Установка для оперативного проведення аналізу нафтовитісної здатності розчинів поверхнево-активних речовин

Реферат: Установка для оперативного проведення аналізу нафтовитісної здатності розчинів поверхневоактивних речовин, що містить циліндричну ємність, яка обладнана нагрівальним контуром і з'єднана зі зливною ємністю, ємність для розчину поверхнево-активних речовин та підключений до неї нагнітальний насос. Додатково містить ємність для пластової води або її моделі та ємність для нафти або її моделі, які разом з ємністю для розчину поверхнево-активних речовин встановлені між нагнітальним насосом та циліндричною ємністю, яка підключена до вакуумного насоса через буферну ємність. При цьому перед циліндричною ємністю змонтована лінія скидання надлишкового тиску, а нагрівальний контур заповнений тепловим агентом і підключений до термостата. UA 108163 U (12) UA 108163 U UA 108163 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до нафтогазовидобувної промисловості, зокрема до пристроїв для дослідження нафтовитісної здатності розчинів поверхнево-активних речовин (ПАР) в гірській породі, та може бути використана при моделюванні процесів нафтовитіснення в лабораторних умовах. Відома установка для визначення коефіцієнта витіснення нафти водою (ГОСТ. 39-070-78. Нефть, метод определения коэффициента вытеснения нефти водой в лабораторных условиях). Установка містить кернотримач, вихідний патрубок якого з'єднаний з контейнером рідинним, який містить вентиль регулюючий і з'єднується з мірною бюреткою - сепаратором для забезпечення візуального виміру об'єму рідини, до якої, в свою чергу, під'єднаний барабанний газовий лічильник. Для створення протитиску на виході із взірця до нижньої частини контейнера рідинного під'єднаний другий контейнер рідинний, який у верхній частині підключений до газового балона високого тиску. Плунжерний прес з регульованим редуктором та прес з редуктором створюють тиск в гідравлічній системі, заповненій маслом, що подається з масляного бачка. Недоліком цієї установки є неможливість отримання представницького кернового матеріалу в слабозцементованому колекторі через руйнування породи при бурінні. В кращому випадку відбирається керн, що характеризується відносно низькою проникністю. При використанні такого керну процес витіснення нафти доволі тривалий. Також доволі складна та незручна в керуванні конструкція. Найближчим аналогом корисної моделі є експериментальна установка для проведення досліджень процесу витіснення нафти лужними розчинами з додаванням ПАР (Исследование влияния добавок ПАВ на степень вытеснения нефти, М.К. Жантасов та інші, науковий "Вестник КазНТУ" Казахского национального технического университета. -Казахстан, 01.07.2014, http://vestnik.kazntu.kz/files/newspapers/80/2591). Основним вузлом установки є труба (циліндрична ємність), що вміщує модель нафтового пласта, зокрема природній дезінтегрований пісковик певної фракції, при цьому циліндрична ємність зовні обладнана нагрівальним контуром, що складається з теплоізоляції та електропідігрівача. Крім цього, установка містить зливну ємність для збору нафти, що витискається із взірця, та ємність для приготування витискувального розчину. Витискувальний розчин подається до моделі нафтового пласта за допомогою нагнітального насоса. На виході із циліндричної ємності, що вміщує модель нафтового пласта, встановлений манометр. Для контролю і регулювання температури, що створюється за допомогою електропідігрівача, на зовнішній поверхні корпусу циліндричної ємності встановлена термопара. Швидкість подачі витискувального розчину регулюється встановленим після нагнітального насоса вентилем, лінія подачі витискувального розчину обладнана зворотнім клапаном та витратоміром. На вихідному кінці труби, що вміщує модель нафтового пласта, встановлений трійник та два вентилі, що дозволяє збирати нафту, що витискається із взірця, або у мірному циліндрі, або у зливній ємності. Недоліком даної установки є відсутність вакуумування, що уповільнює процес насичення породи флюїдами. Крім цього, імітування термічних пластових умов відбувається завдяки електропідігрівачу, що створює нестабільний нагрів рідини. Задачею корисної моделі є підвищення ефективності та якості проведення досліджень, а також зменшення часу процесу визначення нафтовитісної здатності розчинів ПАР. Поставлена задача вирішується, тим що установка для оперативного проведення аналізу нафтовитісної здатності розчинів поверхнево-активних речовин, що містить циліндричну ємність, яка обладнана нагрівальним контуром і з'єднана зі зливною ємністю, ємність для розчину поверхнево-активних речовин та підключений до неї нагнітальний насос, згідно з корисною моделлю, додатково містить ємність для пластової води або її моделі та ємність для нафти або її моделі, які разом з ємністю для розчину поверхнево-активних речовин встановлені між нагнітальним насосом та циліндричною ємністю, яка підключена до вакуумного насоса через буферну ємність, при цьому перед циліндричною ємністю змонтована лінія скидання надлишкового тиску, а нагрівальний контур заповнений тепловим агентом і підключений до термостата. Наявність термостата дозволяє теплоносію стабілізувати температуру у нагріваючому контурі, при цьому досягається рівномірність підігріву циліндричної ємності, в якій знаходиться зразок пористого середовища. Вакуумним насосом виконується попереднє вакуумування, що дозволяє прискорити процес насичення зразка пористого середовища флюїдом. Наявність лінії скидання надлишкового тиску дозволяє перед початком робіт позбутись в трубопроводі надлишків повітря, а також в процесі роботи оперативно очищувати нагнітальний трубопровід від надлишків флюїдів, що дозволяє суттєво прискорити процес дослідження. 