СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ФИЛЬТРАЦИИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ФЛЮИДОВ

Предлагаемая полезная модель относится к области нефте- и газодобычи и может быть использована при разработке методов повышения нефте- и газоотдачи разрабатываемых месторождений.
Известно устройство для изучения внутрипластового горения, содержащее модель пласта, нагреватели, измерительную и регулирующую аппаратуру, блок создания рабочего давления. Недостатком этого устройства является невозможность внешних воздействий на исследуемый объект, что не позволяет получить полную информацию об исследуемых процессах. [Ж.Бурже, П.Сурио, М.Комбарну. Термические методы повышения нефтеотдачи пластов. М.: Недра, 1989. 422 с.].
Наиболее близким к предлагаемой модели является стенд, предназначенный для исследования пластовых процессов и включающий блоки: модели пласта, создания рабочего давления, заполнения рабочими флюидами, контрольно-регулирующую и запорную аппаратуру, систему сепарации исследуемых флюидов.
Недостатком этого стенда является отсутствие блока, создающего волновое воздействие на исследуемый объект [Р.И.Вяхирев, А.И.Грищенко, P.M., Тер-Сакисов. Разработка и эксплуатация газовых месторождений. М: Недра, 2002. 880 с. - прототип.].
Предлагаемая полезная модель решает техническую задачу определения результатов теплового и ударно-волнового воздействия на исследуемый объект.
Поставленная техническая задача решается тем, что в стенд, включающий модель пласта, помещенную в термостатирующий блок, датчики давления и температуры, систему заполнения исследуемыми газами и жидкостями, блок создания рабочего давления и блок разделительных цилиндров, регулятор давления, газовый счетчик, вакуумный насос, систему регулирования и контроля параметров процессов фильтрации, дополнительно введена детонационная камера сгорания для теплового и ударно-волнового воздействия на исследуемый объект.
Задачи по изучению такого рода воздействий возникают при проведении физического моделирования нефтяных и газовых пластов.
В частности, для газоконденсатных добывающих скважин характерно снижение уровня добычи вследствие образования в призабойной зоне жидкостной пробки, возникающей при работе скважины в режиме истощения. Бороться с этим явлением можно путем повышения температуры в призабойной зоне и с помощью серии ударных волн,
воздействующих на продуктивный пласт. Предлагаемое техническое решение дает возможность моделировать ударно-волновое и тепловое воздействие на пласт, что способствует пониманию физической сущности процессов, происходящих при таких воздействиях, и позволяет разработать методы повышения конденсатоотдачи.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется схемой, представленной на фиг.1.
Стенд содержит экспериментальный участок 1, предназначенный для термостатирования экспериментального участка нагреватель 2, тензодатчики 3 и термопары 4 служат для измерения распределения давления и температуры по длине модели, датчики давления 5, краны 6, расходомер 7, редуктор 8 являются элементами запорно-регулирующей системы стенда, разделительный цилиндр 9, насос-дозатор 10, кран 11 с электроприводом обеспечивают необходимое давление в экспериментальном участке, детонационная камера сгорания 12 служит для генерации ударных волн в исследуемом флюиде, измерение расхода исследуемого флюида производится газовым счетчиком 13 и расходомером 14, регулятор давления 15 обеспечивает постоянный перепад давления на экспериментальном участке.
В качестве одномерной модели пласта использовалась труба длиной 2,2 м и внутренним диаметром 10 мм, изготовленная из нержавеющей стали Х18Н10Т и заполненная предварительно промытым кварцевым песком фракции 0,09-0,125 мм.
Новым по отношению к описанному прототипу элементом экспериментальной установки является детонационная камера сгорания 12. Длина детонационной камеры сгорания составляет 3000 мм, а внутренний диаметр 18 мм.
Предлагаемый стенд работает следующим образом:
При проведении экспериментов по разрушению конденсатной пробки, возникающей в процессе фильтрации модельной смеси метан-н-бутан в экспериментальном участке, после приготовления в блоке разделительных цилиндров 9 смеси с необходимыми концентрациями компонентов насос-дозатор 10 повышает давление в блоке и в экспериментальном участке до закритического для данной смеси. Затем с помощью регулятора 15 поддерживается постоянный перепад давления на экспериментальном участке, при этом расход смеси контролируется расходомерами 7 и 14. Резкое уменьшение расхода смеси и изменение концентраций компонентов в выходящем из экспериментального участка газе сигнализирует об образовании жидкостной пробки. В этот момент ударная волна, которую генерирует детонационная камера сгорания 12 на выходном конце экспериментального участка, скачком увеличивает давление и температуру смеси и конденсатная пробка разрушается.
Таким образом, предлагаемое техническое решение расширяет возможности исследований при моделировании процессов нефте- и газодобычи и при поиске оптимальных методов увеличения коэффициента извлечения пластового сырья.