ДЕРЖАТЕЛЬ ПОРИСТЫХ ОБРАЗОВ, СИСТЕМА И СПОСОБ ИХ ИССЛЕДОВАНИЯ Российский патент 2023 года по МПК E21B49/00 

Область техники

[0001] Заявленное изобретение может применяться в отрасли нефтегазодобывающей промышленности и инженерной геофизике и относится к области электротехники, а также к методам исследования фильтрационных свойств породы с целью извлечения нефти с помощью ее вытеснения различными флюидами. Настоящее изобретение относится в том числе к гидравлическим системам и системам с поворотным механизмом.

Уровень техники

[0002] Гидравлическая система представляет собой совокупность элементов и механизмов, обеспечивающих воздействие на текучее вещество для различных целей. Такие системы находят применение во многих сферах человеческой деятельности, в числе которых промышленность, строительство, геофизика, сельское хозяйство и другие. Данная технология в геофизике в том числе применяется при исследовании свойств образцов породы и различных флюидов. В этом случае система включает в себя кернодержатель – устройство, позволяющее смоделировать физическое состояние пористого образца породы и процессы, происходящие вследствие естественных причин или человеческой деятельности.

[0003] На данный момент для описания процессов вытеснения нефти и газа водой, проведения оценки флюидонасыщенности и получения распределения фронта движения флюида используются системы, включающие плунжеры, для создания пластовых условий в экспериментах по исследованию образца керна или пропанта. Обычно плунжеры,

зажимающие образцы керна с двух сторон, долго и трудно разбираются ввиду того, что соединение плунжеров и системы подачи давления должно иметь очень плотный контакт для прохождения флюида и удержания высокого давления. Тем не менее, медленная и трудозатратная разборка приводит к низкой эффективности проведения экспериментов. Другая проблема кроется в моделировании пластовых условий. Влияние гравитации, температуры и давления на динамику течения флюидов в пласте может являться ключевым параметром в ходе разработки месторождения. Известны несколько устройств и способов, позволяющих провести лабораторные исследования скважинного материала нефтегазовых месторождений, в том числе образцов керна пород и пластового флюида.

[0004] Известно решение (RU 2775372 C1; опубл. 30.06.2022; МПК: G01N 15/08, G01N 25/58), раскрывающее автоматизированную установку для исследований фильтрационных пластовых процессов, содержащую 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.

[0005] К недостаткам указанной установки относится отсутствие возможности поворота кернодержателя на заданный угол. В результате система не может обеспечить высокую точность моделирования пластовых процессов. Кроме того, в описании не раскрыт механизм соединения плунжеров с образцами керна, а также возможность их дополнительной фиксации в кернодержателе, что ограничивает скорость и надежность фиксации образцов.

[0006] Известно другое близкое к заявляемому решение (RU 160842 U1; опубл. 10.04.2016; МПК: G09B 23/40, E21C 39/00), в котором раскрыта секционная модель пласта, включающая камеру, манжету, входной фланец, отличающаяся тем, что она состоит из равных по длине секций модели пласта, каждая из которых выполнена как внешняя полая цилиндрическая камера, выполненная с кольцевыми буртами на концах, по периметру которых размещены сквозные отверстия, на входной и выходной секциях модели пласта установлены фланцы с центральными капиллярными каналами, в верхней части каждой секции модели пласта установлены штуцера с датчиками давления и температуры, соединенные общим датчиком давления и температуры, внутри каждой секции модели пласта расположена манжета с возможностью размещения в ней образца керна, выполненная по длине с зазором, большим, чем внешняя полая цилиндрическая камера, с кольцевыми буртами на концах для соединения секций модели пласта между собой посредством вставки бурта манжеты во внутреннее отверстие втулки, выполненной с верхним отверстием для установки в него датчиков давления и температуры.

[0007] В число недостатков данной полезной модели также входит отсутствие быстросъемного соединения плунжеров с образцами керна. В результате кернодержатель не может обеспечить высокую скорость и надежность фиксации образцов. Кроме того, кольцевые бурты относительно долго демонтируются и являются довольно массивными, дополнительно утяжеляя установку.

[0008] Другое изобретение (US 9903826 B2; опубл. 27.02.2018; МПК: G01N23/046, G01N23/20025, G01N33/241, G01N2223/616) раскрывает систему для проведения испытания керна заводнением, содержащую держатель керна, выполненного с возможностью соединения с системой компьютерного томографа (КТ) для контроля флюидонасыщенности керна, содержащего образец горной породы; и втулку сердечника, предназначенную для размещения в держателе сердечника, держатель сердечника и втулку сердечника, разделенные ограничивающим пространством, втулку сердечника для приема сердечника, при этом втулка сердечника выполнена с возможностью контакта с сердечником в ответ на прилагаемое ограничивающее давление к муфте керна в ограничивающем пространстве и быть отделенным от керна в ответ на удаление ограничивающего давления, создавая пространство разрыва между керном и муфтой керна, и при этом керн сконфигурирован для приема нагнетаемого углеводорода; нагнетательную пластину, прикрепленную к первому концу кернодержателя для передачи нагнетаемых флюидов в керн, нагнетательная пластина содержит крышку нагнетательного конца, сужающуюся по существу до соответствия внутреннему диаметру втулки керна для герметизации нагнетательной пластины и втулки керна; а также производственную пластину, прикрепленную ко второму концу держателя керна, для сбора по меньшей мере части углеводорода, добытого из керна.

[0009] Также в заявке раскрыта система для проведения испытания керна заводнением, содержащая держатель керна, выполненную с возможностью соединения с системой компьютерного томографа (КТ) для контроля флюидонасыщенности керна, содержащего образец горной породы; и втулку сердечника, предназначенную для размещения в держателе сердечника, держатель сердечника и втулку сердечника, разделенные ограничивающим пространством, втулку сердечника для приема сердечника, при этом втулка сердечника выполнена с возможностью контакта с сердечником в ответ на прилагаемое ограничивающее давление к гильзе сердечника в ограничивающем пространстве и быть отделенным от сердечника в ответ на снятие ограничивающего давления, создавая пространство разрыва между сердечником и гильзой сердечника; а также пластину для нагнетания, прикрепленную к первому концу держателя керна, для передачи нагнетаемых флюидов в керн, пластина для нагнетания содержит колпачок на конце для нагнетания, по существу соответствующий внутреннему диаметру втулки для керна, для герметизации плиты для нагнетания и втулки для керна.

[0010] Из патента также известен метод испытания керна с заводнением, включающий выполнение первого испытания керна заливкой керна внутри кернодержателя, при этом кернодержатель установлен в горизонтальном положении; выполнение второго испытания керна заливкой керна внутри кернодержателя, при этом кернодержатель установлен в вертикальной ориентации; а также оценка гравитационного воздействия на добычу углеводородов на основе сравнения результатов первого испытания заводнения керна и второго испытания заводнения керна.