1 UA 108163 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Наявність трьох ємностей дозволяє оперативно замінити флюїди під час експерименту, а також у випадку потреби змішувати композиції для обробки зразка пористого середовища. На кресленні наведено схему установки для оперативного проведення аналізу нафтовитісної здатності розчинів ПАР в гірській породі. Установка складається з шести ємностей: А, Б, В для пластової води або її моделі, для нафти або її моделі, для розчину ПАР тощо; циліндричної ємності Г, зливної ємності Д та буферної ємності Е. Ємності рідинні А, Б, В підключені до відповідних вихідних вентилів 1, 2, 3, а на вході через вентиль 4 підключені до нагнітального насоса 5. Після вентилів 1, 2, 3 через хрестовину лінія об'єднується та іде до трійника, який розділяє її на лінію скидання надлишкового тиску через вентиль 6 та лінію, що містить циліндричну ємність Г, в якій розміщується модель нафтового пласта у вигляді подрібненого зразка породи або пісковика фракції 0,1-0,2 мм. Циліндрична ємність Γ має зовнішній нагрівальний контур, що заповнений тепловим агентом і підключений до термостата 7. Після циліндричної ємності Γ через вентиль 8 встановлена зливна ємність Д, яка також виконує функцію мірної ємності, а через вентиль 9 встановлена буферна ємність Е, яка через вентиль 10 підключена до вакуумуючого пристрою 11, наприклад вакуумного насоса. Буферна ємність Ε призначена для попередження попадання рідини у вакуумуючий пристрій, а також для візуального спостереження за появою насичуючої рідини на виході зі зразка пористого середовища циліндричної ємності Г. Установка працює наступним чином. Перед початком робіт циліндрична ємність Γ заповнюється природним дезінтегрованим пісковиком або подрібненим керновим матеріалом певної фракції до відмітки на її внутрішній поверхні. Ємності А, Б, В заповнюються відповідно пластовою водою, нафтою, розчином ПАР. Максимальний об'єм регламентується відміткою на внутрішній поверхні кожної ємності. Циліндрична ємність Γ вакуумується з метою видалення з порового простору зразка пухирців повітря для того, щоб подальше насичення водою було більш повним. Для цього вмикається вакуумний насос 11 та відкриваються вентилі 9, 10. Через 2 години відкривається вентиль 1, при появі рідини в буферній ємності Ε вентилі 9 та 10 закриваються, вакуумний насос 11 вимикається, вмикається нагнітальний насос 5 та, при відкритих вентилях 4, 1, 8 пластова вода з ємності А протискується крізь зразок пористого середовища, що знаходиться у циліндричній ємності Г. Після цього закривається вентиль 1, відкривається вентиль 2 та з ємності Б крізь зразок пористого середовища протискується нафта до припинення витіснення води, що фіксується появою нафти у зливній ємності Д. Після вищевикладених операцій вентилі 2, 4 та 8 закриваються, вимикається нагнітальний насос 5 та виконується витримка нафти в зразку при заданій температурі та тиску протягом 1 години, після чого відкривається вентиль 6 для скидання надлишкового тиску. Після цієї операції процес насичення зразка пористого середовища нафтою вважається закінченим. Нафта із зразка витискується пластовою водою, для чого вмивається нагнітальний насос 5, відкриваються вентилі 1, 4, 8 та здійснюється нагнітання пластової води до припинення витіснення нафти, що фіксується появою води у зливній ємності Д. Після цього вентилі 1 та 8 закриваються. Дослідження розчину ПАР виконується наступним чином. Відкриваються вентилі 3 та 8 та за допомогою нагнітального насоса 5 розчин ПАР у кількості 20-30 % від нафти, що була витіснена пластовою водою, протискується крізь зразок пористого середовища, що знаходиться у циліндричній ємності Г. Після цього вентиль 3 закривається, відкривається вентиль 1 та протискується пластова вода до припинення винесення нафти, що вилучена із зразка під дією розчину ПАР. Після чого закриваються вентилі 1, 4, 8 та вимикається нагнітальний насос 5. Дослідження проводять для умов конкретного родовища з різними ПАР і вибирають до використання ту ПАР, яка має найкращу нафтовитісну здатність, або випробовують одну ПАР для умов різних родовищ (свердловин) і вибирають те родовище (свердловину), для умов якого нафтовитісна здатність є найвищою. 2 UA 108163 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Установка для оперативного проведення аналізу нафтовитісної здатності розчинів поверхневоактивних речовин, що містить циліндричну ємність, яка обладнана нагрівальним контуром і з'єднана зі зливною ємністю, ємність для розчину поверхнево-активних речовин та підключений до неї нагнітальний насос, яка відрізняється тим, що додатково містить ємність для пластової води або її моделі та ємність для нафти або її моделі, які разом з ємністю для розчину поверхнево-активних речовин встановлені між нагнітальним насосом та циліндричною ємністю, яка підключена до вакуумного насоса через буферну ємність, при цьому перед циліндричною ємністю змонтована лінія скидання надлишкового тиску, а нагрівальний контур заповнений тепловим агентом і підключений до термостата. Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3