Микрофлюидное устройство и способ измерения термофизических характеристик пластового флюида

Авторы патента:


Микрофлюидное устройство и способ измерения термофизических характеристик пластового флюида
Микрофлюидное устройство и способ измерения термофизических характеристик пластового флюида
Микрофлюидное устройство и способ измерения термофизических характеристик пластового флюида
Микрофлюидное устройство и способ измерения термофизических характеристик пластового флюида
Микрофлюидное устройство и способ измерения термофизических характеристик пластового флюида
Микрофлюидное устройство и способ измерения термофизических характеристик пластового флюида
Микрофлюидное устройство и способ измерения термофизических характеристик пластового флюида
Микрофлюидное устройство и способ измерения термофизических характеристик пластового флюида
Микрофлюидное устройство и способ измерения термофизических характеристик пластового флюида
Микрофлюидное устройство и способ измерения термофизических характеристик пластового флюида
Микрофлюидное устройство и способ измерения термофизических характеристик пластового флюида
Микрофлюидное устройство и способ измерения термофизических характеристик пластового флюида
Микрофлюидное устройство и способ измерения термофизических характеристик пластового флюида
Микрофлюидное устройство и способ измерения термофизических характеристик пластового флюида

 


Владельцы патента RU 2458344:

ШЛЮМБЕРГЕР ТЕКНОЛОДЖИ Б.В. (NL)

Изобретение относится к разработке и оценке нефтяных месторождений. Способ измерения термофизических характеристик пластового флюида состоит в том, что в нем

обеспечивают микрофлюидное устройство, содержащее входной канал для флюида, выходной канал для флюида и микроканал, проходящий между входным каналом для флюида и выходным каналом для флюида и сообщающийся с ними по текучей среде;

вводят пластовый флюид под давлением в микроканал через входной канал для флюида;

устанавливают стабилизированное течение пластового флюида через микроканал и из выходного канала для флюида;

инициируют образование пузырьков в пластовом флюиде, находящемся в микроканале; и

определяют одну или более термофизических характеристик пластового флюида на основе поведения пузырьков, образующихся в пластовом флюиде, находящемся в микроканале. Достигается повышение точности, надежности и информативности измерений. 12 з.п. ф-лы, 14 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству и способу измерения термофизических характеристик пластового флюида.

Уровень техники

Измерение характеристик пластового флюида составляет ключевую стадию в проектировании и разработке потенциального нефтяного месторождения. Зачастую является желательным частое выполнение таких измерений на продуктивной скважине для получения показаний прибора о производительности и параметрах процесса добычи. Примерами таких измерений являются измерения давления, объема и температуры, часто называемые как «PVT»-измерения, которые полезны для прогнозирования сложного поведения термофизических характеристик пластовых флюидов. Один важный вариант применения PVT-измерений представляет собой составление уравнения состояния, описывающего состояние нефти в пластовом флюиде. Другие представляющие интерес свойства, которые могут быть определены с использованием PVT-измерений, включают вязкость, плотность, химический состав флюида, газовый фактор и тому подобные. По завершении PVT-анализа уравнение состояния и прочие параметры могут быть использованы как исходные данные для компьютерной программы моделирования пласта-коллектора, чтобы прогнозировать поведение нефтеносного пласта.

Традиционные PVT-измерения выполняют с использованием цилиндра, содержащего пластовый флюид. Поршень, размещенный в цилиндре, поддерживает желательное давление на флюид, тогда как высоту уровней жидкой и газовой фаз измеряют с помощью, например, катетометра.

Несмотря на широкую распространенность, традиционные PVT-измерения имеют ряд серьезных ограничений. Во-первых, для выполнения традиционного PVT-анализа обычно требуется время до нескольких недель. Более того, значительный объем пластового флюида, часто вплоть до 4 литров, нужно поддерживать при давлениях до около 1400 килограммов на квадратный сантиметр (20000 фунтов/квадратный дюйм) при перевозке от буровой площадки до лаборатории для испытаний. Отгрузка и транспортировка такого крупного образца под столь высоким давлением являются дорогостоящими и создают существенные проблемы безопасности.

Хотя существуют известные в технологии способы охарактеризования параметров пластового флюида, однако они имеют значительные недостатки.

Существует потребность в микрофлюидном устройстве и способе измерения термофизических характеристик пластового флюида.

Сущность изобретения

Задача настоящего изобретения состоит в представлении микрофлюидного устройства и способа измерения термофизических характеристик пластового флюида.

В одном аспекте представлено микрофлюидное устройство для измерения термофизических характеристик пластового флюида. Устройство включает в себя первую подложку, задающую микроканал, входную лунку и выходную лунку. Микроканал проходит между входной лункой и выходной лункой и сообщается с ними по текучей среде. Устройство дополнительно включает в себя вторую подложку, присоединенную к первой подложке, для формирования микрофлюидного устройства. Вторая подложка задает входной проток, сообщающийся по текучей среде с входной лункой, и выходной проток, сообщающийся по текучей среде с выходной лункой. Входной проток сконфигурирован для приема пластового флюида под давлением.