[0011] Недостатки данных систем и метода также состоят в том, что возможность поворота кернодержателя на заданный угол имеется, но она обусловлена использованием столика сканера КТ, угол поворота отсчитывается относительно горизонтальной оси

столика, а сам механизм поворота не раскрыт подробно в тексте. Кроме того, механизм соединения плунжеров с образцами керна выполнен массивным и не может быть быстро разобран ввиду использования по крайней мере 8 винтов и гаек, что ограничивает скорость и надежность фиксации образцов. В результате система также не может обеспечить высокую точность моделирования пластовых процессов.

[0012] Известно также другое решение (US 11435299 B2; опубл. 06.09.2022; МПК: G01N23/046, G01N33/24, G06T11/008, G06T7/0004, G01N2223/419, G01N2223/616, G06T2207/10081, G06T2207/30181), в котором описан способ определения свойств образца керна, включающий размещение образца керна пласта в камере давления узла кернодержателя; приложение одного или нескольких давлений к образцу керна в камере давления; получение по меньшей мере одного компьютерно-томографического изображения образца керна; и на основе по меньшей мере одного компьютерного томографического изображения образца керна определение по меньшей мере одного свойства образца керна в зависимости от приложенного одного или нескольких давлений, и система анализа керна для определения свойств образца керна, содержащая узел держателя сердечника; компьютерный томограф; и систему управления анализом керна, функционально соединенную с узлом держателя керна и устройством формирования изображений компьютерной томографии, при этом система управления анализом керна содержит хотя бы один процессор; и по меньшей мере один энергонезависимый машиночитаемый носитель данных, на котором хранятся инструкции, выполнение которых по меньшей мере одним процессором приводит к тому, что система анализа керна выполняет следующие шаги: прикладывает через узел держателя керна одно или несколько давлений к образцу керна пласта, расположенному внутри узла держателя керна; вращает узел держателя сердечника вокруг центральной продольной оси узла держателя сердечника; получает с помощью формирователя изображения компьютерной томографии серию компьютерных томографических изображений образца керна при различных шагах вращения узла держателя керна; создает на основе серии компьютерных томографических изображений образца керна трехмерное представление по меньшей мере части образца керна с использованием радонового преобразования; а также измеряет смещение по крайней мере одной характеристики образца керна из-за приложенного давления.

[0013] Недостатки данного изобретения также состоят в том, что возможность поворота кернодержателя на заданный угол имеется, но угол поворота отсчитывается от центральной оси образца, а сам механизм поворота не раскрыт подробно в тексте. Кроме того, механизм соединения плунжеров с образцами керна выполнен массивным, что ограничивает скорость и надежность фиксации образцов. В результате система также не может обеспечить высокую точность моделирования пластовых процессов.

[0014] Недостатком всех упомянутых решений является недостаточно хорошее качество моделирования процессов вытеснения флюидов и фильтрационных экспериментов в целом, связанная с отсутствием возможности поворота кернодержателя относительно оси, поворачивающей образцы из горизонтального положения в вертикальное. Кроме того, соединения, раскрытые в уровне техники, не обладают достаточной быстросъемностью и надежностью, что также затрудняет проведение большого числа экспериментов ввиду больших затрат времени на подготовку кернодержателя и образцов керна.

Сущность изобретения

[0015] Задачей настоящего изобретения является создание системы исследования пористых образцов, обладающей повышенной эффективностью, обусловленной в том числе возможностью регулирования положения держателя пористых образцов в пространстве, а именно его угла наклона, и созданием держателя, способного к быстрой сборке и разборке для помещения в него пористых образцов, а также разработка способа, поддерживающего заявляемую эффективность.

[0016] Данная задача решается за счет достижения заявляемым изобретением технического результата, заключающегося в повышении эффективности исследований фильтрационных пластовых процессов, в том числе за счет расширения функциональных возможностей системы исследования пористых образцов и повышенной скорости проведения исследования. Результат достигается также за счет наличия поворотного механизма, осуществляющего поворот держателя пористых образцов на заданный угол, что позволяет проводить эксперименты при различных положениях образца. Кроме того, результат достигается за счет выполнения соединения держателя с устройством обеспечения давления быстросъемным в виде байонетного соединения, что позволяет обеспечить надежность соединения в ходе подачи давления и флюидов и быстроту подготовки держателя к экспериментам.

[0017] Держатель пористых образцов содержит по крайней мере одну манжету, расположенную внутри корпуса держателя и в которую помещается по крайней мере один пористый образец, при этом манжета с по крайней мере одним образцом ограничена с двух сторон устройством обеспечения давления, причем корпус ограничен с двух сторон фланцами таким образом, что по крайней мере один из фланцев соединен с устройством обеспечения давления, сообщенным с держателем посредством по крайней мере одной линии подачи давления и линий подачи жидкости, по которым осуществляется прохождение вытесняющего и вытесняемого флюидов через пористый образец, при этом устройство обеспечения давления имеет байонетное соединение с фланцами, выполненное в виде по крайней мере одного запирающего элемента на устройстве обеспечения давления и по крайней мере одного секторного паза на фланцах, комплементарного элементу. В ходе эксплуатации держатель заполняется гидравлической жидкостью.

[0018] В качестве пористых образцов могут выступать в том числе образцы керна, естественного и синтетического, а также образцы бетона. Совокупность таких объектов образует керновую колонку. Размеры таких объектов ограничиваются размерами самого держателя и манжеты.

[0019] В фильтрационных экспериментах для создания обжимного давления на пористые образцы реализовано заполнение держателя различными гидравлическими жидкостями, в числе которых минеральные, синтетические и полусинтетические масла, жидкости на силиконовой основе, водомасляные эмульсии, масляноводные эмульсии и другие виды масел. Тип жидкостей выбирается исходя из рабочей температуры держателя и рабочих давлений. В предпочтительной реализации заявляемого держателя он заполняется гидравлическим силиконовым маслом. Данное вещество отличается минимальной зависимостью вязкости от температуры, химической инертностью к материалам, из которых сделаны элементы держателя, значительной несжимаемостью, малым коэффициентом теплового расширения, нетоксичностью, а также оно имеет температуры кипения вне рабочего диапазона температур и давлений. Разные виды жидкости могут применяться в экспериментах, направленных на изучение геомеханических свойств образцов.

