Установка для определения температуры насыщения нефти парафином

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для определения физических параметров пластовых флюидов. Задачей изобретения является повышение точности исследования за счет изменения схемы установки. Установка состоит из камеры высокого давления (КВД), помещенной в термостат с термометром. В КВД размещены оптические стекла. К нижней части КВД подсоединен гибкий световод, который другим концом соединен с фотодатчиком. Для ввода пробы нефти с левой стороны от КВД подсоединен игольчатый вентиль с трубопроводом, между оптическими стеклами размещают пробу нефти. С правой стороны к КВД подсоединена одним концом термопара. Другим концом термопара помещена в склянку с жидким азотом, также к правой стороне КВД с помощью трубопровода подсоединен измерительный вентиль, который нижним концом подсоединен к измерительному прессу со штоком и манометром. К прессу подсоединен с помощью трубопровода игольчатый вентиль вывода пробы. Верхняя часть КВД соединена с осветителем с набором линз. Осветитель, термопара и фотодатчик соединены с генератором-коммутатором, который соединен с самопишущим потенциометром. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для определения физических параметров пластовых флюидов и может быть использовано для определения температуры насыщения нефти парафином.

В процессе разведки и разработки нефтяных месторождений, например, в Тимано-Печорской провинции (ТПП) отмечены случаи осложнений, связанные с выпадением парафинов как в пластах, так и в стволах скважин и наземных коммуникациях.

Для борьбы с этими осложнениями необходимо знать температуру насыщения нефти парафином при различных давлениях.

Известна установка для определения температуры насыщения нефти парафином, включающая в камеру высокого давления, осветитель с набором линз, средства для ввода и вывода пробы, фотодатчик, термостат с термометром, термопару, подсоединяющую к камере высокого давления, измерительное устройство, средство для питания установки (см. ОСТ 39.034-76, с. 4).

Недостатком известного технического решения, взятого нами в качестве прототипа, являются невысокая точность определения температуры насыщения нефти парафином, обусловленная нестабильностью светового потока, отсутствие стабилизации напряжения на осветителе, инертность системы при термостатировании, отсутствие в камере высокого давления устройства для задания и поддержания давления при изменении температуры в камере, отсутствие возможности автоматического слежения за процессом, отсутствие непрерывной одновременной записи температуры и фототока, отсутствие возможности перемешивания флюида в камере высокого давления.

Задачей изобретения является повышение точности определения температуры насыщения нефти парафином.

Поставленная задача решается тем, что установка для определения температуры насыщения нефти парафином, включающая камеру высокого давления, осветитель с набором линз, средства для ввода и вывода пробы, фотодатчик, термостат с термометром и термопару, подсоединенную к камере высокого давления, измерительное устройство, средство для питания установок, дополнительно снабжена измерительным прессом, запорным вентилем, световодом, а средство для питания установки выполнено в виде генератора-коммутатора, причем камера высокого давления, средства для ввода и вывода пробы, измерительный пресс помещены в термостат, при этом нижняя часть камеры высокого давления соединена посредством световода с фотодатчиком, а к корпусу нижней части запорного вентиля подсоединен измерительный пресс с манометром, при этом осветитель, фотодатчик и термопара соединены с генератором-коммутатором, причем последний соединен с измерительным устройством.

Поставленная задача также решается тем, что средства для ввода и выбора пробы выполнены в виде игольчатых вентилей.

Поставленная задача также решается тем, что измерительное устройство выполнено в виде самопишущего потенциометра.

Существенными осветительными признаками заявленного изобретения являются: установка дополнительно снабжена измерительным прессом, запорным вентилем, световодом; средство для питания установки выполнено в виде генератора-коммутатора; камеры высокого давления, средства для ввода и вывода пробы, измерительный пресс помещены в термостат, при этом нижняя часть камеры высокого давления соединена посредством световода с фотодатчиком, а к корпусу нижней части запорного вентиля подсоединен измерительный пресс с манометром; кроме того, осветитель, фотодатчик и термопара соединены с генератором-коммутатором, причем последний соединен с измерительным устройством; средства для ввода и вывода пробы выполнены в виде игольчатых вентилей; измерительное устройство выполнено в виде самопишущего потенциометра.

Установка для определения температуры насыщения нефти парафином приведена на чертеже и состоит из камеры высокого давления (КВД) 1, помещенной в термостат 2 с термометром 3. В камере высокого давления размещены оптические стекла 4, а к нижней части КВД 1 подсоединен гибкий световод 5, который другим концом соединен с фотодатчиком 6. Для ввода пробы нефти с левой части от КВД 1 подсоединено средство, выполненное в виде игольчатого вентиля 7 с трубопроводом 8, соединяющим игольчатый вентиль 7 с полостью камеры высокого давления (КВД) 1, в которой между оптическими стеклами 4 размещают пробу нефти (на чертеже не показано). С правой стороны КВД 1 подсоединена одним концом термопара 9, а другим концом термопара 9 помещена в склянку 10 с жидким азотом.

Кроме того, с правой стороны КВД 1 с помощью трубопровода 11 подсоединен запорный вентиль 12, который нижним концом подсоединен к измерительному прессу 13 со штоком 14 и манометром для измерения давления 15. К измерительному прессу 13 также подсоединено с помощью трубопровода 16 средство для вывода пробы в виде игольчатого вентиля 17. Верхняя часть КВД 1 соединена с осветителем 18 с набором линз 19. Осветитель 18, термопара 9 и фотодатчик 6 посредством монтажных электрических проводов 20 соединены с генератором-коммутатором 21, который в свою очередь соединен с самопишущим потенциометром 22.

