RU155978U1 - DEVICE FOR DETERMINING PHASE PERMEABILITY - Google Patents

Abstract

Устройство для определения фазовых проницаемостей, содержащее кернодержатель с установленным в нем в резиновой манжете исследуемым образцом, термостат, обеспечивающий поддержание постоянной температуры в исследуемом образце, плунжерные насосы для подачи в исследуемый образец рабочих жидкостей (нефти и воды) при пластовом давлении, насос для создания горного давления, трубопроводы для подачи и отвода рабочих жидкостей, регулятор противодавления, контейнеры с рабочими жидкостями, мерную колбу для измерения уровня жидкости на выходе из кернодержателя, датчики давления, дифференциальный манометр для измерения перепада давления на исследуемом образце, перепускной канал, соединяющий входной трубопровод с выходным, отличающееся тем, что дополнительно содержит электромагнитный клапан, установленный в перепускном канале, и блок управления, соединенный с электромагнитным клапаном и дифференциальным манометром.A device for determining phase permeabilities, containing a core holder with a test sample installed in it in a rubber cuff, a thermostat that maintains a constant temperature in the test sample, plunger pumps for supplying working fluids (oil and water) to the test sample at reservoir pressure, a pump for creating a mining pressure, pipelines for supplying and discharging working fluids, back pressure regulator, containers with working fluids, volumetric flask for measuring the level of liquid at the outlet of a core holder, pressure sensors, a differential pressure gauge for measuring the pressure drop across the test sample, a bypass channel connecting the input pipe to the output pipe, characterized in that it further comprises an electromagnetic valve installed in the bypass channel, and a control unit connected to the electromagnetic valve and differential pressure gauge.

Description

Полезная модель относится к области исследования фазовых проницаемостей коллекторов нефти и газа и может быть использовано при решении большого числа геопромысловых задач.The utility model relates to the field of studying the phase permeability of oil and gas reservoirs and can be used to solve a large number of geo-field problems.

Известно устройство для определения фазовых проницаемостей в пластовых условиях (RU 108105, 10.09.2011), которое содержит плунжерные насосы, обеспечивающие подачу в образец нефти и воды при пластовом давлении, кернодержатель, предназначенный для установки в нем в резиновой манжете исследуемого образца, контейнеры с рабочими жидкостями, регулятор противодавления, мерную колбу для измерения уровня жидкости на выходе из кернодержателя, термостат, обеспечивающий поддержание постоянной температуры в исследуемом образце, дифференциальный манометр для измерения перепада давления на исследуемом образце, перепускной канал с вентилем, соединяющий входной трубопровод с выходным.A device is known for determining phase permeabilities in reservoir conditions (RU 108105, 09/10/2011), which contains plunger pumps that supply oil and water to the sample at reservoir pressure, a core holder designed to be installed in the rubber cuff of the test sample, containers with working liquids, backpressure regulator, volumetric flask for measuring the liquid level at the outlet of the core holder, thermostat to maintain a constant temperature in the test sample, differential pressure gauge to measure the pressure drop across the test sample, a bypass channel with a valve connecting the inlet to the outlet.

Недостатком описанного устройства является значительная продолжительность процесса определения фазовых проницаемостей.The disadvantage of the described device is the significant duration of the process of determining phase permeabilities.

Задачей предлагаемого технического решения является сокращение времени и трудоемкости при определении фазовых проницаемостей путем автоматизации процессов открытия и закрытия перепускного канала, соединяющего входной трубопровод с выходным.The objective of the proposed technical solution is to reduce the time and complexity in determining phase permeability by automating the processes of opening and closing the bypass channel connecting the input pipe to the output pipe.

Решение указанной задачи достигается тем, что, согласно известному устройству, включающему плунжерные насосы, обеспечивающие подачу в образец нефти и воды при пластовом давлении, насос для создания горного давления, кернодержатель с установленным в нем в резиновой манжете исследуемым образцом, контейнеры с рабочими жидкостями, регулятор противодавления, мерную колбу для измерения уровня жидкости на выходе из кернодержателя, термостат, обеспечивающий поддержание постоянной температуры в исследуемом образце, дифференциальный манометр для измерения перепада давления на исследуемом образце, перепускной канал, соединяющий входной трубопровод с выходным, предлагаемое устройство содержит электромагнитный клапан, установленный в перепускном канале, и блок управления, соединенный с электромагнитным клапаном и дифференциальным манометром.The solution to this problem is achieved by the fact that, according to the known device, including plunger pumps, which supply oil and water to the sample at reservoir pressure, a pump for creating rock pressure, a core holder with a test sample installed in it in a rubber cuff, containers with working fluids, a regulator back pressure, volumetric flask for measuring the liquid level at the outlet of the core holder, a thermostat to maintain a constant temperature in the test sample, differential pressure gauge for measuring the pressure drop across the test sample, the bypass channel connecting the inlet to the outlet, the proposed device contains an electromagnetic valve installed in the bypass channel, and a control unit connected to the electromagnetic valve and differential pressure gauge.