[0020] Манжета вместе с гидравлической жидкостью обеспечивает обжимное давление на пористые образцы и препятствует распаду керновой колонки, помещенной в нее, за счет того, что она является достаточно эластичной и плотно опоясывает пористые образцы без образования промежутков между ними. Таким образом манжета поддерживает непрерывный ток флюида через колонку, что и обеспечивает возможность изучения пористых образцов. В частном виде манжета может вмещать в себя до 6 образцов, что обеспечивает получение достоверных данных при относительно небольшом размере колонки. Кроме того, в предпочтительном, но не единственном варианте держателя и системы на манжете на определенном расстоянии размещены измерительные и инжектирующие электроды. Инжектирующие и измерительные электроды, соответственно испускающие и принимающие сигнал для исследования пористого образца, могут располагаться в цилиндрической геометрии соосно с исследуемыми образцами и опоясывая их за счет их расположения на изолирующей от гидравлической жидкости манжете. Упомянутые элементы являются основными инструментами в использовании быстродействующей и эффективной методики электротомографии при исследовании пористых образцов, в том числе в динамике, что позволяет в том числе получать и строить модель удельного электрического сопротивления пористых образцов с возможностью определения положения фронта вытесняющего флюида в пористом образце и с расчетом насыщенности вытесняемым и вытесняющим флюидами. Данная методика обеспечивает также отсутствие вредного излучения и существенного ограничения геометрических характеристик при исследовании образцов. Использование электродов, а, значит, и применение данной методики, позволяет повысить эффективность исследования свойств пористых образцов за счет достоверности и скорости получаемых данных.

[0021] Корпус держателя служит для поддержания давления на манжету, беспрепятственно передающую его на боковую поверхность пористых образцов, фиксации устройства обеспечения давления и выполняет защитную функцию. Он должен обладать достаточной прочностью, чтобы выдержать как высокие давления, так и температуры, а также возможные механические повреждения, способные нарушить собственную целостность. Наличие корпуса обеспечивает возможность создания и поддержания давления, необходимого для исследования пористых образцов.

[0022] Устройство обеспечения давления осуществляет осевое давление на манжету с колонкой пористых образцов, способствуя тем самым протеканию флюидов по линиям подачи жидкости через поры в образце. Тем самым устройство напрямую участвует в обеспечении давления и задании расхода флюида в системе. Особенностью конструкции данного устройства является то, что оно имеет байонетное соединение с фланцами, выполненное в виде по крайней мере одного запирающего элемента на поверхности самого устройства, а на корпусе держателя выполнен по крайней мере один секторный паз, комплементарный элементу. Это позволяет осуществить сообщение упомянутых элементов посредством осевого перемещения и поворота устройства обеспечения давления относительно корпуса, что является быстрым и легким способом соединения. За счет него, по сравнению с известными из уровня техники устройствами, устройство обеспечения давления легко и быстро может быть отсоединено от манжеты и от корпуса держателя и также быстро и легко соединено обратно за счет конструкции соединения. Таким образом, это соединение позволяет осуществлять быструю подготовку держателя и образцов к экспериментам, включающую установку образцов и держателя в рабочее положение и извлечение образцов из держателя. Рабочим считается положение, в котором образцы плотно контактируют друг с другом без промежутков, а держатель имеет возможность осуществить подачу вытесняющих и вытесняемых флюидов по линиям подачи через образцы. В результате использования этого соединения достигается повышение скорости проведения исследований за счет сокращения времени подготовки пористых образцов и держателя. В предпочтительной реализации устройство обеспечения давления выполнено в виде двух плунжеров, что позволяет системе исследования пористых образцов функционировать при больших рабочих давлениях, повышая тем самым эффективность ее работы. Кроме того, предпочтительным, но не единственным вариантом технической реализации устройства является крепления для приборов измерения температуры. Данные приборы позволяют осуществлять контроль температуры в ходе проведения исследования, что повышает эффективность экспериментов за счет расширения функциональных возможностей системы исследования. В другом возможном исполнении устройства оно выполнено с возможностью настройки положения пористого образца. Более конкретно, в ходе установки колонки образцов или одного образца имеется возможность отрегулировать положение образца в держателе для того, чтобы обеспечить более плотный контакт образцов между собой и между устройствами обеспечения давления, что повышает эффективность исследований за счет достоверности получаемых данных.

[0023] Фланцы являются частями корпуса держателя и также служат для поддержания давления на манжету, беспрепятственно передающую его на боковую поверхность пористых образцов, фиксации устройства обеспечения давления и выполняют защитную функцию. Наличие фланцев также обеспечивает возможность создания и поддержания давления, необходимого для исследования пористых образцов. Они должны обладать достаточной прочностью, чтобы выдержать как высокие давления, так и температуры, а также возможные механические повреждения, способные нарушить собственную целостность. Для наполнения держателя гидравлической жидкостью в по крайней мере одном фланце выполнено по крайней мере одно отверстие для сообщения держателя с линиями подачи давления. В частном варианте по крайней мере один фланец выполнен съемным для возможности диагностики держателя изнутри, что повышает эффективность работы держателя и системы за счет повышения их надежности посредством предотвращения возможных неисправностей и поломок.

[0024] Линии подачи жидкости обеспечивают протекание вытесняющего и вытесняемого флюидов через образец и сообщаются с устройством обеспечения давления, сообщенного с держателем, обеспечивая тем самым ток флюидов. Линии подачи жидкости могут нести в себе различные флюиды, в числе которых нефть, вода, минерализованная вода, керосин, смесь воды с керосином или нефтью, буровой раствор, раствор кислот и другие. Выбор флюида зависит от постановки эксперимента.

[0025] Линии подачи давления осуществляют наполнение держателя гидравлической жидкостью. Линии подачи давления могут нести в себе различные гидравлические жидкости, в том числе перечисленные ранее. Предпочтительным является использование гидравлического силиконового масла по указанной ранее причине.

[0026] Система исследования пористых образцов содержит по крайней мере один держатель пористых образцов, камеру, в которую помещается держатель, и систему обеспечения гидравлического давления, сообщенную с камерой и держателем, причем камера выполнена с возможностью поворота держателя на заданный угол внутри нее за счет поворотного механизма, выполненного в виде оси, подшипникового узла и плиты, а устройство обеспечения давления держателя имеет байонетное соединение с фланцами держателя.

[0027] Камера представляет собой замкнутый корпус, в который помещается и надежно крепится держатель. Камера выполняет в том числе защитную функцию и выполнена с возможностью поворота держателя на заданный угол. Преимущества байонетного соединения устройства обеспечения давления с фланцами держателя были описаны выше. Поворот держателя позволяет проводить эксперименты под произвольным углом, в том числе от 0 до 90 градусов, для наиболее точного воссоздания физических процессов, соответствующих условиям реального пласта, что и обеспечивает повышенную эффективность системы за счет расширения ее функционала. Поворот держателя может быть осуществлен как вместе с камерой, так и независимо от нее. Поворот держателя осуществляется за счет поворотного механизма, выполненного в виде оси, подшипникового узла и плиты, на которой размещается держатель. Это позволяет быстро осуществить поворот держателя, повышая тем самым эффективность исследований процессов за счет скорости подготовки образцов к ним. Кроме того, в другом варианте системы камера дополнительно выполнена с возможностью регулирования заданной температуры. Регуляция может быть обеспечена за счет герметичности камеры, наличия устройств для нагрева или охлаждения системы, например, нагревательных элементов, системы вентиляции и иначе. Указанная особенность позволяет расширить функционал системы, что повышает эффективность исследования фильтрационных процессов в пористых образцах.

