Способ исследования тепловых процессов в модели пласта

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (511 4 Е 21 В 47/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4261383/23 — 03 (22) 12. 06.87 (46) 30.03.89. Бюл. Ф 12 (71) Научно-производственное объединение по геолого-физическим методам повышения нефтеотдачи пластов и Башкирский государственный университет им. 40-летия Октября (72) А.В.Овсюков, В.В.Баширов, P.Ô.Øàðàôóòäèíoâ и Г,А.Халиков (53) 622.241 (088.8) (56) Джамалов И.М., Литвинов В.В.

О распределении температуры в пористой среде в зависимости от продвижения теплоносителя. Азербайджанское нефтяное хозяйство, 1972, М- 8, с.2325. (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ

ПРОЦЕССОВ В МОДЕЛИ ПЛАСТА (57) Изобретение относится к нефтедобывающей пром-сти и позволяет повысить точность моделирования за счет достоверности распространения

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к исследованию распространения теплового поля при вытеснении нефти иэ пористых сред тепловыми агентами.

Цель изобретения — повышение точности моделирования за счет достоверности рас(ространения теплового поля.

На фиг. 1 представлена физическая модель продуктивного пласта с регулируемыми тепловыми потерями! !

1 теплового поля. Для этого в герметичную камеру помещают модель пласта и нагревают входной канал модели пласта до т-ры подаваемого теплового пласта. Затем осуществляют подачу теплового агента и одновременно регистрируют т-ру выходящего потока при давлении во внутренней полости герметичной камеры ниже атмосферного при равенстве тепловых потерь с единицы площади пласта в единицу времени тепловым потерям из модели пласта. Учитывая тепловые потери в реальном пласте в зависимости от теплопроводности, теплоемкости окру жающих горных пород, расхода теплоносителя, толщины пласта и т.д., мож.но заранее рассчитать давление разрежения во внутренней полости герметичной камеры модели пласта. Тепловые потери с единицы площади пласта в единицу времени оцениваются

° аналитически. 2 ил. в окружающую среду; »а фиг. 2— схема экспериментальнои установки для исследования тепловых процессов в пористых средах.

Способ осуществляют следующим образом.

Для исследования тепловых процессов в пористых средах физическая модель.1 пласта (фиг.1) заполняется кварцевым песком, насьпцается нефтью, определяются пористость и проницательность. Готовая к исследованию

1469112 модель пласта помещается в герметичную камеру 2 и монтируется в схему установки (фиг. 2) . Из корпуса 2 герметичной камеры 2 модели пласта отка5 чивается воздух через штуцер 3 до заданной степени разрежения.

Электрическая спираль 4 через устройство контроля температуры включается в сеть и производйтся прогрев входного канала модели пласта до температуры подаваемого теплового агента. После выхода первой термопары, установленной непосредственно на входе в модель пласта, на постоянный режим, осуществляется подача теплового агента.

Изменение температуры IIQ длине модели фиксируется термопарами, уста- 20 новленными в специальные карманы 5,, на бумажной ленте прибора 6 (КСП-4).

Тепловой агент — пар из колонки 7 (фиг.2) и газ (заданной концентрации) из колонки 8 — поступает через узел 25

9 смещения на вход в модель 1 пласта.

Для поджимки паровой и газовой составляющих используются гидропрессы

10 и газовый баллон 11. Продукты вытеснения — нефть, газ и вода — поступают в мерник 12 высокого давления. В системе мерников 12 высокого давления (остальные мерники на фиг.2 с целью упрощения не показаны) поддерживается давление газа из баллона 13 через буферную колонку 14 таким образом, что перепад давления на входе и выходе модели пласта постоянен.

Регистрация давления осуществляется образцовыми манометрами 15, а температуры — лентой при б ор а 6, при давлении во внутренней полости герметичной камеры ниже атмосферного, при равенстве тепловых потерь с единицы площади пласта в единицу времени тепловым потерям из модели пласта.

