Устройство для исследования процесса капиллярного вытеснения нефти из пористой среды Советский патент 1991 года по МПК E21B47/10 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и можег I быть использовано в лабораторных условиях для моделирования и изучения процессов, происходящих при разработке нефтяных залежей.

Целью изобретения является повышение достоверности исследования процесса капиллярного вытеснения нефти из пористой среды.

На фиг,1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства} на фиг.2 - наборная камера с токопро- водящими участками, каждый из кото- рых имеет наружный и внутренний выступы, причем наружный выступ расположен между торцами втулки, а внутренняя поверхность до выступов выполнена из диэлектрического термоагрес- сивностойкого герметика; на фиг.З - токопроводящий участок аксонометрия; на фиг.4 - токонепроводящий участок, аксонометрия.

Устройство для исследования про- цесса капиллярного вытеснения нефти из пористой среды (фиг.1) состоит из электрондсосного агрегата 1 высокого давления, входной камеры 2, первой мерной емкости , вакуумметра 4, наборной камеры 5, измерительного моста 6, пульта 7 управления и визуального контроля, манометра 8 выходной камеры 9, второй мерной емкости 10, нагревательной системы 11, промежуточной емкости 12, запорных вентелей 13-23 и трубопроводов 24-ЗЭ.

Электронасосный агрегат 1 через вентиль 13 и трубопровод 24 подсоединен к промежуточной емкости 12, кото- рая через вентиль 21 и трубопровод 29 подсоединена к трубопроводу 26, соединяющему через вентили 15 и 20 входную камеру 2 с первой мерной емкостью 3. Трубопроводы 24 и 26 шунтируются через вентиль 14 труоопрогюдом 25. На трубопроводе 29 установлен воздушник с вентилем 22. На промежуточной емкости 12 имеется спускной трубопровод 30 с вентилем 23, К входной камере 2 с помощью нажимного фланца (не показан) подсоединяется наборная камера 5, а к верхней части входной камеры 2 - вторая мерная емкость 10. К верхней части второй мерной емкости 10 подсоединен через вентиль 16 заполняющий трубопровод 27. К трубопроводу 27 подключен вакуумметр 4 через вентиль 17. К наборной камере 5

д 5

5

с правого конца с помощью нгжимного фланца (не показанЛ присоединяется выходная камера 9. В верхней части выходной камеры 9 устанавливается воздушник с вентилем 18, а в нижней части - первая мерная емкость 3. В торце выходной камеры 9 устанавливается через вентиль 19 манометр 8. Электроды второй мерной емкости 10 соединяются с измерительным мостом 6 эпектрическим жгугом, а токопро- волящие участки няборной камеры 5 со- един ются с измерительным мостом 6 приводами,

I

Электроды первой мерной емкости

3 также ОРДИНЯЮТСЯ с измерительным мостом 6 электрическим жгутом. Бак электронасосного агрегата 1 заполняется индустриальным маслом, Промежуточная емкость 12 заполняется водой или углеводородной жидкостью. Наборную камеру 5 -заполняют исследуемой пористой средой и насыщают ее углеводородной жидкое гью.

Паборая i-амера 5 (Аиг,2) содержит нажимные флтгщы 31, токонепроводящие участки 72 и токопроводядие участки 33 с -hi pv кгьгми выступами, расположенным, ме-чду торцами втучки, и ренней поверхностью до выступа, выполненной ш диэлектрического термо- эгрессивностойкого герметика,

Гокопроводящий участок 33 (фиг.З) и токонепроводящий участок 32 (фиг,4) содержат торец 34, наружный выступ (только для токопроводяпего участка) 35, внутренний выступ 36, внутреннюю поверхность 37 и наружную поверхность 38.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом исследования наборная камера с пористой средой насыщается углеводородной жидкостью и производится заполнение жидкостями гидравлической системы установки.