[0028] Крепление держателя необходимо для предотвращения механических повреждений держателя и/или системы в результате своего поворота, что является необходимым условием поворота. В частном, но не единственном виде, оно может быть организовано посредством ложементов, надежно фиксирующих держатель и предотвращающих его скольжение, что и обеспечивает предотвращение механических повреждений в системе, вызванных смещением держателя из рабочего положения.

[0029] Система обеспечения гидравлического давления служит для нагнетания флюида в держатель и обеспечивает возможность проведения фильтрационных экспериментов. Она может включать насосы, системы и устройства их управления, в том числе основанные на методе обратной связи, датчики давления, расходометры и другие устройства, обеспечивающие ток флюидов при различных режимах.

[0030] Способ исследования пористых образцов состоит из последовательных этапов, на которых сначала в манжету помещают по крайней мере один пористый образец. Размещение образцов необходимо проводить без промежутков между ними для обеспечения достоверности получаемых данных.

[0031] Далее манжету с образцом ограничивают устройством обеспечения давления с двух сторон. Это позволяет осуществить подачу вытесняющего и вытесняемого флюидов без образования промежутков между устройством и колонкой образцов.

[0032] Затем держатель и устройство обеспечения давления наполняют гидравлической жидкостью с помощью линии подачи давления. Это создает обжимное давление на пористые образцы, необходимое для проведения экспериментов.

[0033] После чего подают по очереди вытесняемый и вытесняющий флюиды в образец по линиям подачи жидкости.

[0034] Далее обеспечивают поворот камеры с расположенным внутри нее держателем на заданный угол за счет поворотного механизма, выполненного в виде оси, подшипникового узла и плиты. Поворот держателя позволяет проводить эксперименты под произвольным углом, в том числе от 0 до 90 градусов, для наиболее точного воссоздания физических процессов, соответствующих условиям реального пласта, что и обеспечивает повышенную эффективность системы за счет расширения ее функционала.

[0035] Затем осуществляют сбор информации о свойствах образца. Сбор информации может быть произведен различными методами, в числе которых рентгеновская томография, ультразвуковые методы и электротомография.

[0036] Для повышения достоверности результатов сбор информации могут осуществлять с помощью электродов, размещенных на манжете, а по результатам сбора информации дополнительно строят трехмерную модель удельного электрического сопротивления среды. Еще одна реализация способа предполагает дополнительно проводить определение положения фронта вытесняющего флюида в пористом образце и расчет насыщенности пористых образцов вытесняемым и вытесняющим флюидами и обеспечивать возможность передачи полученных цифровых данных в персональный компьютер для последующей обработки и хранения. Указанные этапы позволяют повысить качество получаемой информации, тем самым повышая эффективность исследования пластовых процессов.

[0037] Также в одном из вариантов способа дополнительно устанавливают заданную температуру. Кроме того, в одном из вариантов способа перед зажатием манжеты с образцом устройством обеспечения давления осуществляют настройку фиксации образца. Все перечисленные признаки повышают эффективность работы системы исследования. Их преимущества были описаны выше и будут более подробно раскрыты ниже в тексте.

Описание чертежей

[0038] Объект притязаний по настоящей заявке описан по пунктам и четко заявлен в формуле изобретения. Упомянутые выше задачи, признаки и преимущества изобретения очевидны из нижеследующего подробного описания, в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых показано:

[0039] На Фиг. 1 показана структурная схема держателя пористых образцов.

[0040] На Фиг. 2 показана структурная схема системы исследования пористых образцов.

[0041] На Фиг. 3 показана блок-схема, изображающая способ исследования пористых образцов.

[0042] Указанные чертежи поясняются следующими позициями: Держатель – 1; Манжета – 2; Корпус держателя – 3; Пористый образец или керновая колонка – 4; Устройство обеспечения давления – 5; Фланец – 6; Линия подачи давления – 7; Линии подачи жидкости – 8; Крепления для приборов измерения температуры – 9; Приспособление настройки фиксации образцов – 10; Запирающий элемент – 11; Секторный паз – 12; Гидравлическая жидкость – 13; Камера – 14; Поворотный механизм – 15; Ось – 16; Подшипниковый узел – 17; Плита – 18; Крепление держателя – 19.

Подробное описание изобретения

[0043] В приведенном ниже подробном описании реализации изобретения приведены многочисленные детали реализации, призванные обеспечить отчетливое понимание

настоящего изобретения. Однако, квалифицированному в предметной области специалисту, очевидно, каким образом можно использовать настоящее изобретение, как с данными деталями реализации, так и без них. В других случаях хорошо известные методы, процедуры и компоненты не описаны подробно, чтобы не затруднять излишне понимание особенностей настоящего изобретения.

[0044] Кроме того, из приведенного изложения ясно, что изобретение не ограничивается приведенной реализацией. Многочисленные возможные модификации, изменения, вариации и замены, сохраняющие суть и форму настоящего изобретения, очевидны для квалифицированных в предметной области специалистов.

[0045] На Фиг. 1 показана структурная схема одного из вариантов выполнения держателя пористых образцов. Держатель 1 пористых образцов 4 содержит по крайней мере одну манжету 2, расположенную внутри корпуса держателя 3 и в которую помещается по крайней мере один пористый образец 4, при этом манжета 2 с по крайней мере одним образцом 4 ограничена с двух сторон устройством обеспечения давления 5, причем корпус 3 ограничен с двух сторон фланцами 6 таким образом, что по крайней мере один из фланцев 6 соединен с устройством обеспечения давления 5, сообщенным с держателем 1 посредством по крайней мере одной линии подачи давления 7 и линий подачи жидкости 8, по которым осуществляется прохождение вытесняющего и вытесняемого флюидов через пористый образец 4, при этом устройство обеспечения давления 5 имеет байонетное соединение с фланцами. В ходе эксплуатации держатель заполняется гидравлической жидкостью 13.

[0046] В качестве пористых образцов 4 могут выступать в том числе образцы керна, естественного и синтетического, а также образцы бетона. Совокупность таких объектов образует керновую колонку. Размеры таких объектов ограничиваются размерами самого держателя и манжеты.