Непосредственно эксперимент по определению фазовой проницаемости включает в себя ряд режимов (опытов), при проведении которых нефть и вода подаются в образец в определенном соотношении, которое от опыта к опыту меняется, при этом суммарный расход обеих фаз остается постоянным.The direct experiment to determine the phase permeability includes a number of modes (experiments), during which oil and water are supplied to the sample in a certain ratio, which varies from experiment to experiment, while the total flow rate of both phases remains constant.

Для сокращения времени проведения эксперимента допускается на каждом режиме начинать фильтрацию на скорости в 5-10 раз выше рабочей для более быстрого установления насыщенности, соответствующей данному соотношению нефти и воды в потоке. После прокачки нефти и воды при заданном соотношении в количестве 2-3 пор образца на повышенной скорости, необходимо перейти на рабочую скорость, и продолжить закачку жидкостей до достижения установившейся стационарной фильтрации.To reduce the time of the experiment, it is allowed at each mode to begin filtering at a speed of 5-10 times higher than the working one to more quickly establish the saturation corresponding to a given ratio of oil to water in the stream. After pumping oil and water at a given ratio in the amount of 2-3 pores of the sample at an increased speed, it is necessary to switch to operating speed and continue pumping fluids until steady steady-state filtration is achieved.

При прокачке жидкости через образец на повышенной скорости вследствие малой проницаемости образца быстро нарастает давление на входе в кернодержатель до предельно допустимых значений. Для снижения давления жидкости на входе до заданной величины рабочего давления при сохранении повышенной скорости прокачки, часть рабочей жидкости подается на выход кернодержателя, для чего открывается электромагнитный клапан, установленный в перепускном канале, соединяющем входной трубопровод с выходным. При этом керн оказывается в условиях, близких к условиям горной породы. После установления давления на выходе, равного давлению на входе, электромагнитный клапан на перепускном канале закрывается, и процесс фильтрации осуществляется в обычном порядке. Установление давления рабочей жидкости на выходе из кернодержателя позволит осуществлять фильтрацию на повышенной скорости более продолжительное время.When pumping liquid through the sample at an increased speed due to the low permeability of the sample, the pressure at the inlet to the core holder rapidly increases to the maximum permissible values. To reduce the fluid pressure at the inlet to a predetermined value of the working pressure while maintaining an increased pumping speed, part of the working fluid is fed to the core holder outlet, which opens the solenoid valve installed in the bypass channel connecting the input pipe to the output pipe. In this case, the core is in conditions close to the conditions of the rock. After establishing the outlet pressure equal to the inlet pressure, the solenoid valve on the bypass channel closes, and the filtering process is carried out in the usual manner. Setting the pressure of the working fluid at the outlet of the core holder will allow filtering at an increased speed for a longer time.

Данное устройство особенно актуально для малопроницаемых образцов керна.This device is especially relevant for low permeability core samples.

На чертеже изображена гидравлическая схема предлагаемого устройства.The drawing shows a hydraulic diagram of the proposed device.

Устройство включает кернодержатель 1 с установленным в нем в резиновой манжете исследуемым образцом, термостат 2, обеспечивающий поддержание постоянной температуры в исследуемом образце, плунжерные насосы 3 и 4, обеспечивающие подачу в образец соответственно нефти и воды при пластовом давлении, насос для создания горного давления 5, трубопроводы для подачи 6 и отвода 7 рабочих жидкостей, перепускной канал 8 с электромагнитным клапаном 9, контейнеры с рабочими жидкостями 10, регулятор противодавления 11, мерную колбу для измерения уровня жидкости на выходе из кернодержателя 12, датчики давления 13, дифференциальный манометр 14 для измерения перепада давления на исследуемом образце, блок управления 15, соединенный с электромагнитным клапаном 9 и дифференциальным манометром 14.The device includes a core holder 1 with a test sample installed in it in a rubber cuff, a thermostat 2, which ensures constant temperature in the test sample, plunger pumps 3 and 4, which supply oil and water, respectively, at reservoir pressure, a pump for creating rock pressure 5, pipelines for supplying 6 and discharging 7 working fluids, a bypass channel 8 with a solenoid valve 9, containers with working fluids 10, back pressure regulator 11, volumetric flask for measuring liquid level at the outlet of the core holder 12, pressure sensors 13, a differential pressure gauge 14 for measuring the pressure drop across the test sample, a control unit 15 connected to an electromagnetic valve 9 and a differential pressure gauge 14.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Рабочая жидкость (вода, нефть или их смеси в разных соотношениях) плунжерными насосами высокого давления 3 и 4 подается на вход кернодержателя 1. При достижении максимально допустимого значения перепада давления блок управления 15 подает сигнал на открытие электромагнитного клапана 9. При этом часть рабочей жидкости по перепускному каналу 8 поступает с входа кернодержателя на выход, чем обеспечивается подъем давления рабочей жидкости на выходе. Когда давления на входе и выходе выравниваются (значение перепада давлений становится равным нулю), блок управления 15 подает сигнал на закрытие электромагнитного клапана 9 и процесс фильтрации продолжается обычным порядком. За счет быстрого поднятия давления на выходе кернодержателя, может быть увеличено время прокачки рабочей жидкости с увеличенной скоростью. За счет автоматизации процесса перепуска рабочей жидкости с входа на выход, осуществляемого с помощью электромагнитного клапана 9 и блока управления 15, снижается время и трудоемкость проведения эксперимента (исследования).The working fluid (water, oil or their mixtures in different ratios) is supplied with the high pressure plunger pumps 3 and 4 to the input of the core holder 1. Upon reaching the maximum permissible differential pressure, the control unit 15 sends a signal to open the electromagnetic valve 9. In this case, part of the working fluid the bypass channel 8 comes from the input of the core holder to the output, thereby ensuring a rise in the pressure of the working fluid at the output. When the inlet and outlet pressures are equalized (differential pressure becomes zero), the control unit 15 sends a signal to close the solenoid valve 9 and the filtering process continues in the usual manner. Due to the rapid increase in pressure at the outlet of the core holder, the pumping time of the working fluid with increased speed can be increased. Due to the automation of the process of bypassing the working fluid from the input to the output, carried out using the electromagnetic valve 9 and the control unit 15, the time and laboriousness of the experiment (research) is reduced.

