Установка для моделювання глибинних процесів у пластах нафтових та газових свердловин

Реферат: Установка для моделювання глибинних процесів у пластах нафтових та газових свердловин включає кернотримач з плунжерами, які містять подовжні та радіальні канали, систему прокачування досліджуваних рідин, що з'єднана з обох сторін з плунжерами, систему утворення термобаричних умов з регулятором тиску, систему відбору флюїдів. Кожний плунжер містить не менше як два незалежні один від одного подовжні канали, які гідравлічно з'єднані через запірні вентилі з відповідними окремими радіальними каналами. UA 77700 U (12) UA 77700 U UA 77700 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до нафтогазовидобувної промисловості, зокрема, до установок, що моделюють процеси, які відбуваються у привибійній зоні пласта нафтових та газових свердловин під час впливу на породу-колектор різноманітними робочими агентами. Відома установка для визначення впливу бурових розчинів на привибійну зону свердловин [1]. Вона вбирає у себе кернотримач з пристосуванням для створення тиску, температури і прокачування рідини через зразки гірських порід. Однак, така установка не дозволяє моделювати процеси, що відбуваються у привибійних зонах пластів, тому що в її конструкції відсутні система для швидкої зміни робочих агентів і регулятори для підтримки пластового тиску. Найбільш близькою за технічною суттю до корисної моделі, що пропонується, є установка для вивчення процесів, що відбуваються у привибійних зонах пластів нафтових і газових свердловин [2], яка вміщує кернотримач з плунжерами, що об'єднані з маніфольдами, систему прокачування і відбору флюїдів, систему створення термобаричних умов з регулятором тиску та мірний циліндр. Недоліком цієї установки є відсутність функції безпосередньої подачі рідин у взірець гірської породи. Задача корисної моделі є збільшення кількості функцій установки та підвищення точності замірів за рахунок обладнання плунжерів кернотримача не менш, як двома подовжніми каналами, що гідравлічно об'єднані через запірні вентилі з радіальними каналами для безпосереднього підводу до взірця гірської породи флюїдів і активних агентів та відведення їх у замірний пристрій. Поставлена задача вирішується тим, що включає кернотримач з плунжерами, які містять подовжні та радіальні канали, систему прокачування досліджуваних рідин, що з'єднана з обох сторін з плунжерами, систему утворення термобаричних умов з регулятором тиску, систему відбору флюїдів, згідно з запропонованим технічним рішенням, кожний плунжер містить не менш як два незалежні один від одного подовжні канали, які гідравлічно з'єднані через запірні вентилі з відповідними окремими радіальними каналами. На фіг. 1 показана принципова схема установки, на фіг. 2 - загальний вид плунжера, на фіг. 3 - вид плунжера згори. Установка включає кернотримач 1, усередині якого встановлено ідентичні за конструкцією плунжери 2 і 3 між якими розташований взірець гірської породи 4. До кернотримача 1 через трубопровід 5, вентиль 6 і трубопровід 7 під'єднаний прес 8 для створення гідрообтиску, що імітує гірський тиск. Контроль за тиском гідрообтиску здійснюється манометром 9. Прес 8 через трубопровід 7, вентиль 10 та трубопровід 11 з'єднано з забірним бачком 12. Балон із стисненим газом 13 з манометром 14, через вентиль 15, трубопровід 16 і вентилі 17, 18, 19 з'єднано з поршневими контейнерами 20, 21, 22. Через вентилі 23, 24, 25 і систему трубопроводів 26, 27, 28 поршневі контейнери 20, 21, 22 сполучені з плунжерами 2 і 3 кернотримача 1. Плунжери 2 і 3 обладнано трьома подовжніми каналами 29, 30, 31 гідравлічно об'єднаними з відповідними трьома радіальними каналами 32, 33, 34 через запірні вентилі 35, 36, 37. Через трубопровід 27, вентиль 38 та трубопровід 39 плунжери 2 і 3 під’єднанні до регулятора тиску 40 для підтримання пластового тиску у кернотримачі 1. Плунжери 2 і 3 обладнані манометрами 41, 42, 43, 44, 45, 46. На виході з регулятора тиску 40 встановлено мірний циліндр 47 для відбору та замру об'єму робочих флюїдів. Регулятор тиску 40 через трубопровід 48, вентилі 49, 50 з манометром 51 і вентилем 52, буферний контейнер 53, трубопровід 54, вентиль 55, трубопровід 16 і вентиль 15 з'єднано балоном із стисненим газом 13. Необхідна температура у кернотримачі 1 підтримується термостатом (на схемі не показано). Вся установка окрім манометрів 9, 14, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 51, преса 8, забірного бачка 12, балона 13 з вентилем 15, мірного циліндра 47, розміщена у окремому спеціальному термостаті, де підтримується пластова температура (на схемі не показано). Установка працює наступним чином. Вихідний стан - усі вентилі закрито. У кернотримач 1 завантажують екстрагований і просушений взірець гірської породи 4. Контейнери 20, 21, 22 заповнюють досліджуваними рідинами, якими можуть бути і пластові флюїди. За допомогою спеціального термостата в установці відтворюють пластову температуру. Одночасно термостатом у кернотримачі 1 створюють необхідну температуру (пластову або будь-яку необхідну у даний момент часу). Відкривають вентиль 10 і наповнюють через трубопровід 7 прес 8 робочою рідиною для гідрообтиску взірця 4 у кернотримачі 1 з забірного бачка 12. Закривають вентиль 10 і відкривають вентиль 6. Пресом 8 через вентиль 6 і трубопровід 5 створюють гідрообтиск взірця 4 у кернотримачі 1, імітуючи гірський тиск. Контроль тиску гідрообтиску здійснюється за допомогою манометра 9. 