[0047] В фильтрационных экспериментах для создания обжимного давления на пористые образцы 4 реализовано заполнение держателя 1 различными гидравлическими жидкостями 13, в числе которых минеральные, синтетические и полусинтетические масла, жидкости на силиконовой основе, водомасляные эмульсии, масляноводные эмульсии и другие виды масел. Тип жидкостей выбирается исходя из рабочей температуры держателя и рабочих давлений. В предпочтительной реализации заявляемого держателя 1 он заполняется гидравлическим силиконовым маслом. Данное вещество отличается минимальной зависимостью вязкости от температуры, химической инертностью к материалам, из которых сделаны элементы держателя, значительной несжимаемостью, малым коэффициентом теплового расширения, нетоксичностью, а также оно имеет температуры кипения вне рабочего диапазона температур и давлений. Разные виды жидкости 13 могут применяться в экспериментах, направленных на изучение геомеханических свойств образцов 4.

[0048] Манжета 2 вместе с гидравлической жидкостью 13 обеспечивает обжимное давление на пористые образцы 4 и препятствует распаду керновой колонки 4, помещенной в нее, за счет того, что она является достаточно эластичной и плотно опоясывает пористые образцы без образования промежутков между ними. Манжета 2 за счет своей эластичности плотно обхватывает образец 4, а упругость приводит к тому, что растянутая манжета 2 стремится вернуть свою исходную форму и поэтому плотно обжимает помещенную в нее колонку 4 под действием обжимного давления. Плотность охвата приводит к тому, что между образцом 4 и стенками манжеты 2 практически не остается свободного пространства, что обеспечивает прохождение вытесняемого и вытесняющего флюидов именно через образцы 4. Таким образом манжета 2 поддерживает непрерывный ток флюида через колонку 4, что и обеспечивает возможность изучения пористых образцов 4. Различные технические реализации манжеты 2 известны из уровня техники и очевидны специалисту. В частном виде манжета 2 может вмещать в себя до 6 образцов 4, что обеспечивает получение достоверных данных при относительно малых затратах времени на подготовку колонки 4, обусловленных небольшим ее размером. Исследование свойств образцов 4 может обеспечиваться в том числе с помощью датчиков, располагаемых на манжете 2. В предпочтительном, но не единственном варианте держателя 1 и системы на манжете 2 на определенном расстоянии размещены измерительные и инжектирующие электроды. Инжектирующие и измерительные электроды, соответственно испускающие и принимающие сигнал для исследования пористого образца 4, могут располагаться на манжете 2, например, в цилиндрической геометрии соосно с исследуемыми образцами 4 и опоясывая их. Упомянутые элементы являются основными инструментами в использовании быстродействующей и эффективной методики электротомографии при исследовании пористых образцов 4, в том числе в динамике вытеснения флюида, что позволяет в том числе получать и строить модель удельного электрического сопротивления пористых образцов 4 с возможностью определения положения фронта вытесняющего флюида в пористом образце 4 и с расчетом насыщенности вытесняемым и вытесняющим флюидами. Данная методика обеспечивает также отсутствие вредного излучения и существенного ограничения геометрических характеристик при исследовании образцов 4. Использование электродов, а, значит, и применение данной методики, позволяет повысить эффективность исследования свойств пористых образцов 4 за счет достоверности и скорости получаемых данных.

[0049] Корпус 3 держателя 1 служит для поддержания давления на манжету 2, беспрепятственно передающую его на боковую поверхность пористых образцов 4, фиксации устройства обеспечения давления 5 и выполняет защитную функцию. Он должен обладать достаточной прочностью, чтобы выдержать как высокие давления, так и температуры, а также возможные механические повреждения, способные нарушить собственную целостность. Например, корпус 3 может быть изготовлен из металла или сплавов. Наличие корпуса 3 обеспечивает возможность создания и поддержания давления, необходимого для исследования пористых образцов 4, поскольку давление передается флюидами, требующими для своего размещения некую герметичную емкость.

[0050] Устройство обеспечения давления 5 осуществляет осевое давление на манжету 2 с колонкой пористых образцов 4, способствуя тем самым протеканию флюидов по линиям подачи жидкости 8 через поры в образце 4. Тем самым устройство 5 напрямую участвует в обеспечении давления и задании расхода флюида в системе. Особенностью конструкции данного устройства 5 является то, что оно имеет байонетное соединение с фланцами. За счет него, по сравнению с известными из уровня техники устройствами 5, устройство 5 легко и быстро может быть отсоединено от манжеты 2 и от корпуса 3 держателя 1 и также быстро и легко соединено обратно за счет своей конструкции соединения. Таким образом, это соединение позволяет осуществлять быструю подготовку держателя 1 и образцов 4 к экспериментам, включающую установку образцов 4 и держателя 1 в рабочее положение и извлечение образцов 4 из держателя 1. Рабочим считается положение, в котором образцы 4 плотно контактируют друг с другом без промежутков, а держатель 1 имеет возможность осуществить подачу вытесняющих и вытесняемых флюидов по линиям подачи 8 через образцы 4. В результате использования этого соединения достигается повышение скорости проведения исследований за счет сокращения времени подготовки пористых образцов 4 и держателя 1. Сокращение времени подготовки позволяет провести большее количество экспериментов в заданный промежуток времени по сравнению с аналогичными держателями, повышая тем самым эффективность исследований фильтрационных свойств пластовых процессов.

[0051] Устройство обеспечения давления 5 может быть представлено различными устройствами, например, плунжерами, гидродомкратом и плунжерами, насосами и иначе, что является очевидным для специалиста. В предпочтительной реализации устройство обеспечения давления 5 выполнено в виде двух плунжеров 5, что позволяет системе исследования пористых образцов 4 функционировать при больших рабочих давлениях, повышая тем самым эффективность ее работы за счет расширения диапазона допустимых давлений, позволяющего проводить эксперименты в более широкой постановке пластовых условий. Байонетное соединение устройства 5 с держателем 1 выполнено в виде по крайней мере одного запирающего элемента 11 на поверхности самого устройства 5, а на корпусе 3 держателя 1 выполнение по крайней мере один секторный паз 12, комплементарный элементу 11, как показано на Фиг. 1. Этот вид байонетного соединения позволяет осуществить сообщение упомянутых элементов 11 и 12 посредством осевого перемещения и поворота устройства обеспечения давления 5 относительно корпуса 3, что является быстрым и легким способом соединения. Возможны также другие частные варианты раскрытого соединения, отличающиеся количеством, формой, расположением и комбинацией пазов 12 и выступов 11, очевидные специалисту. В частном варианте устройства обеспечения давления оно содержит крепления для приборов измерения температуры 9. Данные приборы позволяют осуществлять контроль температуры в ходе проведения исследования, что повышает эффективность экспериментов за счет расширения функциональных возможностей системы исследования путем установки определенного значения температуры и ее измерения с возможным изменением за счет дополнительных средств, например, нагревателей или иначе. Приборы измерения температуры могут быть выполнены в виде термодатчиков, термопар и термосопротивлений или иначе. В другом возможном исполнении устройства оно выполнено с возможностью настройки положения пористого образца для однозначной фиксации образца 4 в держателе 1. Более конкретно, в ходе установки колонки образцов 4 или одного образца 4 имеется возможность отрегулировать положение образца 4 в держателе 1 для того, чтобы обеспечить более плотный контакт образцов 4 между собой и между устройствами обеспечения давления 5, что повышает эффективность исследований за счет достоверности получаемых данных. Достоверность в данном случае достигается за счет плотного контакта образцов 4 между собой и обхвата их манжетой 2. В частном случае эта возможность реализована в виде приспособления настройки фиксации образцов 10. Приспособление 10 способно перемещать устройство 5 вдоль оси, варьируя тем самым его положение относительно манжеты 2. Перемещение может быть реализовано за счет резьбового соединения устройства 5 и рычага, или винта, или иначе. В представленной реализации оно выполнено как винтовой поджим, но специалисту в области очевидны и другие выполнения, как ручные, так и автоматизированные.