В еще одном аспекте представлен способ измерения термофизических характеристик пластового флюида. Способ включает в себя этапы, на которых обеспечивают микрофлюидное устройство, задают входной канал для флюида, выходной канал для флюида и микроканал, проходящий между входным каналом для флюида и выходным каналом для флюида и сообщающийся с ними по текучей среде. Способ дополнительно включает в себя этап, на котором вводят пластовый флюид под давлением в микроканал через входной канал для флюида и создают стабильный поток пластового флюида через микроканал и из выходного канала для флюида. Способ дополнительно включает в себя этапы, на которых определяют одну или более термофизических характеристик пластового флюида, основываясь на размере пузырьков, образующихся в пластовом флюиде, находящемся в микроканале, и концентрации пузырьков в пластовом флюиде, находящемся в микроканале.

Настоящее изобретение предоставляет значительные преимущества, включающие: (1) обеспечение возможности измерения термофизических характеристик пластового флюида с использованием малых количеств пластового флюида; (2) обеспечение возможности выполнения анализов «давление-объем-температура» своевременно; и (3) обеспечение возможности измерения термофизических характеристик пластового флюида с использованием анализа изображений.

Дополнительные задачи, признаки и преимущества будут очевидными из нижеследующего письменного описания.

Краткое описание чертежей

Элементы новизны изобретения изложены в прилагаемых пунктах формулы изобретения. Однако само изобретение, а также предпочтительный режим его применения, и дополнительные задачи и преимущества такового будут более понятными с привлечением нижеследующего подробного описания, прочитанного в сочетании с сопроводительными чертежами, в которых:

фиг.1 представляет стилизованное перспективное изображение в разобранном виде первого иллюстративного варианта осуществления микрофлюидного устройства для измерения термофизических характеристик пластового флюида;

фиг.2 представляет стилизованное схематическое изображение реакции пластового флюида, когда пластовый флюид протекает через микрофлюидное устройство согласно фиг.1;

фиг.3 представляет вид сверху микрофлюидного устройства из фиг.1, изображающий три режима течения пластового флюида;

фиг.4 представляет стилизованный вид сбоку в вертикальной проекции системы измерения пластового флюида, включающей в себя микрофлюидное устройство из фиг.1 и фотокамеру для формирования изображений действующего микрофлюидного устройства;

фиг.5 представляет вид сверху второго иллюстративного варианта исполнения микрофлюидного устройства для измерения термофизических характеристик пластового флюида;

фиг.6 представляет вид сбоку в вертикальной проекции микрофлюидного устройства из фиг.5;

фиг.7-9 изображают примерные сужения микроканала в микрофлюидном устройстве из фиг.5;

фиг.10 изображает иллюстративный вариант осуществления держателя микрофлюидного устройства в действии с фиксацией микрофлюидного устройства;

фиг.11 представляет серию фотографий, изображающих распределение жидкости/пузырьков в примерном флюиде из метано-декановой смеси в микрофлюидном устройстве;

фиг.12 представляет график, изображающий жидкостный объем в процентах от общего объема в примерном флюиде из метано-декановой смеси в зависимости от температуры;

фиг.13 представляет график, изображающий традиционные расчеты «давления-объема-температуры» для флюида из метано-декановой смеси согласно фиг.12; и

фиг.14 представляет график, изображающий пример фазного состояния для конкретного сжатого или «подвижного» пластового флюида.

В то время как изобретение предусматривает разнообразные модификации и альтернативные формы, конкретные варианты осуществления такового были показаны в порядке примера в чертежах и подробно описаны в описании изобретения. Однако следует понимать, что приведенное здесь описание конкретных вариантов осуществления не предполагает ограничения изобретения конкретными раскрытыми формами, но, напротив, изобретение должно охватывать все модификации, эквиваленты и альтернативы, попадающие в пределы области изобретения, каковая определена прилагаемыми пунктами формулы изобретения.

Подробное описание изобретения

Ниже описаны иллюстративные варианты осуществления изобретения. Для большей ясности в этом описании представлены не все признаки реального варианта осуществления. Будет понятно, что в разработке любого такого реального варианта осуществления должны быть приняты многочисленные решения, конкретные для реализации, чтобы достигнуть конкретных целей разработчика, такие как соответствие ограничивающим условиям, имеющим отношение к системным и деловым вопросам, которые будут варьировать от одного варианта осуществления к другому. Более того, будет понятно, что такие проектно-конструкторские работы могут быть сложными и занимать много времени, но тем не менее были бы в пределах компетенции для квалифицированных специалистов в этой области техники, для которых это изобретение было бы полезным.

Настоящее изобретение представляет микрофлюидное устройство и способ измерения термофизических характеристик пластового флюида. Для целей настоящего изобретения термин «пластовый флюид» означает флюид, сохраняемый в подповерхностном массиве проницаемой горной породы или пропускаемый таковым. Более того, для целей настоящего изобретения термин «микрофлюидный» означает содержащий флюид канал, имеющий ширину в пределах диапазона от десятков до сотен микрометров, но с длиной, которая во много раз превышает ширину канала.

