Устройство для определения коэффициентов остаточной водонасыщенности и вытеснения несмешивающихся жидкостей в горных породах

 

Изобретение относится к технике исследования физических свойств горных пород, в частности для определения коэффициентов вытеснения нефти водой и растворами химреагентов остаточной водонасыщенности. Цель изобретения - повышение точности измерения путем установления более равномерного продвижения фронта раздела жидкостей в поровом пространстве образца. С этой целью в устройстве, выполненном в виде составной герметичной камеры с вводом для рабочей жидкости, содержащей корпус, внутри которого расположена эластичная гильза с образцом, питающий пуансон, заполненный вытесняющим агентом, приемный пуансон и ловушку-стакан с вытесняемым агентом, приемный пуансон снабжен хвостовиком с осевым каналом и концевым капилляром с регулируемым сечением, конец которого размещен под уровнем вытесняемого агента в ловушке-стакане, а в корпусе камеры выполнена система каналов, соединяющих полости питающего и приемного пуансонов. 1 ил.

(19) (И) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (Я) 5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHQN)

flPH П.(НТ СССР

1 (21) 441 5784/23-25 - . (22) 26. 04. 88 (46) 07.08.90. Бюл. И 29 (71) Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья (72) Ю.А.Афиногенов и В.M.Ôèëàòîâ (53) 539,217.1(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 828918, кл. С 01 N 9/30, 1981.

Тульбович Б,И. Методические рекомендации по применению центрифугирования для экспресс-определения коэффициента вытеснения нефти водой и растворами химреагентов. Пермский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности, 1984, с. 5. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ОСТАТОЧНОЙ ВОДОНАСЫЩЕННО-

СТИ И.ВЫТЕСНЕНИЯ НЕСМЕШИВАЮ11В(ХСЯ

ЖИДКОСТЕЙ В ГОРНЫХ ПОРОДАХ (57) Изобретение относится к технике исследования физических -свойств

Изобретение относится к технике исследования физических свойств горных пород, в частности остаточной водонасыщенности, для определения коэффициентов вытеснения нефти водой и.растворами химреагентов.

Целью изобретения является повы-. шение точности измерения путем установления более равномерного продвижения фронта разделения жидкостей в поровом пространстве образца .

2 горных пород., в частности для определения коэффициентов вытеснения нефти водой и растворами химреагентов остаточной водонасыщенностии.

Цель изобретения — повышение точности измерения путем установления более равномерного продвижения фронта раздела. жидкостей в поровом простран.стве образца. С этой целью в устройстве, выполненном в виде составной герметичной камеры с вводом для рабочей жидкости, содержащей корпус, внутри которого расголожена эластичная гильза с образцом, питающий пуансон, заполненный вытесняющим агентом, приемный пуансон и ловушку-стакан с вытесняемым агентом, приемный пуансон снабжен хвостовиком с осевым каналом и концевым капилляром с регулируемым сечением, конец которого размещен под уровнем вытесняемого агента в ловушке-стакане, а в корпу-. се камеры выполнена система каналов, соединяющих полости питающего и приемного пуансонов. ил.

На чертеже показано устройство,. разрез.

Устройство выполнено в виде сос" тавной герметичной камеры, включающей корпус 1,. внутри которого расположена гильза 2 из эластичного материала, уплотненная с помощью обтюраторов 3, шайб 4 и упорных гаек 5, ввернутую в корпус 1 опорную гайку б с осевым каналом для ввода рабочей жидкости и уплотнительным кольцом 7, 1583799 запорный шарик 8, прижимаемый к седлу осевого канала опорной гайки 6 с помощью пяты 9, цилиндрической пружины 1 О, канал 1 1, выполненный в корпусе 1, питающий 12 и приемный 1 3 пуансоны, стакан 14 с каналом 15, полостью 16, крышку )7 с запорным болтом 1 8, уплотнительным кольцом 19, каналом 20, уплотнительные кольца 21—

23, стягивающие гайки 24. Питающий пуансон 1 2 имеет полость 25, кольцевую проточку 26 на внешней поверхности и осевой канал B нижней части.

Приемный пуансон 13 содержит хвостовик 27 с осевым каналом 28 и концевым капилляром 29, сетку 30, глухую перемычку 31. Между пуансонами

12 и 13 помещены испытуемый образец

3) породы, пористый материал 33, 20 например пористый проницаемый поролон. На дно стакана 14 перед началом центрифугирования устройства должна бь|ть залита жидкость (в зависимости от определяемого коэффициента) . Жид- 25 кость заливают таким образом, чтобпп выходной конец капилляра 29 находился под уровнем жидкости 34 в емкости с капиллярным давлением„равным нулю. Для регулирования сечения капилляра 29 на конце хвостовика 27 выполнена гайка с иглой 35.

Подготовка устройства к работе.

КОрпус камеры 1 в сборе с гильзой 2 иЭ эластичного материала, обтюраторами 3, шайбами 4, упорными гайками

5 образует муфту для размещения в нЕй испытуемого образца 32 породы с. пористым материалом 33, пуансонов 12 и 13. Пневмообжим образца и пуансо- щ нов 1 2 и 13 гильзой 2 осушествляется по каналу 1, запираемому шариком 8 с помощью пружины 10, подвижной пяты 9 ° Во время пневмообжима образца нижний край корпуса 1 герметично соединен с основанием (не показано). на котором установлен вентиль, открывающий или перекрывающий линию сжатия воздуха. После пневмообжима образца породы и пуансонов корпус камеры 1 связывается стягивающей гайкой 24 со стаканом 14, на дно которого наливают начальное количество жидкости 34, скрывающей выходное отверстие капилляра 29. Пористый материал 33 предварительно цолжен быть насьпцен влагой, канал 28 и капилляр 29 хвостовика 27 перед сборкой заполнен жидкостью запирающеися сниз j хвостовика пробкой, навинчиваемой на хвостовик и снимаемой после пневмообжима образца и пуансонов, После сборки корпуса камеры 1 с образцом и пуансонами H пневмообжима на конец хвостовика навинчивается гайка с иглой 35, регулирующей сечение проходного канала капилляра. Уменьшение сечения проходного канала капилляра с помощью иглы 35 служит для выравнивания фронта вытесняемой жидкости в образце. Размер сечения зависит от проницаемости образца и устанавливается экспериментально.