[0052] Фланцы 6 являются частями корпуса 3 держателя 1 и также служат для поддержания давления на манжету 2, беспрепятственно передающую его на боковую поверхность пористых образцов 4, фиксации устройства обеспечения давления 5 и выполняют защитную функцию. Они расположены на боковых частях корпуса 3, например, как представлено на Фиг. 1. Наличие фланцев 6 также обеспечивает возможность создания и поддержания давления, необходимого для исследования пористых образцов 4, поскольку они в совокупности с корпусом 3 создают объем для жидкости. При этом фланцы 6 должны обладать достаточной прочностью, чтобы выдержать как высокие давления, так и температуры, а также возможные механические повреждения, способные нарушить собственную целостность. Гидравлическая жидкость 13 может подаваться в держатель 1 различными способами, в том числе через по крайней мере один фланец 6 или корпус 3. Эти элементы могут иметь соединения или фитинги для подачи жидкости 13 по линиям 7. В частности, для наполнения держателя 1 гидравлической жидкостью 13 в по крайней мере одном фланце 6 выполнено по крайней мере одно отверстие для сообщения держателя 1 с линиями подачи давления 7. Специалисту очевидны и другие способы наполнения держателя 1 жидкостью 13. В частном варианте по крайней мере один фланец 6 выполнен съемным для возможности диагностики держателя 1 изнутри, что повышает эффективность работы держателя 1 и системы за счет повышения их надежности посредством предотвращения возможных неисправностей и поломок, а также сокращения времени подготовки образцов 4 для эксперимента. Это свойство фланца 6 может быть реализовано с помощью различных видов соединений, включающих, но не ограниченных резьбовым, штыковым и другими.

[0053] Линии подачи жидкости 8 обеспечивают протекание вытесняющего и вытесняемого флюидов через образец 4 и сообщаются с устройством обеспечения давления 5, сообщенного с держателем 1, обеспечивая тем самым ток флюидов. Линии подачи жидкости 8 могут нести в себе различные флюиды, в числе которых нефть, вода, минерализованная вода, керосин, смесь воды с керосином или нефтью, буровой раствор, раствор кислот и другие. Выбор флюида зависит от постановки эксперимента.

[0054] Линии подачи давления 7 осуществляют наполнение держателя 1 гидравлической жидкостью 13. Линии подачи 7 могут нести в себе различные гидравлические жидкости 13, в том числе перечисленные ранее. Предпочтительным является использование гидравлического силиконового масла по указанной выше причине.

[0055] На Фиг. 2 представлена система исследования пористых образцов 4, которая содержит по крайней мере один держатель 1 пористых образцов 4, камеру 14, в которую помещается держатель 1, и систему обеспечения гидравлического давления, сообщенную с камерой 14 и держателем 1, причем камера 14 выполнена с возможностью поворота держателя 1 на заданный угол внутри нее за счет поворотного механизма 15, выполненного в виде оси 16, подшипникового узла 17 и плиты 18, а устройство обеспечения давления держателя 1 имеет байонетное соединение с фланцами держателя 1.

[0056] Камера 14 представляет собой замкнутый корпус, в который помещается и надежно крепится держатель 1. Камера 14 выполняет в том числе защитную функцию и выполнена с возможностью поворота держателя 1 на заданный угол. В качестве держателя могут выступать как держатели, известные из уровня техники, так и раскрытые выше формы реализации держателя 1. Форма, материал и другие параметры камеры 14 очевидны из уровня техники для специалиста. Преимущества байонетного соединения устройства обеспечения давления с фланцами держателя 1 были описаны выше. Поворот держателя 1 позволяет проводить эксперименты под произвольным углом, в том числе от 0 до 90 градусов, для наиболее точного воссоздания физических процессов, соответствующих условиям реального пласта, в том числе течения вытесняющих и вытесняемых флюидов в породе под действием силы тяжести, что и обеспечивает повышенную эффективность системы за счет расширения ее функционала. Поворот держателя 1 может быть осуществлен как вместе с камерой 14, так и независимо от нее, т.е. поворотный механизм 15 может вращать как держатель 1 отдельно, так и камеру 14 с держателем 1. Поворотный механизм 15 может включать ось 16, вокруг которой выполняется поворот, устройство фиксации держателя и подшипниковый узел 17. Различные выполнения поворотного механизма 15 и его деталей очевидны для специалиста.

[0057] Поворот держателя 1 осуществляется за счет поворотного механизма 15, выполненного в виде оси 16, подшипникового узла 17 и плиты 18, на которой размещается держатель 1, как представлено на Фиг. 2. Это позволяет быстро осуществить поворот держателя 1, повышая тем самым эффективность исследований процессов за счет скорости подготовки образцов 4 к ним. Более конкретно, скорость и плавность поворота обеспечивается за счет конструкции подшипникового узла 15, обеспечивающего плавный ход плиты 18 относительно оси 16, что позволяет осуществить поворот держателя 1 с высокой скоростью. В это же время плита 18 служит для фиксации держателя 1 к поворотному механизму и в тоже время осуществляет передачу вращения на него. Кроме того, в другом варианте системы камера 14 дополнительно выполнена с возможностью регулирования заданной температуры. Регуляция может быть обеспечена за счет термопар, расположенных в устройстве обеспечения давления 5 и подобных элементов, герметичности камеры 14, наличия устройств для нагрева или охлаждения системы, например, нагревательных элементов, связанных с системой контроля температуры, системы вентиляции и иных. Указанная особенность позволяет расширить функционал системы, что повышает эффективность исследования фильтрационных процессов в пористых образцах 4 за счет возможности расширения диапазона варьируемых параметров в экспериментах.