После поступления необходимого для анализа количества нефти в первую пару мерников 12 в работу вступает

50 вторая пара мерников. Нефть, находящаяся в первой паре меринков, переводится в сепаратор lá. В последнем происходит разгазирование нефти, и количество выделившегося газа фикси 55

;руется газовым счетчиком. Количество ! вытесненной нефти определяется с помощью мерной бюретки и взвешиванием., Учитывая тепловые потери в реальном пласте в зависимости от теплопроводности, теплоемкости окружающих горных пород, расхода теплоносителя, толщины пласта и т,д., можно заранее расчитать давление разрежения во внутренней полости герметичной камеры модели пласта.

Тепловые потери с единицы площади пласта в единицу времени могут быть оценены по формуле г 4С

Я

/Ъ о где ф, С вЂ” теплопроводность и теплоемкость окружающих горных пород соответственно;

7 — расход теплоносителя;

С;, С „— теплоемкость теплоносителя и горной породы;

h — толщина пласта;

h T — разность температур;

r — радиус разогрева пласта.

Тепловые потери из модели пласта могут быть оценены по формуле с1 = о Ы, (2) где о — коэффициент теплоотдачи от поверхности трубы в воздухе:

6,Т вЂ” разность температур.

Предположим, что при уменьшении давления в оболочке коэффициент теплоотдачи является линейной функцией давления о!. = о, (3) о где aL — коэффициент теплоотдачи при давлении Р ;

Р— текущее давление во внутренней полости герметичной камеры модели пласта.

Тогда (4)

Приравнивая тепловые потери q, = с, получают давление P которое необходимо поддерживать во внутренней полости герметичной камеры модели пласта, при котором тепловые потери из модели пласта соответствуют реальным пластовым

q Р

P = — — — — —— Cs) о! а

14691 12

25 пласта.

Пример. Рассчитывают тепловые потери q по формуле (1) для следующих условий ккал

4 с = 22 — — — — —,— ч мг/ч 1/2 C

20м /ч;

С = 675 — -, С = 875 — —— ккал ккал

M) С и м7еС 10

h = 10 м, ЬТ = 160 С.

Тогда при радиусе обрабатываемого участка

15 ккал

r = 30 M, q = 88 - — --. м ч

При равенстве тепловых потерь q u получают давление по формуле (5) ккал

При P = 1 атм ос = 10 б 2 / Т = 160 С, P = 0,06 атм.

Таким образом, чтобы привести в соответствие потери тепла из физической модели к реальным пластовым, необходимо из внутренней полости герметичной камеры модели пласта снизить давление до 0,06 атм.

Предлагаемый способ позволяет повысить достоверность сведений о вытеснении нефти из пласта различными тепловыми агентами за счет полноты учета тепловых потерь и дает возможность исключить влияние конденсации на массивных металлических деталях на входе модели пласта, приводящее к снижению температуры заканчиваемого агента; задавать тепловые потери в широком диапазоне изменения его величины; контролировать величину тепловых потерь; учитывать изменения тепловых потерь для каждого конкретного случая и определять темп ввода теплового агента, время воздействия на пласт, глубину прогрева и т.д.

Формула изобретения

Способ исследования тепловых процессов в модели пласта, включающий подачу теплового агента на входной канал модели пласта с одновременной регистрацией температуры и анализ выходящего потока, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности моделирования за счет достоверности распространения теплового поля, модель пласта помещают в герметичную камеру, нагревают входной канал модели пласта до температуры подаваемого теппового агента, а регистрацию температуры производят при давлении во внутренней полости герметичной камеры ниже атмосферного при равенстве тепловых потерь с единицы площади пласта в единицу времени тепловым потерям из модели 14б9112

Составитель Г.Маслова

Техред М.Ходанич Корректор М.Васильева

Редактор И.Касарда

Заказ 1332/35 Тираж 51.4 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101