельное определение объемов как прямоточно, так и противоточно вытесненной углеводородной жидкости.However, it does not allow simultaneous separate determination of the volumes of both straight-through and countercurrently displaced hydrocarbon liquids.

Цель изобретения - повышение точности измерения объема вытесненной углеводородной жидкости.The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the volume of the displaced hydrocarbon liquid.

Поставленная цель достигается тем, что установка, содержащая герметичную камеру высокого давления с пористой средой, насыщенной углеводородной жидкостью, на торцах которой установлены входной и выходной фланцы,герметичную мерную емкость, подсоединенную через фланцы к камере, дополнительно содержит вторую герметичную мерную емкость, входной фланец выполнен с питающей полостью, обращенной к внутренней полости камеры, вторая герметичная мерная емкость установлена на входном фланце и связана при помощи канала во фланце с его питающей полостью.Входной фланец может быть снабжен со стороны питающей полости канавкой, размещенной в верхней части полости и с подъемом в сторонуThis goal is achieved by the fact that the installation containing a sealed high-pressure chamber with a porous medium saturated with hydrocarbon liquid, at the ends of which an inlet and outlet flanges are installed, a sealed measuring tank connected through the flanges to the chamber, further comprises a second sealed measuring tank, the inlet flange is made with a supply cavity facing the inner cavity of the chamber, a second sealed measuring tank is installed on the inlet flange and connected via a channel in the flange to its supply ostyu.Vhodnoy flange may be provided by the feed groove of the cavity, located at the top of the cavity and with a rising slope towards

Перед началом исследсвания камера высокого давления 1 заполняется пористой средой с последующим насыщением ее углеводородной жидкостью и $ производится заполнение жидкостями гидравлической системы установки. Для этого при закрытых вентилях 9, 10, 13 и 18 (остальные вентили открыты) включают насос 28 высокого канала, соединяющего питающую полость ю входного фланца со второй герметичной мерной емкостью.Before the start of the study, the high-pressure chamber 1 is filled with a porous medium, followed by its saturation with a hydrocarbon liquid, and $ the hydraulic system of the installation is filled with liquids. For this, with closed valves 9, 10, 13 and 18 (the remaining valves are open), a high channel pump 28 is connected that connects the feed cavity of the input flange to the second sealed measuring tank.

На фиг. 1 приведена схема установки; на фиг. 2 - то же,в режиме прямоточного вытеснения углеводородной жид- и костищ на фиг. 3 - то же^в режиме противоточного вытеснения углеводород< ной жидкости.In FIG. 1 shows the installation diagram; in FIG. 2 - the same, in the mode of direct-flow displacement of hydrocarbon liquid and bone in FIG. 3 — same in countercurrent displacement of a hydrocarbon fluid.

Установка состоит из камеры высокого давления 1 со входным фланцем О оThe installation consists of a high-pressure chamber 1 with an inlet flange О о

Z, имеющим питающую полость 3 с ка~ . навкой 4 с подъемом в сторону каналаZ having a supply cavity of 3 s ka ~. Navka 4 with a rise in the direction of the channel

5, герметичной второй мерной емкости5, sealed second measuring tank

6, вентилей 7 - 19, трубопроводов 20 - 24 промежуточных емкостей 25 27, насоса высокого давления 28, герметичной первой мерной емкости 29, выходного фланца 30,^гманометра 31 и 'термостата 32. К входному фланцу 2 ₍ через вентиль 8 подсоединен трубопровод 20, который через вентиль 14 соединен с первой герметичной мерной емкостью 29, которая через трубопровод 24 подсоединена к вентилю 17, подсоединенным к выходному фланцу 30. Через вентили 16 и 19 и трубопровод 23 вы- ³⁵ходной фланец 30 сообщен с промежуточной емкостью 26. К трубопроводу 24 подключен манометр 31 и вентиль ,18. К трубопроводу 20 через вентиль подсоединена .промежуточная емкость6, valves 7-19, pipelines 20-24 intermediate tanks 25 27, high pressure pump 28, sealed first metering tank 29, outlet flange 30, ^g gauge 31 and 'thermostat 32. To inlet flange 2 ₍ pipeline 20 is connected via valve 8 which via a valve 14 connected to the first airtight dimensional container 29, which is connected via conduit 24 to the valve 17 connected to the outlet flange 30. through the valves 16 and 19 and conduit 23 You are a ³⁵ Khodnev flange 30 in communication with intermediate vessel 26. conduit 24 connected pressure gauge 31 and valve 18. An intermediate tank is connected to the pipe 20 through a valve.