[0058] Крепление 19 держателя 1 необходимо для предотвращения механических повреждений держателя 1 и/или системы в результате своего поворота, что является необходимым условием поворота. Крепление 19 должно быть способным выдержать вес держателя 1, наполненного жидкостью 13 и образцами 4, и не позволять ему соскальзывать при повороте. В частном, но не единственном виде крепление 19 может быть организовано посредством ложементов 19, надежно фиксирующих держатель 1 и предотвращающих его скольжение за счет наличия креплений, опоясывающих держатель 1, как показано на Фиг. 2, что и обеспечивает предотвращение механических повреждений в системе, вызванных смещением держателя 1 из рабочего положения.

[0059] Система обеспечения гидравлического давления (не показана) служит для нагнетания флюида в держатель 1 и обеспечивает возможность проведения фильтрационных экспериментов. Она может включать насосы, системы и устройства их управления, в том числе основанные на методе обратной связи, датчики давления, расходометры и другие устройства, обеспечивающие ток флюидов при различных режимах. Специалисту из уровня техники очевидны возможные вариант выполнения системы и ее составляющих.

[0060] На Фиг. 3 показана схема, иллюстрирующая способ исследования пористых образцов 4, и состоит из последовательных этапов, на которых сначала в манжету 2 помещают по крайней мере один пористый образец 4. Размещение образцов 4 необходимо проводить без промежутков между ними для обеспечения достоверности получаемых данных, как было описано выше, что напрямую влияет на эффективность исследования свойств образцов 4.

[0061] Далее манжету 2 с образцом 4 зажимают устройством обеспечения давления 5 с двух сторон. Это позволяет осуществить подачу вытесняющего и вытесняемого флюидов без образования промежутков между устройство и колонкой образцов 4, что также напрямую влияет на эффективность исследования.

[0062] Затем держатель 1 и устройство обеспечения давления 5 наполняют гидравлической жидкостью 13 с помощью линии подачи давления 7. Это создает обжимное давление на пористые образцы 4, необходимое для проведения экспериментов, по описанным ранее причинам.

[0063] После чего подают по очереди вытесняемый и вытесняющий флюиды в образец 4 по линиям подачи жидкости 8. Линии подачи жидкости 8 могут нести в себе различные флюиды, в числе которых нефть, вода, минерализованная вода, керосин, смесь воды с керосином или нефтью, буровой раствор, раствор кислот и другие. Выбор флюида зависит от постановки эксперимента.

[0064] Далее обеспечивают поворот камеры 14 с расположенным внутри нее держателем 1 на заданный угол за счет поворотного механизма 15, выполненного в виде оси 16, подшипникового узла 17 и плиты 18. Поворот держателя 14 позволяет проводить эксперименты под произвольным углом, в том числе от 0 до 90 градусов, для наиболее точного воссоздания физических процессов, соответствующих условиям реального пласта, в том числе течения флюидов сверху вниз под действием гравитации, что и обеспечивает повышенную эффективность системы за счет расширения ее функционала.

[0065] Затем осуществляют сбор информации о свойствах образца 4. Сбор информации может быть произведен различными методами, в числе которых рентгеновская томография, ультразвуковые методы и электротомография.

[0066] Для повышения достоверности результатов сбор информации могут осуществлять с помощью электродов, размещенных на манжете 2, а по результатам сбора информации дополнительно строят трехмерную модель удельного электрического сопротивления среды. Инжектирующие и измерительные электроды, соответственно испускающие и принимающие сигнал для исследования пористого образца 4, могут располагаться на манжете 2, например, в цилиндрической геометрии соосно с исследуемыми образцами 4 и опоясывая их. Упомянутые элементы являются основными инструментами в использовании быстродействующей и эффективной методики электротомографии при исследовании пористых образцов 4, в том числе в динамике вытеснения флюида, что позволяет в том числе получать и строить модель удельного электрического сопротивления пористых образцов 4 с возможностью определения положения фронта вытесняющего флюида в пористом образце 4 и с расчетом насыщенности пористых образцов вытесняемым и вытесняющим флюидами. Данная методика обеспечивает также отсутствие вредного излучения и существенного ограничения геометрических характеристик при исследовании образцов 4. Использование электродов, а, значит, и применение данной методики, позволяет повысить эффективность исследования свойств пористых образцов 4 за счет достоверности и скорости получаемых данных. Из уровня техники известны и другие способы сбора информации о свойствах колонки 4, построения модели образца 4, определения фронта флюида и насыщенности образцов. Упомянутые этапы позволяют получить исчерпывающие данные о пористых образцах 4 и повышают тем самым эффективность их исследования.

[0067] В качестве дополнительного этапа можно обеспечивать возможность передачи полученных цифровых данных в персональный компьютер для последующей обработки и хранения. Это позволит использовать полученные материалы для корректировки работы системы и связанных с ней вычислений, что повышает эффективность процесса изучения образцов 4. Специалисту очевидны различные виды и способы передачи и хранения данных.

[0068] Также в одном из вариантов способа дополнительно устанавливают заданную температуру в системе. Установка температуры может быть выполнена по раскрытому выше варианту или иначе и служит для расширения массива получаемых данных, что приводит к повышенной эффективности исследований.

[0069] Кроме того, в одном из вариантов способа перед зажатием манжеты 2 с образцом 4 устройством обеспечения давления 5 осуществляют настройку фиксации образца 4. Настройка фиксации служит для того, чтобы обеспечить более плотный контакт образцов 4 между собой и между устройствами обеспечения давления 5, что повышает эффективность исследований за счет достоверности получаемых данных. Достоверность в данном случае достигается за счет плотного контакта образцов 4 между собой и обхвата их манжетой 2 по описанным ранее причинам.

[0070] В представленной наилучшей реализации система исследования пористых образцов работает следующим образом. Образец 4 или колонку образцов 4 помещают в манжету 2 с расположенными на ней электродами, обеспечивая плотный контакт образцов 4 между собой. Далее манжету 2 размещают в держателе 1, а манжету 2 зажимают с двух сторон двумя плунжерами 5. После чего фланцы 6 плотно закручивают к корпусу 3 вместе с соединением запирающих элементов 11 с секторными пазами 12. Затем настраивают фиксацию манжеты 2 и образцов 4 с помощью винтового поджима 10. Далее в камеру 14 на ложементы 19 помещают держатель 1 и плотно его фиксируют. После чего по линиям подачи давления 7 подают гидравлическое масло 13, осуществляя наполнение держателя 1. Далее устанавливают заданную температуру и поддерживают ее с помощью термосопротивлений и терморезисторов, расположенных на креплениях 9, и камеры 14. На следующем шаге осуществляют подачу вытесняемого и вытесняющего флюидов, например, нефти и воды по линиям подачи жидкости 8 с помощью системы обеспечения гидравлического давления (не показана). Затем с помощью поворотного механизма 15, выполненного в виде плиты 18 с ложементами 19, подшипникового узла 17 и оси 16 осуществляют поворот держателя, например, на 90 градусов против часовой стрелки. Динамику движения вытеснения флюида и другие свойства колонки 4 исследуются с помощью сигналов от электродов, размещенных на манжете 2, которые позволяют в том числе построить трехмерную модель удельного электрического сопротивления среды, определить положение фронта вытесняющего флюида в пористом образце 4 и произвести расчет насыщенности пористых образцов 4 вытесняемым и вытесняющим флюидами. Собранную информацию передают в персональный компьютер для последующей обработки и хранения. По окончанию исследований, при необходимости, держатель 1 легко и быстро разбирают за счет наличия пазов 12 и элементов 11 и производят замену образцов 4.

