главная / банк технологий / исследование скважин (ис) / химбиокомплект

Описание фильтрационных исследований


Введение
Тестирование и сравнение эффективности в лабораторных условиях различных составов, действие которых направлено на восстановление фильтрационно-емкостных свойств пористой среды, основывается на проведении сравнительных экспериментов, показывающих преимущество какого- либо реагента по сравнению с другими предложенными реагентами, либо по сравнению с применявшимся ранее и хорошо зарекомендовавшим себя.
При этом вся серия сравнительных экспериментов должна быть проведена по единой методике; одинаковых термобарических условиях, с использованием одних и тех же рабочих жидкостей, с использованием образцов пористой среды с одинаковыми значениями проницаемости, пористости и, самое главное, структуры пористой среды.
Образцы кернов продуктивных пород, как правило, различны по своей морфологии вследствие сложной структуры пористой среды, что приводит к разнице по проницаемости даже для образцов, изготовленных из одного кернового материала. Поэтому при выполнении сравнительных экспериментов на образцах кернов исследователи вынуждены многократно использовать один и тот же комплект образцов, что не всегда корректно.
Кроме того, линейная фильтрация через образцы кернов определенных систем, особенно дисперсных, содержащих твердую фазу, легко приводит к образованию так называемой торцевой корки.
На наш взгляд, для выполнения тестовых сравнительных экспериментов по исследованию таких составов, воздействие которых на фильтрационно-емкостные свойства (ФЕС) пористой среды не связано с реакцией состава с различными составляющими пористой среды и влиянием на ФЕС продуктов такой реакции, идеально подходят насыпные модели пористой среды.
Для набивки таких моделей пласта используется молотая в течение определенного времени на шаровой мельнице исходная фракция кварцевого песка. Методы последующей обработки молотого песка позволяют достичь того, что пористость насыпных моделей пласта всегда составляет величину близкую к 30% при любых величинах проницаемости. Таким свойством обладает так называемый фиктивный грунт, состоящий из одинаковых шарообразных частиц, для которого пористость зависит лишь от относительного расположения частиц. Для насыпной модели пласта, заполненной молотым песком, как и для фиктивного грунта, характерны наличие только открытой пористости и регулярная структура пористой среды
Описание фильтрационной установки HP-CFS
С учетом необходимости сравнительного исследования в лабораторных условиях таких составов, в лаборатории моделирования пластовых процессов разработана фильтрационная установка высокого давления HP-CFS, позволяющая наряду с экспериментами на образцах кернов проводить исследования с использованием насыпных моделей пласта. Принципиальная схема установки представлена на рис 1.
Установка HP-CFS обеспечивает проведение фильтрационных экспериментов на насыпных моделях пористых сред и образцах кернов при температурах до 150 оС и давлении до 20,0 МПа. При необходимости используется система противодавления, обеспечивающая максимальный уровень давления 7,0 МПа. При работе с образцами кернов давление обжима может достигать 50.0 МПа.
Основными функциональными частями установки являются термостатируемая насыпная модель пласта и кернодержатель для опытов с использованием образцов кернов. При этом, в зависимости от типа исследований возможно использование кернодержателя для составных кернов длиной до 30 см. (исследование гидродинамических характеристик пористой среды), либо кернодержателя для одного образца керна (исследование составов для кислотной обработки, буровых растворов, жидкостей глушения).
Подача рабочих жидкостей, как в насыпную модель пласта, так и в кернодержатель, осуществляется через поджимки с разделительными поршнями жидкостными прессами ISCO, из которых в подпоршневой объем поджимок подается масло. При этом возможна раздельно-одновременная подача масла в каждую из поджимок, или только в одну поджимку, с заданным расходом. Заполнение поджимок рабочими жидкостями (керосин, вода) производится под действием вакуума, после того, как разделительный поршень приводится в крайнее нижнее положение давлением газа из баллона.