25, снабженная вентилем 10 и трубопроводом 21 для подсоединения к насосу высокого давления 28. К насосу 28 при помощи трубопровода 22 подсоединена промежуточная емкость 27, снабженная вентилем 13. При этом промежуточная емкость 27 соединена с промежуточной емкостью 26 при помощи вентиля 12, а сама емкость 26 имеет вентиль 11. Промежуточная емкость 25 ³⁰заполняется пластовой водой, а промежуточная емкость 26 - углеводородной жидкостью, тогда как промежуточная емкость 27 служит для разделения углеводородной жидкости от масла на- *5 coca 28 и заполняется водой.25, equipped with a valve 10 and a pipe 21 for connection to a high-pressure pump 28. An intermediate tank 27 connected to a valve 13 is connected to the pump 28 via a pipe 22. In this case, the intermediate tank 27 is connected to the intermediate tank 26 by a valve 12, and the tank itself 26 has a valve 11. The intermediate tank 25 ^{30 is} filled with formation water, and the intermediate tank 26 with hydrocarbon liquid, while the intermediate tank 27 serves to separate the hydrocarbon liquid from the oil * 5 coca 28 and is filled with water.

Установка работает следующим обра— зом.Installation works as follows.

давления и последний начинает прокачивать углеводородную жидкость .из промежуточной емкости 26 через вентиль 19, трубопровод 23, вентиль 16, полость фланца 30, вентиль 17, трубопровод 24 и первую герметичную мерную емкость 29. При появлении углеводЪродной жидкости на выходе вентиля 15 последний закрывается и углеводородная жидкость начинает заполнять трубопровод 20, через вентиль 8 - питающую полость фланца 2, вторую герметичную мерную емкость. При появлении углеводородной жидкости на выходе вентиля 7 насос 28 выключают, вентили 17 и 19 закрывают, а вентили 9 и 18,открывают» Затем вновь включают насос 28 и закачивают из промежуточной емкости· 25 воду в трубопровод 20 и из него через открытый вентиль 14 в мерную .герметичную емкость 29. Вода, поступая в первую герметичную мерную емкость 29 вытесняет из нее углеводородную жидкость, которая начинает истекать из вентиля 18. По достижении верхнего уровня воды в мерной емкости 29 вентиль 18 закрывают, продолжая прокачивание воды до тех пор ,пока она не появится на выходе вентиля 7 второй герметичной мерной емкости 6. После этого насос 28 останавливают, а вентили 7 и 14 перекрывают, гидравлическая система заполнена рабочими жидкостями. При этом, водой заполнены вторая герметичная мерная емкость 6, питающая полость 3 входного фланца 2, гидравлическая линия 20 и первая герметичная мерная емкость 29. Углеводородной жидкостью заполнены камера высокого давления 1, трубопроводы 23 и > 24. Б режиме прямоточного вытеснения после проведенной подготовки открывают вентиль 19 и включают насос 28 высокого давления и создают при помощи этого насоса заданное давление в гидравлической системе, контролируемое по манометру 31. При достижении в системе заданного давления насос 28pressure and the latter begins to pump hydrocarbon fluid. from the intermediate tank 26 through valve 19, pipe 23, valve 16, the cavity of the flange 30, valve 17, pipe 24 and the first sealed measuring tank 29. When a hydrocarbon fluid appears at the outlet of valve 15, the latter closes and the hydrocarbon the liquid begins to fill the pipeline 20, through the valve 8 - the supply cavity of the flange 2, the second sealed measuring tank. When a hydrocarbon liquid appears at the outlet of valve 7, pump 28 is turned off, valves 17 and 19 are closed, and valves 9 and 18 are opened. Then, pump 28 is turned on again and water is pumped from intermediate tank · 25 into pipeline 20 and from it through open valve 14 to Hermetic measuring tank 29. Water entering the first hermetic measuring tank 29 displaces hydrocarbon liquid from it, which begins to flow out of valve 18. Upon reaching the upper water level in the measuring tank 29, valve 18 is closed, continuing to pump water until it not appears at the outlet of the valve 7 of the second sealed measuring tank 6. After that, the pump 28 is stopped, and the valves 7 and 14 are closed, the hydraulic system is filled with working fluids. At the same time, the second sealed measuring tank 6, the supply cavity 3 of the inlet flange 2, the hydraulic line 20 and the first sealed measuring tank 29 are filled with water. The high-pressure chamber 1, pipelines 23 and> 24 are filled with hydrocarbon liquid. valve 19 and turn on the high-pressure pump 28 and use this pump to create a predetermined pressure in the hydraulic system, controlled by a pressure gauge 31. When the system reaches a predetermined pressure, the pump 28