Генератор-коммутатор 21 является блоком питания установки для определения температуры насыщения нефти парафином (УТНП) и предназначен для стабилизации напряжения при нагрузках мощностью до 150 Вт, а также для коммутации двух входных сигналов на один выход.

Самопишущий потенциометр 22 предназначен для измерения интенсивности светового потока и термоЭДС, преобразованных в электрический сигнал постоянного тока, его регистрацией и записью на диаграммную ленту.

Работа установки.

Переводят пробу нефти из сосуда равновесия установки PVT (на чертеже не показано) в камеру высокого давления 1, при этом шток 14 устанавливают в крайнее нижнее положение. Внутреннюю полость измерительного пресса 13 и трубопровода 16 вакуумируют и заполняют солевым раствором.

Через игольчатый вентиль 7 в камеру высокого давления вводят термостатированную пробу, при этом контролируют рабочее давление в системе, превышающее давление насыщения.

После этого открывают игольчатый вентиль вывода пробы 17 и контролируя давление в системе выше давления насыщения вытесняют из измерительного пресса 13 сначала солевой раствор, а затем еще три объема нефтяной пробы (сумма 6,5 см³ объема камеры высокого давления и объема подводящего трубопровода от сосуда PVT и объема выводящих трубопроводов 11, трубопровода 16, увеличенного в три раза).

После вытеснения вышеуказанного объема нефтяной пробы из гидросистемы игольчатый вентиль 17 закрывают.

После вытеснения трех объемов нефти заполняется исследуемый объем, при закрытом игольчатом вентиле 17 выдвигают шток 14 измерительного пресса 13 на треть хода винта. Таким образом, дополнительно в систему вводят 3,5 см³ нефти для исследования.

Устанавливают термодинамическое равновесие в гидросистеме и сосуде PVT (на чертеже не показано), после чего закрывают игольчатый вентиль 7.

На камеру высокого давления 1 устанавливают осветитель 18, который подключают к выходу блока генератора-коммутатора 21.

Замедленным движением поднимают шток 14 измерительного пресса 13, непрерывно контролируя манометром 15 падение давления до уровня не ниже давления насыщения.

Подбирают оптимальную толщину пленки нефти для просвечивания, исходя из степени прозрачности нефтяной пробы и мощности светового потока. Одновременно устанавливают и регулируют яркость осветителя 18, а также нагрузку и напряжение на фотодатчик 6 таким образом, чтобы указатель шкалы потенциометра 22 установился на уровне 0,6-0,65.

В процессе исследования постоянно контролируют температуру, давление. Данные параметры поддерживают постоянными.

В системе устанавливают температуру пласта, которая принимается за исходное состояние и является первой ступенью отсчета, откуда начинается снижение температуры. Величина термостатирования контролируется термометром 3, термопарой 9, обводненной через генератор-коммутатор 21 с потенциометром 22, показания которых должны быть равнозначны.

После этого осуществляют ступенчатое снижение температуры рабочей жидкости в термостате 2 форсированным порядком через 5^oC отсчета каждой ступени и выдержкой времени, достаточного для стабилизации температуры в термостате 2 и в камере высокого давления 1, при этом показания термометра 3 и термопары 9, соединенной с генератором-коммутатором 21, и потенциометра 22 должны быть однозначны. При сближении к пpедпoлагаемой температуре насыщения нефти парафином осуществляют снижение температуры рабочей жидкости в термостате 2 форсированным порядком через 1^oC отсчета каждой ступени и выдержкой времени.

В процессе всего цикла снижения температуры исследуемой пробы контролируют падение давления в системе с целью поддержания заданного постоянного давления с помощью измерительного пресса 13.

Результат измерения температуры и фототока непрерывно записывают на диаграммную ленту самопишущего потенциометра 22.

В итоге записи диаграммы получают график "Температура - фототок", по которому отслеживают зависимость прозрачности пленки нефти от ее температуры.

Заявленное изобретение в сравнении с прототипом позволяет повысить точность измерения температуры насыщения нефти парафином.

Формула изобретения

1. Установка для определения температуры насыщения нефти парафином, включающая камеру высокого давления, верхняя часть которой подсоединена к осветителю с набором линз, а с ее полостью соединена одним концом термопара, второй конец которой помещен в склянку с жидким азотом, устройства для ввода и вывода пробы, фотодатчик и термостат с термометром, отличающаяся тем, что она снабжена измерительным прессом с манометром, измерительным вентилем, световодом, генератором-коммутатором и самопишущим потенциометром, а камера высокого давления, устройства для ввода пробы и измерительный вентиль помещены в термостат, при этом нижняя часть камеры высокого давления соединена посредством световода с фотодатчиком, к корпусу нижней части измерительного вентиля подсоединен измерительный пресс, к которому посредством трубопровода подсоединено устройство для вывода пробы, причем осветитель, фотодатчик и термопара соединены с генератором-коммутатором, который соединен с самопишущим потенциометром.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что устройства ввода и вывода пробы выполнены в виде игольчатых вентилей.

РИСУНКИ

Рисунок 1