Каждый режим прокачки продолжается до наступления установившейся стационарной фильтрации, что фиксируется по показаниям дифференциального манометра 14 и замерам электрического сопротивления на исследуемом образце, после чего начинается новый опыт при другом соотношении нефти и воды в потоке. Число режимов должно быть не менее пяти.Each pumping mode continues until steady steady-state filtration sets in, which is recorded according to the differential pressure gauge 14 and electrical resistance measurements on the test sample, after which a new experiment begins with a different ratio of oil to water in the stream. The number of modes must be at least five.

По измеренным соотношениям перепада давления для фиксированных соотношений нефти и воды рассчитываются фазовые проницаемости по уравнению Дарси:Based on the measured pressure differential ratios for fixed ratios of oil and water, the phase permeabilities are calculated using the Darcy equation:

,

,

где i - режим (расход по нефти и воде);where i is the mode (oil and water consumption);

j - фаза (вода, нефть);j is the phase (water, oil);

Q - расход флюида, мл/с;Q - fluid flow rate, ml / s;

µ - вязкость флюида, мПа·с;µ — fluid viscosity, MPa · s;

L - длина образца, м;L is the length of the sample, m;

ΔP - разность давлений на образце (дифференциальное давление), кПа;ΔP is the pressure difference across the sample (differential pressure), kPa;

F - площадь поперечного сечения образца, м².F is the cross-sectional area of the sample, m ² .

Использование предложенного устройства позволит увеличить производительность проведения исследования фазовых проницаемостей за счет сокращения времени и трудоемкости проведения экспериментов по фильтрации рабочей жидкости через исследуемый образец керна.Using the proposed device will increase the performance of the study of phase permeability by reducing the time and complexity of experiments on filtering the working fluid through the core sample.

Claims (1)

Устройство для определения фазовых проницаемостей, содержащее кернодержатель с установленным в нем в резиновой манжете исследуемым образцом, термостат, обеспечивающий поддержание постоянной температуры в исследуемом образце, плунжерные насосы для подачи в исследуемый образец рабочих жидкостей (нефти и воды) при пластовом давлении, насос для создания горного давления, трубопроводы для подачи и отвода рабочих жидкостей, регулятор противодавления, контейнеры с рабочими жидкостями, мерную колбу для измерения уровня жидкости на выходе из кернодержателя, датчики давления, дифференциальный манометр для измерения перепада давления на исследуемом образце, перепускной канал, соединяющий входной трубопровод с выходным, отличающееся тем, что дополнительно содержит электромагнитный клапан, установленный в перепускном канале, и блок управления, соединенный с электромагнитным клапаном и дифференциальным манометром.

A device for determining phase permeabilities, containing a core holder with a test sample installed in it in a rubber cuff, a thermostat that maintains a constant temperature in the test sample, plunger pumps for supplying working fluids (oil and water) to the test sample at reservoir pressure, a pump for creating a mining pressure, pipelines for supplying and discharging working fluids, back pressure regulator, containers with working fluids, volumetric flask for measuring the level of liquid at the outlet of a core holder, pressure sensors, a differential pressure gauge for measuring the pressure drop across the test sample, a bypass channel connecting the input pipe to the output pipe, characterized in that it further comprises an electromagnetic valve installed in the bypass channel, and a control unit connected to the electromagnetic valve and differential pressure gauge.

Images