Устройство для исследования процесса капиллярного вытеснения нефти из образца породы водой Советский патент 1980 года по МПК E21B43/20 G01N15/08 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА

КАПИЛЛЯРНОГО ВЫТЕСНЕНИЯ НЕФТИ

ИЗ ОБРАЗЦА гЪРОДЫ ВОДОЙ Изобретение относится к области исследования горных пород, в частности к устройствам, используемым при моделировании процесса капилляр ного вытеснения нефти водой из горных пород. Известны устройства для исследования капиллярного вытеснения нефти водой, содержащее нефтедержатель, узлы создания давления, температуры и прокачки жидкости через образец Одкако эти устройства не позволя ют использовать при исследованиях пластовые нефти и, кроме того, не учитывают влияния набухания породы на точность получаемых результатов. Также известно устройство для исследования процесса капиллярного вытеснения нефти из образца породы водой, содержащее кернодержатель, узлы создания гидрообжима и поддержания температуры, систему прокачки жидкости через образец и систему капиллярного вытеснения нефти водой включающую ловушку для нефти 2. Это устройство позволяет повысит точность исследований, так как учит вает влияние набухания породы на процесс капиллярного вытеснения неф ти из образца горной породы водой, но позволяет использовать в исследованиях лишь модели нефтей, а не пластовые нефти, что ввиду сущесавен-ных отличий последних от моделей нефти приводит к значительным ошибкам при определении скорости и коэффициента капиллярного вытеснения нефти водой. Целью изобретения является обеспечение использования пластовых нефтей. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено регуляторами давления, установленными на выходах системы прокачки жидкости через образец и системы капиллярного вытеснения нефти водой. На чертеже показана принципиальная схема устройства. Устройство состоит из-кернодержателя 1, в котором установлен образец породы 2, размеи;енный в резиновой манжете 3. К кернодержателю 1 через трубопровод 4, снабженный манометром 5, подключен пресс 6 для создания гидрообх има на образец породы 2.Для поддержания в кернодержателе 1 заданной температуры подключен термостат 7.

Выкидная трубка 8 кернодержателя 1 с вентилем 9 соединена с регулятором давления 10, позволяющем поддерживать заданное давление в кернодержателе 1, и отвалом 1J для слива воды и нефти в мерную бюретку 12 при заполнении пор образца породы 2 воой и создании остаточной водонасыенности.

Для прокачки жидкости через образец породы 2 и прокачки воды под его нижним торцом к нижней части кернодержателя 1 подведен трубопровод 13 с манометром 14 и вентилем 15 от гидропресса 16, в который через вентили 17 и 18 из емкостей 19 и 20 соответственно может быть набрана пластовая вода или вода для осуществления капиллярного вытеснения нефти. Для прокачки нефти через образец породы 2 используется поршневой разделитель 21, снабженный вентилями 22 и 23.

Параллельно кернодержателю 1 через трубопроводы 24 и 25 с вентилями 26 и 27 соответственно .подсоединена ловушка для нефти 28 с градуированной бюреткой 29 с расширением 30 в нижней части, смотровыми окнаи 31, микропрессом 32 для точной установки уровня раздела воды и нефти. Ловушка 28 через трубопровод 33 соединена с регулятором давления 34 для поддержания згщанногодавлеия в системе и стволом 35 для сброа воды в бюретку 36.

Для поддержания заданного давления в системе при прокачке воды чеез образец породы 2 и создания в нем остаточной водонасыщенности слуит регулятор давления 10, а для поддержания заданного давления в системе при прокачке воды для капилярного вытеснения нефти - регулятор давления 34. Для создания необходимого давления в регуляторах 10 и 34 через трубопровод 37, снабженный манометром 38, в них подается сжатый воздух от баллона 39.

Регулятор давления представляет собой приспособление, позволяющее поддерживать заданное давление в системах, на выходе из которых он устанавливаете. Благодаря этому предлагаемое устройство позволяет использовать в исследованиях пластовую нефть, так как регуляторы давления дают возможность поддерживать в системе давление, превышающее авление насыщения нефти.

Устройство работает следующим образом.

Для исследования процесса капиллярного вытеснения нефти водой экстрагированный и высушенный образец породы 2 загружают в кернодержатель 1 и прессом б по трубопроводу 4 с

помощью резиновой манжеты 3 обжимают его в.кернодержателе 1, имитируя горное давление. Манометры 5 контролируют величину создаваемого гидрообжима.- Термостатом 7 поддерживают в кернодержателе 1 заданную температуру.