[0071] Таким образом, упомянутые элементы напрямую влияют на технический результат, заключающийся в повышении эффективности исследований фильтрационных пластовых процессов, в том числе за счет расширения функциональных возможностей системы исследования пористых образцов и повышенной скорости проведения исследования.

[0072] В настоящих материалах заявки представлено предпочтительное раскрытие осуществления заявленного технического решения, которое не должно использоваться как ограничивающее иные, частные воплощения его реализации, которые не выходят за рамки запрашиваемого объема правовой охраны и являются очевидными для специалистов соответствующей области техники.

Изобретение относится к средствам исследования фильтрационных свойств породы и может применятся в отрасли нефтегазодобывающей промышленности. Техническим результатом является повышение эффективности исследований фильтрационных пластовых процессов, в том числе за счет расширения функциональных возможностей системы исследования пористых образцов и повышенной скорости проведения исследования. В частности, заявлен держатель пористых образцов, заполненный гидравлической жидкостью и содержащий по крайней мере одну манжету, расположенную внутри корпуса держателя, и в которую помещается по крайней мере один пористый образец. При этом манжета с образцом ограничена с двух сторон устройством обеспечения давления, а корпус ограничен с двух сторон фланцами таким образом, что по крайней мере один из фланцев соединен с устройством обеспечения давления, сообщенным с держателем посредством по крайней мере одной линии подачи давления и линий подачи жидкости, по которым осуществляется прохождение вытесняющего и вытесняемого флюидов через пористый образец. При этом устройство обеспечения давления имеет байонетное соединение с фланцами, выполненное в виде по крайней мере одного запирающего элемента на устройстве обеспечения давления и по крайней мере одного секторного паза на фланцах, комплементарного запирающему элементу. Раскрыты также система исследования пористых образцов, содержащая держатель пористых образцов, и способ исследования пористых образцов. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Держатель пористых образцов, заполненный гидравлической жидкостью и содержащий по крайней мере одну манжету, расположенную внутри корпуса держателя и в которую помещается по крайней мере один пористый образец, при этом манжета с образцом ограничена с двух сторон устройством обеспечения давления, причем корпус ограничен с двух сторон фланцами таким образом, что по крайней мере один из фланцев соединен с устройством обеспечения давления, сообщенным с держателем посредством по крайней мере одной линии подачи давления и линий подачи жидкости, по которым осуществляется прохождение вытесняющего и вытесняемого флюидов через пористый образец, при этом устройство обеспечения давления имеет байонетное соединение с фланцами, выполненное в виде по крайней мере одного запирающего элемента на устройстве обеспечения давления и по крайней мере одного секторного паза на фланцах, комплементарного запирающему элементу.

2. Держатель пористых образцов по п.1, отличающийся тем, что устройство обеспечения давления выполнено в виде двух плунжеров.

3. Держатель пористых образцов по п.1, отличающийся тем, что устройство обеспечения давления содержит крепления для приборов измерения температуры.

4. Держатель пористых образцов по п.1, отличающийся тем, что устройство обеспечения давления выполнено с возможностью настройки положения пористого образца.

5. Держатель пористых образцов по п.1, отличающийся тем, что по крайней мере один фланец выполнен съемным.

6. Держатель пористых образцов по п.1, отличающийся тем, что на манжете на определенном расстоянии размещены измерительные и инжектирующие электроды.

7. Держатель пористых образцов по п.1, отличающийся тем, что в манжету помещается от 1 до 6 пористых образцов.

8. Держатель пористых образцов по п.1, отличающийся тем, что в качестве гидравлической жидкости используется гидравлическое масло.

9. Система исследования пористых образцов, содержащая по крайней мере один держатель пористых образцов, камеру, в которую помещается держатель, и систему обеспечения гидравлического давления, сообщенную с камерой и держателем, причем камера выполнена с возможностью поворота держателя на заданный угол внутри нее за счет поворотного механизма, выполненного в виде оси, подшипникового узла и плиты, на которой размещается держатель, а устройство обеспечения давления держателя имеет байонетное соединение с фланцами держателя.

10. Система исследования пористых образцов по п.9, отличающаяся тем, что камера дополнительно выполнена с возможностью регулирования заданной температуры.

11. Система исследования пористых образцов по п.9, отличающаяся тем, что держатель в камере фиксируется на ложементах.

12. Способ исследования пористых образцов, при котором:

- в манжету помещают по крайней мере один пористый образец,

- манжету с образцом ограничивают устройством обеспечения давления с двух сторон,

- держатель и устройство обеспечения давления наполняют гидравлической жидкостью с помощью линии подачи давления,

- подают по очереди вытесняемый и вытесняющий флюиды в образец по линиям подачи жидкости,

- обеспечивают поворот камеры с расположенным внутри нее держателем на заданный угол за счет поворотного механизма, выполненного в виде оси, подшипникового узла и плиты, на которой размещается держатель,

- осуществляют сбор информации о свойствах образца.

13. Способ исследования пористых образцов по п.12, отличающийся тем, что в камере дополнительно устанавливают заданную температуру.

14. Способ исследования пористых образцов по п.12, отличающийся тем, что перед ограничением манжеты с образцом устройством обеспечения давления осуществляют настройку фиксации образца.

15. Способ исследования пористых образцов по п.12, отличающийся тем, что сбор информации осуществляют с помощью электродов, размещенных на манжете.

16. Способ исследования пористых образцов по п.15, отличающийся тем, что по результатам сбора информации дополнительно строят трехмерную модель удельного электрического сопротивления среды.

17. Способ исследования пористых образцов по п.12, отличающийся тем, что дополнительно проводят определение положения фронта вытесняющего флюида в пористом образце и расчет насыщенности пористых образцов вытесняемым и вытесняющим флюидами.

18. Способ исследования пористых образцов по п.12, отличающийся тем, что дополнительно обеспечивают возможность передачи полученных цифровых данных в персональный компьютер для последующей обработки и хранения.