Устройство для изучения фильтрационных процессов в подземном хранилище газа

Полезная модель относится к нефтегазовой отрасли и может быть использована в процессе исследования фильтрационных процессов в микро- и макронеоднородных пористых средах, в частности при определении геометрических особенностей фильтрационных процессов в подземном хранилище газа (далее - ПХГ).
Водоносные пласты, в которых создается ПХГ, состоят в основном из несцементированных кварцевых песков, частично связанных глинистой составляющей пласта, и представляют собой твердую дисперсную систему, в поровом пространстве которой изначально находится пластовая вода, а в период создания и эксплуатации ПХГ - газ и пластовая вода, причем в зоне газоводяного контакта (далее - ГВК) газ находится в диспергированном в пластовой воде состоянии. Наиболее эффективным способом изучения фронтообразования и движения ГВК является физическое моделирование процесса, которое позволяет специалисту визуализировать происходящие природные этапы и создавать наиболее совершенные модели управления процессами.
Известны применяемые для экспериментальных исследований модели пластов, выполненные в стеклянных трубках круглого сечения или в виде короба со стенками из органического стекла прямоугольного сечения [1, 2]. Недостаток данных моделей заключается в низкой транспаретности (прозрачности) процесса, так как они позволяют наблюдать только пристенные поверхностные явления.
Задачей полезной модели является оптимизация процесса исследования моделей пластов.
Технический результат заключается в повышении прозрачности процесса изучения фильтрационных процессов в микро- и макронеоднородных пористых средах.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается устройством, включающим корпус, содержащий модель процесса с приемной и выходной камерами со штуцерами, при этом в корпусе устройства параллельно модели процесса с одной стороны установлен осветитель, а с противоположной - камера-приемник.
На фиг. 1 представлен вид спереди устройства,
на фиг. 2 - его оптико-физическая схема (вид сбоку).
На фиг. 3 представлены фотографии процесса последовательного вытеснения неоднородной смеси газом с использованием заявленной полезной модели.
Устройство для изучения фильтрационных процессов в ПХГ состоит из корпуса 1, в котором закреплена модель процесса 2, параллельно которой с одной стороны установлен осветитель 3, а с противоположной прикреплена камера-приемник 4. Корпус 1, модель процесса 2 и камера-приемник 4 изготовлены из листов твердого прозрачного материала (например, органического стекла) и соединены между собой сборочными операциями (например, системой гайка - болт или шпильками). Модель процесса 2 содержит приемную 5 и выходную 6 камеры со штуцерами 7 для обеспечения плоскопараллельного движения струек воды и газа с целью ликвидации концевых эффектов.
Прохождение оптических лучей 8 от осветителя 3 (например, светильника Макси 76W-9500Lm) через исследуемую в модели процесса 2 искусственную трехфазную пористую среду 9 и газовоздушные среды 10 позволяет визуально и инструментально (с использованием фото- и видеокамер, которые могут быть закреплены на камере-приемнике 4), наблюдать за фильтрационными процессами.
Использование осветителя в составе устройства позволяет повысить транспаретность процесса изучения фильтрационных процессов, однако для достижения максимально возможной прозрачности в качестве осветителя может быть использована инфракрасная лампа, при этом на камеру-приемник должна быть установлена камера со сверхчувствительной матрицей.
Список источников
1. Оганджанянц В.Г. Вытеснение жидкости газом из слоистых пористых сред, М. Гостоптехиздат, 1963 г., вып. 19.
2. Сафарова И.А. Влияние соотношения мощности пропластков различной проницаемости на процесс вытеснения нефти водой, М. Гостоптехиздат, 1963 г., вып. 19.