СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЛНОВОГО РЕЗОНАНСНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ГАЗОКОНДЕНСАТНЫЙ ПЛАСТ

Предлагаемая полезная модель относится к области нефте- и газодобычи и может быть использована при разработке методов повышения газоконденсатоотдачи газоконденсатных месторождений.
Известен 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.].
Наиболее близким к предлагаемой модели является стенд для исследования процессов фильтрации углеводородных флюидов, 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, детонационную камеру сгорания для исследования результатов теплового и ударно-волнового воздействия на модели нефтяных и газовых пластов (Патент РФ №72347 МПК G09B 23/06 от 10.04.2008 - прототип.). Недостатком этого стенда является отсутствие возможности воздействия на исследуемый объект волнами давления с заранее заданными частотой и амплитудой.
Предлагаемая полезная модель решает техническую задачу определения результатов воздействия на исследуемый объект волнами давления, имеющими регулируемые частоту и амплитуду и изменяющимися во времени по заданному закону.
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, введен дополнительный генератор высокого давления, который обеспечивает изменение во времени давления на выходе экспериментального участка по заданному закону и дает возможность регулировать это давление по частоте и амплитуде.
Задачи по изучению такого рода воздействий возникают при проведении физического моделирования газоконденсатных пластов.
Жидкостную пробку, возникающую в призабойной зоне газоконденсатных добывающих скважин при работе скважины в режиме истощения, можно разрушить с помощью резонансного воздействия волнами давления, создаваемыми в устье скважины, причем частота, амплитуда и время воздействия, обеспечивающие минимальное время разрушения газоконденсатной пробки, выбираются исходя из термодинамических и массообменных свойств пласта и теплофизических свойств флюида.
Предлагаемое техническое решение дает возможность моделировать резонансное волновое воздействие на пласт, что способствует обоснованию выбора резонансной частоты и амплитуды воздействия, и позволяет разработать новый метод 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, генератор высокого давления 15 обеспечивает регулируемый по времени и амплитуде 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 генератор высокого давления 15, который обеспечивает регулируемый по времени и амплитуде перепад давления на экспериментальном участке. В качестве генератора высокого давления в настоящей установке используется узел, состоящий из нагнетательного насоса и регулирующего крана. Нагнетательный насос увеличивает давление на выходе экспериментального участка, регулирующий кран уменьшает это давление. Процесс изменения давления происходит по заданному (например, синусоидальному) закону.
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 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 генератор высокого давления 15 с помощью заданной программы изменяет давление смеси таким образом, чтобы это изменение по амплитуде, частоте и времени воздействия соответствовало резонансной частоте системы. В результате резонансного воздействия конденсатная пробка разрушается, при этом время разрушения пробки минимально.
Таким образом, предлагаемое техническое решение расширяет возможности исследований при моделировании процессов газоконденсатодобычи и при поиске оптимальных методов увеличения коэффициента извлечения пластового сырья.