Установка для изучения процессов, происходящих в призабойных зонах пластов нефтяных и газовых скважин Советский патент 1983 года по МПК E21B49/00 

10 Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам моцелирующим процессы, происходящие в призабойных зонах пластов нефтяных и газовых скважин при переменных направлениях фильтрации пластовых флюидов и воздействующих агентов, возникающих вследствие искусственного воздействия на призабойные зоны пластов. Известна установка цля определения проницаемости кернов горных пород. Она снабжена керноцержатепем, прйспосо.б лением для создания давления, температуры и прокачки жидкости через образцы горных пород ij . Однако такая установка не позволяет моделировать процессы, происходящие в призабойных зонах пластов, так как в ее конструкции отсутствуют система цля быстрой смены рабочих агентов и регуляторы для поддержания пластового давления. Известна также установка для исследо вания проницаемости кернов - УИПК - Х включающая в себя кернодержатель с верхним и нижним плунжерами, дифферен- циальный манометр, измерительные прессы и жидкостные контейнеры с поршневыми разделителями Е 2J . Однако эта установка не дает возмож ности моделировать переменные направле ния фильтрации пластовых флюидов и влия ния агентов, в результате искусственного воздействия на пласт без ее переобвязки и временного прекращения эксперимента. Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому является установк по исследованию влияния промывочных жидкостей на нефтепроницаемость про- дуктивных коллекторов LSj. Эта установка дополнительно позволяе проводить прокачку жидкости через образец горной породы с одной или другой ст роны без демонтажа кернодержателя и прекращения эксперимента. Однако эта установка также не позво- ляет оперативно менять направление подачи прокачиваемой жидкости, т.е. на ней можно лишь прокачивать одну жидкость с оцной стороны, а другую - с другой, но ту или другую с обеих сторон. Кроме то го, у нее не предусмотрена возмгокность .отбора проб прокачиваемой жидкости с обеих сторон без переобвязки, непосредственно в процессе эксперимента. Узел поддержания пластового давления (вентиль) является несовершенным устройств 02 Цель изобретения - повышение точности установки. Указанная цель достигается тем, что установка для изучения процессов, происходящих в призабойных зонах пластов не(} тяных и газовых скважин, содержащая кернодержатель с плунжерами, имеющими центральные осевые каналы, систему прокачки флюидов, соединенную с обеих сторон с плунжерами, и систему создания термобарических условий, она снабжена системой попеременной подачи фильтруемых флюидов, которая связана с плунжерами, а их входные торцы вьшолены В виде манифольдов. Кроме того, входные торцы плунжеров имеют радиальные регулируемые и продольные каналы, сообщающиеся через радиальные каналы с центральным осейым каналом для изменения направления потоков и фильтруемых флюидов. На фиг. 1 показана принципиальная схема установки; на фиг. 2 - плунжера. Установка состоит из кернодержате- ля 1 (см. схему установки), в котором установлен образец 2 горной породы. К ке{жодержателю 1 через манифольц 3 с вентилями 4 и 5 подключен пресс 6 для создания гидрообжима, имитирующего i горное давление. Манифольд 3 снабжен манометром 7 для контроля давления гидрообжима. Пресс 6 через манифольц 3 также соединен с заборным бачком 8, Необходимая температура в кернодержателе 1 поддерживается посредством водяной рубашки 9, питаемой термостатом (не показан). Баллон со сжатым газом 10, снабженный манометром 11 через вентиль 12 и трубопровод 13 соединен с поршневыми контейнерами 14 - 16. Эти контейнеры оборудованы вентилями 17 - 22. Контейнеры 14-16 через рабочие трубопроводы 23 28 соединены с плунжерами 29 и 30. Плунжеры 29 и 30 вкпюча-. ют корпусы 31 и 32, выходные торцы 33 и 34 которых снабжены тремя радиальными 35 - 4О -и тремя продольны-i ми 41 и 42 (два остальных на рисунке не показаны) каналами сообщающимися с центральными осевыми каналами 43 и 44. Продольные, каналы 41 и 42 (не указаны) разобщаются с радиальными каналами 35 40 при помощи игл 45 - 50 запорных вентилей 51 - 56. Продольные каналы 41 и 42 (и не указанные) и плунже{5ы 29 и 30. сообщены с трубопровода Ми 23 - 28. Центральныеосевые каналы 43 и 44 плунжеров 29 и 30 сообщены с трубопроводами 57 и 58. Через трубопроводы 57 и 58, снабже ные манометрами 59 и 6О, через манифольц 61 с вентипами 62 и 63 и трубопровод 64 плунжеры 29 и 30 кериоцержателя 1 соединены с регулятором давления 65, предназначенного для создания пластового давления в керн оде ржа теле 1 Мерный цилиндр 66 служит для замера объема и отбора проб профильтрованной жидкости. Регулйтор давления 65 черва манифольд 67 с вентилями 68 и 69, снабженный манометром 70, буферный контейнер 71 с вентилем 72, трубопрювод 73 и вентиль 12 сообщен с баллоно со сжатым воздухом 10. Вся установка, за исключением манометров 7, 11, 59, 6О и 70, пресса .6, бачка 8, мерного цилиндра 66 и баллона 10 с вентилем 12, помещена в в.оЗ«душный термостат (на схеме не изображен). Установка работает следующим обра- аом. Исходное состояние - все вентили закрыты. Экстрагированный и высущен- ный образец 2 горной породы аагружа:ют в кернодеркатель 1. Контейнеры 14 заполняют исследуемыми жидкостями, которыми могут быть и пластовые жидко сти. Воздушным термостатом прогреваю всю установку до необходимой темпера. туры. Открывают вентиль 5 и пресс 6 наполняют рабочей жидкостью из бачка Закрывают вентиль 5 и открывают вентиль 4. Прессом 6 через манифольд 3 создают гидрообжим образца 2 горной А роды в керноде ржа теле 1, имитируя гор ное давление. Манометром 7 контролируют величину создаваемого гидрообжим Водяным термостатом через водяную рубашку 9 поа;держивают в керноде ржателе 1 заданную температуру, которая может отличаться от температуры всей установки, поддерживаемой воздушным термостатом.О 1фываюг вентиль 12. и заполняют сжатым газом трубопроводы 13 и 73. Давление сжатого газа контролируют манометром 11. Открытие вентиля 12 заполняют сжатым газом из баллона 10 через трубопровод 73 буфер ный конвейер 71 до необходимого давления, контролируемого манометром 7О. Вентиль 72 закрывают. Открывают вентиль 68, чем создается заданное давление в регуляторе давления 65, рав ное давлению в буферном контейнере 71 При необходимости создания в образце 2 горной породы остаточной водонасыщенности, она осуществляется одним из общеизвестных методов, например методом вытеснения. После чего открЬ1вают вентили 18, 20 и 22, тем самым в поршневые контейнеры 14 - 16 по трубопроводу 13 и через ранее открытый вентиль 12 из баллона Ю поступает сжатый . газ. Открывая вентиль 17 в продольные каналы 41 и 42 плунжеров 29 и ЗО через трубопроводы 25 и 26 направляется необходимая в данный момент жидкость из ксмтейнера 14. При выдвижении иглы 45 вентиля 51 плунжера 29 через радиальный канал 35 и центральный осевой канал 43 исследуемая жидкость подается в образец 2 горной породы, а также в трубопровод 57, где контролируется давление на входе в керноаержатель 1 манометром 59. Пройдя образец 2 горной породы, иссйедуемая жидкость через центральный осевой канал 44 плунжера ЗО и трубопровода 58 поступает в манифольд 61. Открывая вентиль 63 манифольда 61, исследуемая жидкость через трубопровод 64 поступает в регулятор давления 65. Манометром 6О контро лируется давление на выходе из кёрнодержателя. 1. Пройдя регулятор давления 65, исследуемая жидкость направляется в мерный цилиндр 66, где отбирается проба и замеряется ее объем. По разности давлений на входе и выходе из кернодержателя 1, вязкости, объему жидкости, накопившейся в мерном цилиндре 66 за определенное время, и размерам образца 2 гортой породы рассчитывается проницаемость. При необходимое i и замены фильтрующейся жидкости через образец 2 горной породы закрывают вентиль 51 плунжера 29 и вентиль 17, и открывают вентили 19 или 2.1. к вентиль 52 или 53 плунжера 29, тем самым в образец 2 горной породы поступает жидкость из контейнера 15 или 16. Для изменения направления фильтрации жидкостей в образце 2 горной породы закрывают вентили 51 и 63 и открывают вентили 54 и 62. В этом случае жидкость из контейнера 14 через вентиль 17, трубопровод 26, продольный 42, радиальный 38 и центральный 44 каналы плунжера ЗО направляется в образец 2 горной породы с обратной стороны, а через центральный канал 43 плунжера 29, трубопровод 57, открытый вентиль 62 5102 манифсшьца 61, трубопровод 64 и регулятор давления 65 в мерный цилиндр 66 для отбора пробы и замера ее объема. Таким образом, предлагаемая устаноЕн ха позволяет моделировать и исследовать кинетшсу процессов, прсигсходящих в призабойных зонах пластов нефтяных и газовых скважин, при переменньйс направлениях фильтрации пластовых флюидов и I ктерностату iv.-v;- -7i-;:rvv;;l -Т