Для этого предварительно гидравлическую систему вакуумируют, присоединяя трубопровод 28 к вакуум-насосу (не показан) при открытом вентиле 18 (остальные вентили закрыты) и проверяя степень разреженности газа по вакуумметру 4, Заполняют водой промежуточную емкость 12 через вентиль 23 и трубопровод 30 при открытом вентиле 22 (остальные вентили закрыты). После заполнения промежуточной емкости

516

вентили 22 и 23 закрывают, Заливл.оч наборную камеру в сборе с входной и выходной камерами и мерными емкостями углеводородной жидкостью от брч- ка (не показан) через трубопровод 27 при открытых вентилях 15, 16, 20, 21 и 22 (остальные вентили закрыты) . При появлении углеводородной жидкости на выходе вентиля 22 последний закрывают. Затем включают элек- тронасосный агрегат 1 при открытых вентилях 13, 15, 16 и 21 (остальные вентили закрыты )и закачивают из промежуточной емкости 12 воду в трубо- проводы 26 и 29 и из них через вентиль 15 во входную камеру 2 и вторую мерную емкость 10, Вода, поступая в полость входной камеры и вторую мерную емкость, вытесняет из них .угле- водородную жидкость, которая начинает истекать из трубопровода 2/. При появлении воды из трубопровода 27 вентили 16 и 21 перекрывают и члетронасосный агрегат останавливают. После этого при открытых вентилях 13, 18, 20 и-21 (остальные вентили закрыты) включают электронасос.ный агрегат 1 и закачивают из промежуточной емкости 12 воду в трубопрово- ды 26 и 29 и из них через вентиль 20 в выходную камеру 9 и первую мерную емкость 3. Вода, поступая в первую мерную емкость и выходную камеру, вытесняет из них углеводородную жидкость, которая начинает истекать из трубопровода 28 с вентилем 18. При появлении воды из трубопровода 28 вентили 18 и 21 перекрывают и элекгр насосньй агрегат 1 останавливают: ги равлическая система заполнена рабочими жидкостями0 При этом водой заполнены вторая мерная емкости 10, полость входной камеры 2, гидравлические линии 26, 17 и 28, полость вы ходной камеры 9 и первая мерная емкость J, Углеводородной жидкостью заполнена наборная камера 5,

После проведенной подготовки открывают вентили 13, 21 и 15 и включа ют электронасосный агрегат 1, создавая заданное давление в гидравлической системе, контролируемое по манометру 8. При достижении заданного даления электронасосный агрегат 1 от- ключают, вентили 13 и 21 закрывают. При этом вся гидравлическая система находится под одним и тем же давлением. Включают электронагревательную

4

0 5 0 д §

0 е

5

Об

систему 11. Вода начинает вытеснять углеводородную жидкость из пористой среды. Это вытеснение происходит как согласно движению воды (прямоточно)f так и против движения воды (противо- точно), При этом противоточно вытесненная углеводородная жидкость попадает в полость входной кямеры 2, э затем во вторую мерную емкость 10. Прямоточ- но вытесненная углеводородная жидкость через выходную камеру 9 попадает в перну;--, мерную емкость 3,

Для определения объемов углеводородной жидкости и поды в первой 3 и второй 10 мерных емкостях используют известный метод измерения границы раздела электропроводящей (воды) и не- эпектропроводящей (углеводородной жидкости) фяз контактным уровнемером, заключенным в герметичной мерной емкости (не показан) виде рейки из н°пргродящего материала со штырьковыми энектродами, который замыкает уровень водяного столба. Показания уров- немерпр высвечиваются на световом индикаторе из светодиодов, расположенных rfa пульте 7 управления и визуального контроля. Контактные уровне- мерных емкостей 3 и 10 соединяются электрическими жгутами с пультом 7 визуального контроля.

Для определения насыщенности пористой среды углеводородными жидкостями измеряют электропроводность пористой среды, заключенной ь нетокопро- водяп ем участке камеры между двумя токопроводящими участками (электродами) камеры. Токонопроводящме участки 32 (фиг.2 и 4) выполнены в виде полых металлических втулок с внутренний выступом, расположенным между торцами втулки, причем внутренняя и торцорые поверхности втулок выполнены из диэлектрического термоагрес- сивностойкого герметика, например специальной резины или фторопласта повышенной теплостойкости. Токопро- водящис участки 33 (фиг.2 и 3) также выполнены в виде полых м талличес- ких втулок с внутренним диаметром, равным внутреннему диаметру токоне- проводящих втулок, с наружным и внут- ренними выступами, причем наружный выступ расположен между торцами втулки, а внутренняя поверхность втулки до выступа выполнена из диэлектрического термоагрессивностойкого герметика.