898299 6 отключают, вентили 9 и 19 закрывают, а вентиль 14 открывают. При этом вся гидравлическая система находится под одним и тем же давлением, заданным испытателем и под этим же давлением 5 начинается и протекает процесс капиллярного йытеснения углеводородной жидкости из пористой среды камеры высокого давления 1 водой (фиг.2). Пористая,среда, заполняющая камеру 10 высокого давления 1, обладает гидрофильными свойствами, вследствие чего силы смачивания между водой и пористой средой больше сил смачивания между углеводородной жидкостью и порис- 15 той средой. Поэтому вода начинает вытеснять углеводородную жидкость из пор пористой среды. Это вытеснение происходит,как, согласно движению воды, прямоточно, так и против движе- 20 ния воды, противоточно. При этом, противоточно вытесненная углеводородная жидкость попадает в питающую полость 3 входного фланца 2, и по канавке 4 попадает в канал 5, а затем 25 во вторую герметичную мерную емкость 6, в которой и производится измерение объема противоточно вытесненной углеводородной жидкости. Прямоточно вытесненная углеводородная жидкость 30 через выходной фланец 30, вентиль 17 и трубопровод 24 попадает в первую герметичную мер’ную емкость, где и производят измерение ее объема.898299 6 is turned off, valves 9 and 19 are closed, and valve 14 is opened. In this case, the entire hydraulic system is under the same pressure set by the tester and under the same pressure 5, the process of capillary displacement of the hydrocarbon liquid from the porous medium of the high-pressure chamber 1 with water begins and proceeds (Fig. 2). The porous medium filling the high-pressure chamber 10 1 has hydrophilic properties, as a result of which the wetting forces between water and the porous medium are greater than the wetting forces between the hydrocarbon liquid and the porous medium. Therefore, water begins to displace the hydrocarbon fluid from the pores of the porous medium. This displacement occurs, as, according to the movement of water, straight-through, and against the movement of water, counter-current. In this case, the countercurrently displaced hydrocarbon liquid enters the feed cavity 3 of the inlet flange 2, and through the groove 4 enters the channel 5, and then 25 into the second sealed measuring tank 6, in which the volume of the countercurrently displaced hydrocarbon liquid is measured. Directly displaced hydrocarbon fluid 30 through the outlet flange 30, valve 17 and pipe 24 enters the first sealed measuring container, where they measure its volume.

В режиме противоточного вытеснения после заполнения гидравлической системы рабочими жидкостями, закрывают вентили 16 и 17 и при открытых вентилях 9 и 14 включают насос 28, создавая в последнем требуемое дав40 ление в системе. По достижении требуемого давления насос 28 отключают и закрывают вентиль 8. Начинается процесс капиллярного вытеснения углеводородной жидкости. При этом вода из питающей полости 3 входного фпанца 2 внедряется в пористую среду камеры 1, а вытесняемая углеводородная жидкость движется против направления движения воды и поступает в полость о 50In countercurrent displacement mode, after filling the hydraulic system with working fluids, the valves 16 and 17 are closed and, with the valves 9 and 14 open, turn on the pump 28, creating the required pressure in the system in the latter. Upon reaching the required pressure, the pump 28 is turned off and the valve 8. The process of capillary displacement of the hydrocarbon liquid begins. In this case, water from the supply cavity 3 of the inlet flange 2 is introduced into the porous medium of chamber 1, and the displaced hydrocarbon fluid moves against the direction of water movement and enters the cavity about 50

3, и из нее во вторую герметичную мерную емкость 6, где и производят измерение ее объема. Вытеснение углеводородной жидкости из пористой среды происходит до тех пор, пока есть запас воды в питающей полости 3 вход-®⁵ного фланца 2. Поэтому объем питающей полости должен быть равен или несколько больше объема камеры 1 за вычетом объема, занимаемого пористой средой.3, and from it to the second sealed measuring tank 6, where they measure its volume. The displacement of the hydrocarbon fluid from the porous medium occurs as long as there is a supply of water in the supply cavity 3 of the inlet ® ⁵ flange 2. Therefore, the volume of the supply cavity must be equal to or slightly greater than the volume of chamber 1 minus the volume occupied by the porous medium.