Рис. 1. Принципиальная схема экспериментальной установки HP-CFS
1-2 поджимки с разделительными поршнями для подачи реагентов
3 жидкостной термостат 4 модель пласта
5 система противодавления 6 нагревательный элемент
7-9 прессы высокого давления (ISСО)
10, 19 сосуды с маслом для заполнения прессов
11-12 газовые баллоны 13 пробоотборник
14 кернодержатель 15 манжета резиновая
16 образец керна 17 пресс для создания давления обжима
П1-П3 переключатели 18-20 сосуды высокого давления
В1- В29 вентили; М1- М4 манометры; TD дифманометры
Для закачки в модель пласта нефти, высоковязких составов, дисперсных или полимерных систем используются сосуды высокого давления, подача реагента из которых производится под давлением газа из баллона, либо под воздействием несмешивающейся с реагентом жидкости из поджимки. В некоторых случаях, когда рабочая жидкость содержит водную и углеводородную фазы и необходимо проследить динамику перепада давления в процессе закачки, в сосуды вставляются разделительные поршни. Контроль за изменением перепада давления в процессе фильтрации осуществляется посредством дифмонометра фирмы Gould. Фильтрация флюидов может производиться при фиксированных расходах до 600 см3/час.
Термостатирование насыпной модели и предварительный подогрев входной линии осущесвляется нагревательной лентой, обмотанной вокруг корпуса модели и входной линии. Лента запитана от сети 200V через автотрансформатор. Регулировкой напряжения обеспечивается скорость подъема температуры, а ее поддержание и контроль - датчиком - регулятором температуры ТРМ-1, соединенным с термопарой, находящейся на корпусе модели.
Нагрев образца керна внутри кернодержателя до температуры эксперимента обеспечивается жидкостным термостатом.
Следует отметить, что длина насыпных моделей ( от 50 до 62 см.), используемых для проведения данной серии экспериментов, удовлетворяет условиям критерия подобия Д. А. Эфроса, определяющего минимальную длину модели пласта.
Методика экспериментальных исследований.

Методически каждый эксперимент начинается с подготовки насыпной модели пласта. В соответствии с требуемой проницаемостью модели выбирается песок соответствующего времени помола. Модель набивается песком, взвешивается и вакуумируется. Затем под действием вакуума модель пласта насыщается водой заданной минерализации. Вычитая из веса насыщенной водой модели вес сухой модели, при известной плотности воды, находится поровый объем модели (Vпор) и вычисляется величина открытой пористости (m), которая для молотого песка должна находиться в пределах 28,5 - 30,5% .Тем самым определяется качество набивки модели.
На следующем этапе измеряется начальная проницаемость модели по воде при комнатной температуре . Для исследований, проводимых на образцах кернов также проводится предварительное определение проницаемости и пористости среды.
В том случае, когда пористая среда должна содержать остаточную нефть, через нее производится фильтрация дегазированной нефти при перепаде давления не менее 2,0 МПа, необходимого для удаления из пористой среды всей воды, за исключением капиллярно связанной. Количество вышедшей из модели воды замеряется и определяется начальная водонасыщенность модели (SwR).
Следует отметить, что перед выполнением серии экспериментов при одинаковой температуре эксперимента необходимо убедиться в соответствии пластовой температуры заданной. Для этой цели водонасыщенная модель пласта нагревается при постоянной скорости фильтрации. В процессе нагрева вязкость фильтрующейся воды падает и, соответственно, уменьшается перепад давления, так как проницаемость модели остается постоянной. Стабилизация перепада давления означает выход на температурный режим.
Зная зависимость вязкости воды от температуры можно определить истинное значение температуры внутри модели пласта.
При проведении серии экспериментов с использованием насыпных моделей с остаточной нефтенасыщенностью, нагрев модели до температуры эксперимента осуществляется только после создания начальной водонасыщенности и определения проницаемости по нефти при комнатной температуре. При этом, вязкость дегазированной нефти определяется непосредственно перед закачкой ее в модель пласта.
Процесс вытеснения нефти водой осуществляется при температуре эксперимента. Скорость фильтрации при этом выбирается с учетом того, какая область призабойной зоны моделируется.
Далее моделируется процесс кольматации призабойной зоны и производится закачка тестируемого реагента.
После закачки реагента в заданном количестве Vпор, в зависимости от характера и механизма воздействия на пористую среду, модель пласта выдерживается определённое время при температуре опыта - от 10 часов до одних суток. При этом, когда проходит выделение газовой фазы, закачка реагента и последующая выдержка модели должна проводиться при противодавлении не менее 3,0 МПа.
Фильтрация воды (нефти) после выдержки модели пласта производится на двух-трех режимах фильтрации, начиная с меньшей по величине скорости фильтрации. На каждом режиме фильтруется не менее одного Vпор воды (нефти) до достижения Р). После чего определяется величинастабильного значения перепада давления ( коэффициента восстановления проницаемости b для каждого режима.
Наша фирма предоставляет услуги по проведению фильтрационных экспериментов. Дополнительно в ходе эксперимента можно отбирать пробы фильтратов для последующего анализа химического состава растворов и осадков.
Генеральный директор Кероглу Андрей Халыкович
 

Вступить в Ассоциацию! Члены Ассоциации
Все права защищены
© АсБур 2005-2015