Установка для моделирования закачки кислот и буровых расстворов

Описание Фильтрационная установка предназначена для определения фильтрационных, емкостных и электрических свойств образцов керна при одно- и двухфазной стационарной и нестационарной фильтрации в пластовых условиях. Оборудование используется при определении коэффициентов вытеснения нефти водой/газом для оценки эффективности физико-химических методов увеличения нефтеотдачи определения относительных фазовых проницаемостей в системах «жидкость-жидкость» и «жидкость-газ». Жидкие фазы вводят и рециркулируют через образец керна с различными постоянными расходами, в то время как газовые фазы вводят либо при постоянном давлении, либо с постоянным расходом с использованием регуляторов массового расхода. Насыщенность выводится из произведенных измерений объема в видеоразделителе.
В комплект оборудования входят:
• Система управления потоком (восходящий поток)
• Кернодержатель
• Счетчик газа
• Система контроля давления в замкнутом пространстве Коллектор дифференциального давления
• Система разделения жидкости (автоматический видеосепаратор)
• Термобарической шкаф
• Система контроля противодавления
• Автоматизированный сбор данных Эти подсистемы объединены в единую тестовую систему. Каждая из этих подсистем подробно описана ниже: Система управления потоком (Upstream) Система управления потоком предназначена для подачи широкого спектра жидкостей (газ, нефть, рассол, полимеры, растворители, поверхностно-активные вещества и т. д.) при желаемом постоянном давлении или расходе. Для жидкостей расход или давление контролируются двухпоршневым шприцевым насосом (VPA). VPA может работать либо в режиме постоянного давления, либо в режиме постоянного расхода, в зависимости от требований испытания. VPA подает жидкость на входную сторону одного из четырех поршневых аккумуляторов в системе. Эти поршневые аккумуляторы сконструированы из смачиваемых деталей из сплава Hastelloy C, поэтому они могут быть заполнены практически любой жидкостью, которая должна поступать в активную зону. Насос VPA в сочетании с поршневыми аккумуляторами можно использовать для подачи нескольких флюидов по отдельности в керн за одно испытание. Это позволяет проводить измерения проницаемости, измерения относительной проницаемости в стационарном и нестационарном состоянии.
Четыре аккумулятора системы управления потоком выше по потоку установлены в воздушной ванне.
Аккумуляторы
• Количество: 4
• Вместимость: 500 cc
• Давление: 10,000 psi
• Смачиваемые материалы: Hastelloy C
• Материал уплотнения: Viton
Максимальная температура: 250 С
VPA — двухпоршневой шприцевой насос
• Количество 1
• Давление: 10,000 psi
• Смачиваемые материалы: Stainless Steel
• Максимальный расход: 100 cc/min
• Минимальный расход: 0.0001 cc/min
Режимы работы насоса:
• управление постоянным давлением,
• управление постоянным расходом,
• управление с внешней обратной связью
Кернодержатель Система включает в себя один кернодержатель, установленный на поворотной раме, так что кернодержатель можно ориентировать как в горизонтальном, так и в вертикальном положении. Держатель керна представляет собой держатель гидростатического типа. Образец керна находится в оболочке из витона. Ограничивающее давление прикладывается к внешнему диаметру резиновой втулки, обеспечивая равномерное радиальное напряжение на образец керна внутри втулки. Держатель керна удерживает один образец керна диаметром 1,5 дюйма и длиной до 6 дюймов. Гидростатический кернодержатель
• Количество: 1
• Максимальное всестороннее давление: 10,000 psi
• Максимальное поровое давление10,000 psi
• Диаметр образца 1.5”
• Длина образца (максимум): 6”
• Материал уплотнения: Viton
• Максимальная температура: 150° C
• Материал деталей, контактирующих с поровой жидкостью: Hastelloy C
Система контроля обжимного давления
(Confining pressure control system) Эта система обеспечивает возможность заполнения, повышения давления и опорожнения кернодержателя изоляционной жидкостью. Манометр с большой шкалой постоянно дает оператору визуальную индикацию ограничивающего давления в системе. Датчики давления позволяют системе сбора данных контролировать ограничивающее давление. Давление создается с помощью пневматического насоса высокого давления. Система всестороннего давления защищена от избыточного давления с помощью разрывной мембраны.