Установка позволяет повысить точность измерения объема вытесненной углеводородной жидкости за счет одновременного и раздельного определения объемов прямоточно и противоточно вытесненной углеводородной жидкости обеспечивает более тонкое изучение механизма нефтеотдачи пласта и позволяет выработать мероприятия по увеличению количества добываемой нефти как на новых, так и особенно на старых площадяк.The installation allows to increase the accuracy of measuring the volume of the displaced hydrocarbon liquid due to the simultaneous and separate determination of the volumes of the straight-through and counter-flow displaced hydrocarbon liquid provides a more refined study of the oil recovery mechanism and allows you to develop measures to increase the amount of oil produced both in new and especially in the old platforms.

Claims

3898 with a supply cavity facing the internal cavity of the chamber, the second hermetic measuring capacitance is installed on the inlet flange and connected with a channel in the flange to its feeding cavity. The input flange can be provided on the side of the feeding cavity with a groove placed in the upper part of the cavity and with a lift in the direction of the channel connecting the feeding cavity of the inlet flange with the second sealed measuring container. FIG. 1 shows the installation diagram; in fig. 2 is the same in the mode of direct displacement of the hydrocarbon fluid in FIG. 3 - the same in the mode of displacement of a hydrocarbon countercurrent 1H liquid. The installation consists of a high pressure chamber 1 with an inlet flange 2 having a supply cavity 3 with a ca-. 4 with a lift in the direction of the channel 5, the sealed second measuring tank 6, the valves 7 to 19, the piping 20 to 24 intermediate tanks 25 27, the high pressure pump 28, the sealed first measuring tank 29, the output flange 30, the pressure gauge 31 and the thermostat 32. A pipeline 20 is connected to the input flange 2 through a valve 8, which is connected through valve 14 to a first sealed measuring vessel 29, which is connected through pipe 24 to a valve 17 connected to an output flange 30. Through a valve 16 and 19 and pipe 23, the output flange 30 communicates from between precise capacitance 26. A pressure gauge 31 and a valve 18 are connected to the pipeline 24. An intermediate tank 25 is connected to the pipeline 20 through a valve 9, equipped with a valve 10 and a pipeline 21 for connection to a high-pressure pump 28. An intermediate one is connected to the pump 28 by a pipeline 22. a tank 27 provided with a valve 13. Here, the intermediate tank 27 is connected to the intermediate tank 26 by means of the valve 12, and the tank 26 itself has a valve 11. The intermediate tank 25 is filled with formation water, and the intermediate tank 26 is filled with carbohydrate one liquid, while the intermediate tank 27 serves to separate the hydrocarbon liquid from the oil of the pump 28 and is filled with water. The installation works as follows. Before starting the study, the high pressure chamber 1 is filled with a porous medium, followed by saturating it with a hydrocarbon liquid, and the installation is filled with liquids from the hydraulic system. To do this, with the valves 9, 10, 13 and 18 closed (the remaining valves are open), the high-pressure pump 28 is turned on and the latter starts / rovers the hydrocarbon fluid from the intermediate tank 26 through the valve 19, the pipeline 23, the valve 16, the flange cavity 30, the valve 17, the pipe 24 and the first sealed measuring tank 29. When a hydrocarbon liquid is released at the outlet of the valve 15, the latter closes and the hydrocarbon liquid begins to fill the pipe 20, through the valve 8 - the feeding cavity of the flange 2, the second sealed measuring tank. When a hydrocarbon fluid appears at the outlet of the valve 7, the pump 28 is turned off, the valves 17 and 19 are closed, and the valves 9 and 18 are opened. Then the pump 28 is again switched on and water is pumped from the intermediate tank 25 into the pipeline 20 and out of it through the open valve 14 into the measured Hermetic tank 29. Water entering the first sealed measuring tank 29 displaces the hydrocarbon liquid from it, which begins to flow out of the valve 18. When the upper water level in the measuring tank 29 is reached, the valve 18 is closed, continuing to pump water until it reaches n It is fitted at the outlet of the valve 7 of the second sealed measuring container 6. After that, the pump 28 is stopped, and the valves 7 and 14 are closed, the hydraulic