1 UA 77700 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Відкривають вентиль 15 і заповнюють стисненим газом трубопровід 16. Тиск стисненого газу контролюють манометром 14. Відкриванням вентиля 55 за відкритого вентиля 50 через трубопровід 54 буферний контейнер 53 заповнюють стисненим газом до необхідного тиску, який контролюють за допомогою манометра 51. При досягненні необхідного тиску закривають вентиль 55. Відкривають вентиль 49, подаючи стиснений газ із буферного контейнера 53 через вентилі 50, 49 і трубопровід 48 у регулятор тиску 40, чим створюють у ньому необхідний тиск, який дорівнює тиску у буферному контейнері 53. При необхідності створення у взірці гірської породи 4 залишкової водонасиченості, вона здійснюється одним з загальновідомих методів, наприклад методом витіснення. Далі відкривають вентилі 17, 18, 19 після чого стиснений газ через раніше відкритий вентиль 15 з балона зі стисненим газом 13 через трубопровід 16 у поршневі контейнери 20, 21, 22 надходить стиснений газ. Відкриваючи вентиль 23 через трубопровід 26, вентиль 35, радіальний канал 32 плунжера 2 і подовжній канал 29 плунжера 2 направляють необхідну у даний момент рідину до взірця гірської породи 4. Контроль тиску на вході у взірець гірської породи 4 здійснюється манометром 41, а на виході - манометром 45. Після проходу рідини через взірець гірської породи 4, вона через аналогічної конструкції плунжер 3 (відкривши з'єднаний з трубопроводом 39 вентиль плунжера 3), через трубопровід 39 надходить у регулятор тиску 40, після чого флюїд відводиться у мірний циліндр 47, де відбирається проба та вимірюється її об'єм. За різницею тисків на вході і виході з взірця гірської породи 4, динамічної в'язкості і об'єму рідини, що накопичилася у мірному циліндрі 47 за певний час, і геометричним розмірам взірця гірської породи 4 розраховують його проникність. При необхідності заміни рідин для фільтрації через взірець гірської породи 4 перекривають вентиль 32 плунжера 2 та вентиль 23 і відкривають вентиль 24 або/та 25 і вентиль 36 або/та 37 плунжера 2. Таким чином у взірець гірської породи буде поступати рідина з поршневого контейнера 21 або/та 22. При відкритих вентилях 35, 36, 37 плунжера 2, та вентилів 23, 24, 25 у взірець гірської породи 4 будуть одночасно поступати рідини з поршневих контейнерів 20, 21, 22. Для зміни напрямку фільтрації рідин у взірці гірської породи 4 закривають вентилі 35, 37 плунжера 2 і відкривають відповідні вентилі плунжера 3, які сполучені через трубопроводи 26, 28 (закривши з'єднаний з трубопроводом 39 вентиль плунжера 3), закривають вентиль 24 і відкривають вентиль 36 плунжера 2 і вентиль 38. Тоді рідини з контейнера 20 або/та 22 через вентилі 23, 25, трубопроводи 26, 28, плунжер 3 направляють у зворотному напрямку через взірець гірської породи 4 вентиль 36 плунжера 2 трубопровід 27, вентиль 38, трубопровід 39, через регулятор тиску 40 у замірний циліндр 47. Таким чином, запропонована установка для моделювання глибинних процесів дозволяє досліджувати фільтраційні властивості продуктивних пластів нафтових і газових свердловин під час впливу на привибійну зону різного роду активних хімреагентів. Це дає можливість отримати більш достовірні данні для якісної і кількісної оцінки явищ, що відбуваються у привибійній зоні продуктивних пластів під час проведення технологічних процесів інтенсифікації видобутку. 2 1. А.с. СРСР № 600294, МПК Е21В49/00, публ.30.03.1978 р., бюл. № 12; 3 2. А.с. СРСР № 1025880, МПК Е21В49/00, публ. 30.06.1983 р., бюл. № 24. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 Установка для моделювання глибинних процесів у пластах нафтових та газових свердловин, що включає кернотримач з плунжерами, які містять подовжні та радіальні канали, систему прокачування досліджуваних рідин, що з'єднана з обох сторін з плунжерами, систему утворення термобаричних умов з регулятором тиску, систему відбору флюїдів, яка відрізняється тим, що кожний плунжер містить не менше як два незалежні один від одного подовжні канали, які гідравлічно з'єднані через запірні вентилі з відповідними окремими радіальними каналами. 2 UA 77700 U 3 UA 77700 U Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4