Сжатым воздухом из баллона 39 по трубопроводу 37 создают заданное давление в регуляторах Давления 10 и 34 Манометром 38 контролируют величину заданного давления. При заданном давлении в регуляторах 10. и 34 и закрытых вентилях 18, 22 и 23 через емкость 19 вакуумируют всю систему вместе с образцом породы 2 в кернодержателе 1.

Закрыв вентиль 15, через вентиль 17 из емкости 19 набирают в гидропресс 16 воду, которой будет насыщаться образец породы 2 для создания в нем остаточной водонасыщенности.

Закрыв вентили 26 и 27 и открыв затем вентиль 15, с помощью пресса 16 насыщают образец породы 2 водой По разнице объемов закаченной из пресса 16 и полученной на выходе иь кернодержателя 1 в мерной бюретке 12 воды определяют количество насыщающей образец породы 2. воды и, тем самым, его открытую пористость.

Открыв вентили 26 и 27, по трубопроводам 24 и 25 заполняют систему водой, включая ловушку для нефти 28 й трубопровод 33 мехсду ловушкой. 28 и регулятором давления 34. Давление в системе контролируется манометром 14.

Закрыв вентили 15,26 и 27 и открыв вентили 22 и 23, прессом 16 из поршневого разделителя 21 прокачивают через образец породы 2 пластовую нефть, вытесняя, тем самым, из него воду через трубопровод 8, регулятор давления 10 и отвал 11 в мерную бюретку 12. Благодаря этому в образце породы 2 создается определенная водонефтенасыщенность. Объем вытесненной воды нефтью и замеренный в мерной бюретке 12 равен объему нефти в образце породы 2.

УбeдивJJиcь, что при длительной прокачке нефти через образец породы 2 вода из Него больше не вытесняется, закрывбиот .вентиль 9, открывают вентиль 27 и по трубопроводу 25 продолжают прессом 16 качать нефть. Нефть, проходя из поршневого {Разделителя по трубопроводу 13 через образец породы 2 и вентиль 27, вытесняет воду из трубопровода 24 и проходит в ловушку 28. Прокачка нефти ведется до тех пор, пока раздел между нефтью и ВОДОЙ не установится на уровне смотровых окон 31 ловушки 28 в градуированной бюретке 29,

Точную установку раздела нефть вода в градуированной тоубке 29 устанавливают кадкропрессом 32. Вытесняемая нефтью вода из трубопровода 25 и ловушки 28 через трубопровод 33, регулятор давления 34 и отвал 35 сбрасывается в бюретку 36.

После этого закрывают вентили 22 и 23 и через вентиль 17 освобождают пресс 16 от содержащейся в нем воды Закрыв вентиль 17 и открыв вентиль 18, из емкости 20 набирают в пресс 16 воду, которой и производят капиллярное вытеснение нефти.

Закрыв вентиль 18 и открыв вентили 15 и 26, прессом 16 создают непрерывную прокачку воды через трубопровод 13 под образцом породы 2 и дальше по трубопроводу 24, через ловушку 28, по трубопроводу 33, через регулятор давления 34, с помощью которого во всей системе поддерживается заданное постоянное давление. Благодаря применению регуляторов давления .10 и 34 в исследованиях гюжно применять пластовую нефть.

Нефть, вытесненная из образца породы 2 прямоточно, через трубопровод 8, вентиль 27 и трубопровод 24 поступает в градуированную бюретку 29 ловушки 28. Нефть, вытесненная из образца породы 2 противоточно, вместе с водой поступает по трубопроводу 24 в ловушку для нефти 28, где она улавливается расширенной частью 30 .градуированной бюретки 29.

Поддержание в градуированной трубке 29 нефтеводораздела на начальном уровне осуществляется визуально через смотровые окна 31 с помощью микропресса 32, которым и замеряется объем вытесненной водой нефти под действием капиллярных сил.

Зная начальный объем нефти в образце породы 2 и объем Р 1теаненной нефти, определяют коэффициент капиллярного вытеснения нефти водой. Фиксируя время, определяют скорость капиллярного вытеснения.

Формула изобретения

Устройство для исследования процесса капиллярного вытеснения нефти из образца породы водой, содержащее

5 кернодержатель, узлы создания гидрообхсцма и поддержания температуры, систему прокачки жидкости через образец и систему капиллярного вытеснения нефти ВОДОЙ, включающую ловушку для нефти, отличаю щее0с я тем, что, с целью обеспечения использования пластовых нефтей, оно снабжено регуляторами давления, установленными на выходах системы прокачки жидкости через образец и сис5темы капиллярного вытеснения нефти водой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Разработка и увеличение нефтеотдачи нефтяных месторождений. М., Недра, 1967, с.41-44.

2. Авторское свидетельство СССР f 515973, кл. G 01 N 15/08, 30.07.73.