• Максимальное ограничивающее давление: 10,000 psi
• Смачиваемые детали: Нержавеющая сталь Коллектор перепада давления: Коллектор дифференциального давления включает в себя два датчика абсолютного давления, соединенные с входом и выходом на кернодержателе. Перепад давления в активной зоне можно рассчитать, взяв разницу между этими двумя датчиками абсолютного давления. Система также включает в себя один преобразователь дельта-P для более высокой точности при более низких значениях дельта-P. Этот преобразователь имеет диапазон 0–200 фунтов на квадратный дюйм при номинальном статическом давлении 10 000 фунтов на квадратный дюйм. Диафрагма преобразователя дифференциального давления ограничена дельта-избыточным давлением 2000 фунтов на квадратный дюйм, и автоматические клапаны в системе сработают для защиты преобразователя, если перепад давления начнет достигать этого значения. Коллектор дифференциального давления также включает в себя линию замыкания, которая позволит подключить датчики к общей линии, чтобы датчики можно было «обнулить». Запорный клапан представляет собой пневматический клапан нулевого объема, что позволяет управлять им дистанционно с монитора управления испытанием. Характер клапана с нулевым объемом позволяет открывать или закрывать клапан, не нарушая давление окружающей среды вокруг активной зоны. Преобразователи абсолютного давления высокой точности:
• Диапазон давления: 10,000 psi
• Точность: 0.05% FS
• Датчики перепада давления
• Максимальное статическое давление: 10,000 psi
• Диапазон давления: 0-200 psi
• Точность: 0.1% FS
Cистема разделения жидкости
(видеосепаратор) fluid separation system: Сточные жидкости будут собираться с помощью коллектора фракций на выходе из регулятора обратного давления. Коллектор фракций позволяет собирать пробы флюидов через заранее запрограммированные интервалы времени, что позволяет точно измерить объем нефти, газа и воды, добытых в каждом интервале. Коллектор фракций будет оснащен цифровыми весами, позволяющими постоянно контролировать вес добываемых флюидов. Техническая характеристика:
• Максимальная скорость потока: 100 ml/min
• Максимальное количество образцов: 80
• Максимальный объем образца: 10 ml * Термобарический шкаф:
Аккумуляторы в подсистеме управления потоком, кернодержатель, BPR и клапаны управления потоком смонтированы внутри одной лабораторной конвекционной печи. Духовка оснащена цифровым регулятором температуры. Печь поддерживает внутренние компоненты при смоделированной пластовой температуре, так что эксперименты по заводнению керна проводятся в пластовых условиях. Компоненты устанавливаются и размещаются в печи для максимального удобства оператора при заполнении и очистке аккумуляторов, установке и удалении образцов керна и т. д. В дверце печи имеется смотровое окно. Печь обеспечивает вводы для сантехники, проводки и контрольно-измерительных приборов для системы. Техническая характеристика:
• Максимальная температура: 180° C
• Внутренние материалы: Нержавеющая сталь
Регулятор обратного давления (BPR): Противодавление в системе регулируется с помощью куполообразного регулятора обратного давления с деталями из сплава Hastelloy C, контактирующими со средой. Купольный регулятор имеет относительно большие отверстия, что делает его максимально нечувствительным к мелким частицам, образующимся при протекании через сердечник. Противодавление в системе задается давлением, подаваемым на купол регулятора противодавления. Это давление обеспечивается баллоном N2 (предоставляется заказчиком) через прилагаемый регулятор. Воздушный насос высокого давления над гидравлическим насосом обеспечивает повышение управляющего давления до 10 000 фунтов на квадратный дюйм. Регулятор обратного давления с купольной нагрузкой:
• Максимальное давление: 10,000 psi
• Материалы смачиваемых частей: Hastelloy C
Автоматизированная система сбора данных и контроля испытаний: Автоматизированная система сбора данных представляет собой систему на базе ПК, которая отслеживает, записывает и отображает данные от каждого датчика в системе. Простой в использовании интерфейс оператора позволяет оператору указать период сбора данных, имя и местоположение файла данных и другие соответствующие параметры. Данные с каждого преобразователя можно контролировать в цифровом виде в режиме реального времени. Данные как функция времени могут отображаться в табличном или графическом формате. Оператор может выбрать параметры для отображения в любой момент времени. Данные испытательной системы, полученные системой сбора данных, включают:
• Ограничивающее давление
• Расход фаз, выходное давление и общий перекачиваемый объем
• Давление на входе
• Давление на выходе
• Дифференциальное давление
• Температуры – печь, вход жидкости, выход жидкости
• Ряд рассчитанных значений также отображается оператору в режиме реального времени.
• Дифференциальное давление (разница между датчиками выше и ниже по потоку)
• Мгновенная проницаемость жидкости В дополнение к автоматическому сбору данных системный ПК предоставляет интерфейс оператора для установки важных параметров испытаний. Это включает в себя настройку конфигурации клапана для определения конфигурации потока через держатели стержней, настройку режима и заданного значения для впрыскивающего насоса и регулятора массового расхода, а также настройку температуры печи. Интерфейс оператора схематично показывает текущую конфигурацию потока оператору и указывает значения давления и температуры в точках, где датчики установлены в системе.
Интерфейс оператора включает в себя функцию, которая отображает «мертвые объемы» выше и ниже по потоку в жидкости в зависимости от конфигурации потока (выбран аккумулятор, прямое или обратное направление потока).
ПК находится в монтируемом в стойку корпусе с современным процессором (в настоящее время поставляемые системы имеют четырехъ ядерный процессор Intel Core i5-3470 с тактовой частотой 3,20 ГГц) с операционной системой Windows 10 Professional (64-разрядная). Монитор представляет собой 22-дюймовый сенсорный ЖК-экран со светодиодной подсветкой, предоставляющий оператору интерфейс либо через сенсорный экран, либо с помощью мыши. Пользовательское программное обеспечение системы сбора данных и управления испытаниями написано в Labview.
Комплектующие материалы оборудования: • Комплекты уплотнений для кернодержателей,
• Комплекты уплотнений для аккумуляторов
• Комплект уплотнений для VPA
• Витоновые втулки для кернодержателей