Токонепроводяпше и токопроводящие втулки, чередуясь в наборе, образуют наборную камеру 5 одного поперечного сечения.

Токопроводящие участки (кольцевые электроды) наборной камеры 5 (фиг.1 электрически связаны с измерительным мостом 6 электрическими проводами. При установке между крайними токо- непроводящими участками наборной камеры 5 нажимных фланцев 31 (фиг.2) и приложения к ним сжимающей силы (например, при помощи стяжных стержней) последняя приобретает способность выдерживать высокие внутренние давления (до 300 атм и выше) за счет создания между токонепроводящими и то- копроводящими металлическими втулками лабиринтных уплотнений, заполнен- ных термоагрессивностойким гермети- ком. Соединяя между собой несколько наборных камер и применяя при этом конструктивные меры, направленные на сохранение прямолинейности продольной оси (например, при помощи промежуточных опор) можно получить исследовательские камеры высокого давления различной длины.

Устройство для исследования про- цесса капиллярного вытеснения нефти из пористой среды позволяет вести исследование пористой среды электрометрическим методом в герметичной ка мере при значительно более высоких давлениях вытесняющих сред. Расширение диапазона измерения процесса капиллярного вытеснения сред обеспечивает более достоверное изучение реальных капиллярных процессов, происходящих в подземных пластах нефтяных месторождений, что важно для решения народно-хозяйственных задач по извлечению нефти вторичными методами. Формула изобретения

Устройство для исследования процеса капиллярного вытеснения нефти из пористой среды, включающее наборную камеру, выполненную из последовательно расположенных токопроводящих и токонепроводящих участков, размещенных между нажимными фланцами, о т личающееся тем, что, с целью повышения достоверности исследования, токопроводящие и токонепро- водящие участки наборной камеры выпонены в виде полых металлических втулок равного внутреннего диаметра с выступами, причем втулки токонепроводящих участков выполнены с внутренними выступами, расположенными между ториами втулок, внутренние и торцовые поверхности втулок токоне- проводящкх участков выполнены из диэлектрического термоагрессивно- стойкого герметика, а нтулки токопроводящих участков выполнены с на- ружноми и внутренними выступами, наружные выступы расположены между торцами втулок, внутренняя поверхность втулок до выступа выполнена из диэлектрического термоагрессивнестойкого герметика.

г

VI ом

i s Т

bsj

т

t

f

со

3

Изобретение относится к нефтегазодобывающей пром-сти и предназначено для моделирования и изучения процессов, происходящих при разработке нефтяных залежей. Цель изобретения - повышение достоверности исследования процессе капиллярного вытеснения нефти из пористой среды, Устройство содержит наборную камеру выполненную из последовательно рас31 положенных токопроводящих 33 и токо- непроводящих 32 участков, размещенных между нажимными фланцами 31, причем участки 32 и 3 выполнены в виде полых металлических втулок (МБ) равного ячутреннего диаметра с выступами между торцами MB. Внутренние и торцовые поверхности MB токонепро- всдящих участков 32 выполнены ич диэлектрического термоагрессивностойко- го герметика (ДТГ). При этом MB токо- проволящих участкг.н 32 выполнены с наружными и внутренними выступами. Наружные выступы расположены между торцами MB. Внутренняя поверхность MB до выступа выполнена из ДТГ. Участки 33 электрически связаны с измерите пьным мостом. При установке между крайними участками 32 наборной камеры нажимных фланцев 31 и приложения к ним сжимающей силы последняя приобретает способность выдерживать высокие внутренние давления за счет создания между участками 32 и 33 лабиринтных уплотнений, заполненных ДТГ. 4 ил. с & (Л О5 Ј

Фиг. 4