system is filled with working fluids. At the same time, the second sealed pressure vessel 6 is filled with water, feeding the cavity 3 of the inlet flange 2, the hydraulic line 20, and the first sealed pressure vessel 29. The hydrocarbon liquid is filled with the high pressure chamber I, the pipelines 23 and. 24. In the mode of continuous displacement, after the preparation carried out, the valve 19 is opened and the pump 28 is turned on under high pressure and the pressure is set in the hydraulic system using this pump, controlled by the pressure gauge 31. When the pressure 28 is reached in the system, the valves 9 and 19 close, and the valve 14 is opened. At the same time, the entire hydraulic system is under the same pressure set by the tester and under the same pressure the process of capillary forcing the hydrocarbon liquid from the porous medium of the high pressure chamber 1 with water begins (Fig. 2). The porous medium filling the high-pressure chamber 1 has hydrophilic properties, as a result of which the wetting forces between water and the porous medium are greater than the wetting forces between the hydrocarbon fluid and the porous medium. Therefore, water begins to displace the hydrocarbon liquid from the pores of the porous medium. This displacement occurs, both according to the movement of water, flowing, and against the movement of water, countercurrent. In this case, the countercurrently displaced hydrocarbon into the liquid enters the supply cavity 3 of the inlet flange 2, and through the groove 4 enters the channel 5, and then into the second sealed measuring tank 6, in which the volume measurement of the countercurrent extruded hydrocarbon liquid is taken. The hydrocarbon liquid is forced out through the output flange 30, valve 17 and pipe 24 into the first sealed measuring tank, where its volume is measured. In countercurrent mode, after the hydraulic system is filled with working fluids, valves 16 and 17 are closed and, with valves 9 and 14 open, the pump 28 is turned on, creating the required pressure in the system in the latter. When the required pressure is reached, the pump 28 is turned off and the valve B is closed. The process of capillary displacement of the arterial fluid begins. At the same time, water from the feed cavity 3 of the inlet flange 2 is introduced into the porous medium of chamber 1, and the displaced hydrocarbon fluid moves against the direction of water movement and enters the cavity 3, and from it into the second sealed first measuring tank 6, where it is measured its volume. Displacement of the carbon-hydrogen fluid from the porous medium occurs as long as there is a supply of water in the supply cavity 3 of the inlet flange 2. Therefore, the volume of the supply cavity must be equal to or slightly larger than the volume of chamber 1 minus the volume occupied by the porous medium. The installation improves the accuracy of measuring the volume of the displaced hydrocarbon fluid by simultaneously and separately determining the volumes of the flowed and countercurrently displaced hydrocarbon fluid provides a more detailed study of the mechanism of oil recovery and allows you to work out measures to increase the amount of oil produced on both new and Old Town Square Claim 1. An installation for the study of capillary phenomena in a porous medium at high pressures and temperatures, comprising a pressurized high-pressure chamber filled with a porous medium saturated with hydrocarbon fluid, with inlet and outlet flanges installed on the ends of the chamber, hermetic measuring capacitance connected through the flanges to the chamber, differently so that, in order to measure the accuracy of the volume of the displaced hydrocarbon fluid, it contains a second hermetic measuring container, the inlet flange Completed with the supply cavity facing the internal cavity of the chamber, and the second sealed measuring capacitance is installed at the inlet side and through its channel is connected to the supply cavity of the input flange. 2. Installation according to claim 1, characterized in that the entrance fpanetz is provided on the side of the internal cavity with a groove placed in the upper part of the cavity and with a rise in the direction of the channel connecting the supply cavity of the input flange with the second hermetic measuring capacity. Sources of information taken into account at the first expert examination. 1. USSR author's certificate No. 269036, cl. G 01 N 15/08, 1967.

2. USSR author's certificate number 515973., cl. G 01 N 15/08, 1976 (prototype).