Устройство работает следующим образом.

Для определения остаточной водонасьпценности в полость 25 верхнего пуансона 1 2 заливают керосин в Объеме не менее трехкратного объема пор испытуемого образца. На дно стакана

14 заливают воду в количестве, чтобы выходное. отверстие капилляра 29 находилось под ее уровнем. Устройство собирают аналогично описанному и помешают его в дюзу ротора центрифуги, производят ее запуск, устанавливая требуемое время в режим оооротов.

Во время центрифугирования керосин вытесняет воду из образца, которая попадает в пористый материал 33 под образцом, в канал 28 хвостовика

27, в капилляр 29, а из него — в полость 16 стакана 14. Воздух, вытесняемый водой из полости 16 по каналу

15 стакана 14, попадает последовательно по канала".а 11 корпуса камеры и по каналам 20 крышки 17 в полость

25 пуансона 12. После окончания фильтрации воды и центрифугирования уст" рой ство извлекают, стакан 1 4 и крьппку 17 снимают, давление пневмообжима сбрасывают, извлекают пуансоны 12 и 13, пористый материал 33 и сам образ ец для определения er o массы, п осле чего вычисляют остаточную водонасыщенность по потере исходной массы образца, насьпценного перед центрифугированием пластовой водой или ее моделью.

Питающий и приемный пуансоны, стакан, гильзу изнутри камеры вытирают насухо ветошью, после чего устройство готово для определения коэффициента вытеснения нефти водой.

Последующая операция включает повторное размещение образца, насьпцен1583799 ного остаточной водой и керосином, внутри гильзы из эластичного материала, сборку пуансонов в камере вместе с пористым материалом, пневмообжим гильзы 2, образца 32 и пуансонов 12 и 13, заливку нефти в полость 25 верхнего пуансона 12 в объеме не ме-. нее трех объемов пор образца и керосина в полость 16 так, ч тобы конец 10 капилляра находился под его уровнем, . сборку стакана 14 и крышки 17 и центрифугирование с заданным временем и количеством оборотов с последующим сбрасыванием давления пневмообжима, 15 извлечением образца и регистрацией его массы. При центрифугировании происходит замещение керосина, содержащегося в образце, нефтью.

Вытеснение керосина нефтью в устройстве происходит аналогично тому, как происходило вытеснение воды керосином на первом этапе

Дальнейшая операция включает размещение образца, насыщенного нефтью, внутри гильзы из эластичного материала, сборку пуансонов в камере вместе с набивками, пневмообжим гильзы 2, образца 32 и.пуансонов 1 2 и 13, заливку воды в полость 25 верхнего пуансо" на 12 в объеме не менее десяти объемов пор образца и нефти в полость Iб, сборку стакана 14 и крьппки 1 7 и центрифугирование с заданным временем и количеством оборотов, обеспечивающим 35 объемную скорость не более (0,30,4) см /мин;

По окончании вытеснения нефти водой образец извлекают и определяют его массу, что позволяет рассчитать 40 остаточную нефтенасьпценность. Объем воды в образце определяют путем ее выпаривания и последующей ее конденсации, а объем нефти, вытесненный из образца," путем перевода ее в четырех . 45 хлористый углерод и последующего анализа раствора, после чего выполняют расчеты остаточной нефтенасыщенности.

Объемы керосина и нефти после за- 50 полнения порогового пространства с остаточной водой не должны отличаться более, чем на 2Х относительных (при объеме пор порядка 2 смэ), в этом случае образец считается пригод, ным для дальнейших испытаний. В каче. стве дополнительного контроля следует учитывать, что

П 46 Н ° где Ч и — объем пор1 объем остаточной воды1

Ч, — объем нефти.

Устройство обеспечивает более пол" ное вытеснение нефти на образцах, снижая тем самым величину остаточной водонасыщенности и увеличивая коэффициент вытеснения нефти sa счет более равномерного продвижения фронта вытесняемого тента в образце путем регулировки выходного сечения капил" ляра.

Ус тр ой с тв о поз воляет совмес тить последовательные операции по определению коэффйциентов остаточной водонасьпценности и вытеснения нефти в условиях герметично зачехленного образца, исключая потери агентов за счет испарения.

Формула изобре тения

Устрой с тво для on ред еле ни я коэффициентов остаточной водонасьцценности и вытеснения несмешивающихся жидкостей в горных породах, содержащее полый корпус с герметичной крышкой, в котором размещены гильза для образца, соединенная с питающим и приемным пуансонами, и стакан-ловушку, отличающееся тем,что, с целью повьппения точности путем установления равномерного продвижения фронта раздела.жидкостей, приемный пуансон снабжен хвостовиком с осевым каналом и концевым капилляром с регулируемым сечением, при этом конец хвостовика размещен в стаканловушке, а приемный и питающий нуаисоны соединены друг с другом посредством канала.

1 583799

Редактор Л. Гратилло

Корректор Т.Малец

Заказ 2249

Тираж 500

Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 7fi-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

22

Составитель Л. Павлов

Техред Л.Сердюкова

Е1