Фа2.1 0 воздействующих агентов, а также при быстрой их смене. Это дает возможность получить более достоверные данйые качественной и количественной оценки явпенЁРЙ, происходящих в призабойных зонах пластов нефтяных и газовых скважин. В частности, они могут быть использованы для проектирования мероприятий по депарафиниз ции, кислотной Обработке, временной закупорке плао-та и т.п. /7 /4 18 И ЩМт i9 21 , fS 92 ишжи

1M

S7,5B 25.2б

AW VJJ.J4

x X X

/ / X у

/X/ « -4J,44

f

Фиг:2

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ПРОЦЕССОВ, ПРОИСХОДЯЩИХ В ПРИ- ЗАБОЙНЫХ ЗОНАХ ПЛАСТОВ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН, содержащая кернодержатепь с плунжерами, имеющими дентралыаыэ осевые каналы, систему прокачку флюидов, соединенную с обеих сторон с плунжерами, и систему созда ния термоврических условий, отличающаяся тем, что,с цепью повнгшенияточности, она снабжена системой попеременной подачи фильтруемых флюидов, сЪязанной с плунжерами, а их входные выполнены в виде ианифольдов. 2. Установка по п. 1, о т л и ч а юm а я с я тем, что входные торцы i плунжеров имеют радиальные регулируе(Л мые и продольные каналы, соойцающиеся через радиальные каналы с центральньЛл С осевым каналом, для изменения направления потоков н фильтруемых флюидов.