На фиг.1 показано стилизованное перспективное изображение в разобранном виде первого иллюстративного варианта осуществления микрофлюидного устройства 101. В иллюстрированном варианте осуществления микрофлюидное устройство 101 включает в себя первую подложку 103, задающую микроканал 105, входную лунку 107 и выходную лунку 109. Микроканал 105 проходит между входной лункой 107 и выходной лункой 109 и сообщается с ними по текучей среде. Микроканал 105 образует извилистый профиль в первой подложке 103, что обеспечивает возможность создания микроканала 105 со значительной длиной, в то же время занимая относительно небольшую площадь. В предпочтительном варианте осуществления микроканал 105 имеет длину в один или несколько метров, ширину около 100 микрометров и глубину около 50 микрометров, хотя настоящее изобретение также предусматривает другие размеры микроканала 105. Микрофлюидное устройство 101 дополнительно включает в себя вторую подложку 111, имеющую нижнюю поверхность 113, которая соединена с верхней поверхностью 115 первой подложки 103. Когда вторую подложку 111 присоединяют к первой подложке 103, микроканал 105 становится закрытым, за исключением впускного канала 117 у входной лунки 107 и выпускного канала 119 у выходной лунки 109. Вторая подложка 111 задает проходящие через нее входной проток 121 и выходной проток 123, которые сообщаются по текучей среде с входной лункой 107 и выходной лункой 109, соответственно, на первой подложке 103.

На фиг.1 первая подложка 103 предпочтительно изготовлена из кремния и имеет толщину приблизительно 500 микрометров, и вторая подложка 111 изготовлена из стекла, такого как боросиликатное стекло, хотя настоящее изобретение предусматривает и другие материалы для первой подложки 103, как более подробно обсуждается здесь. Примерные боросиликатные стекла производятся фирмой Schott North America, Inc. в Элмсфорде, штат Нью-Йорк, США, и Corning Incorporated в Корнинге, штат Нью-Йорк, США.

В эксплуатационных условиях пластовый флюид под давлением нагнетается через входной проток 121, входную лунку 107 и впускной канал 117 в микроканал 105. Пластовый флюид выходит из микроканала 105 через выпускной канал 119, выходную лунку 109 и выходной проток 123. Микроканал 105 создает значительное сопротивление течению пластового флюида через него, поскольку микроканал 105 имеет очень маленькое поперечное сечение по сравнению с длиной микроканала 105. Когда устанавливают поток флюида между впускным каналом 117 и выпускным каналом 119 микроканала 105, давление пластового флюида внутри микроканала 105 падает от входного давления, например пластового давления, на впускном канале 117 до выходного давления, например атмосферного давления, на выпускном канале 119. Общее падение давления между впускным каналом 117 и выпускным каналом 119 зависит от величины входного давления и вязкости пластового флюида. Поток флюида через микроканал 105 является ламинарным, и поэтому падение давления между впускным каналом 117 и выпускным каналом 119 является линейным, когда течение пластового флюида является однофазным.

На фиг.2 показано стилизованное схематическое изображение реакции пластового флюида 201, когда пластовый флюид протекает через микроканал 105 в направлении, в основном соответствующем стрелке 202. Когда пластовый флюид поступает во впускной канал 117 микроканала 105, пластовый флюид находится под давлением выше «давления насыщения нефти газом» пластового флюида. Давление насыщения нефти газом флюида представляет собой давление, при котором или ниже которого флюид начинает закипать, то есть в нем образовываются пузырьки при данной температуре. Когда пластовый флюид выходит из выпускного канала 119 микроканала 105, пластовый флюид находится под давлением ниже давления насыщения нефти газом пластового флюида. Таким образом, «первый» пузырек 203 образуется в пластовом флюиде в некотором месте, например в точке 205 на фиг.2, внутри микроканала 105, где пластовый флюид находится под давлением насыщения нефти газом. Ниже по потоку относительно места 205 в микроканале 105 возникает многофазное течение пластового флюида 201, например поток газа и жидкости. Образовавшиеся ранее пузырьки, например пузырьки 207, 209, 211, 213, 215 и тому подобные, увеличиваются в размерах по мере того, как пластовый флюид 201 протекает внутри микроканала 105 после местоположения, соответствующего формированию первого пузырька, благодаря снижению давления в этой части микроканала 105 и усиленному испарению более легких компонентов пластового флюида 201. Пузырьки разделены жидкостными пробками, такими как пробки 217, 219, 221, 223, 225 и тому подобные. Расширение пузырьков, таких как пузырьки 207, 209, 211, 213, 215, приводит к повышению скорости течения пузырьков и жидкостных пробок, таких как пробки 217, 219, 221, 223, 225, внутри микроканала 105. Величина массового расхода потока пластового флюида 201 по существу постоянна вдоль микроканала 105, однако значение объемного расхода пластового флюида 201 повышается по мере протекания пластового флюида вдоль микроканала 105.

Термофизические характеристики пластового флюида, такого как пластовый флюид 201 на фиг.2, например газовый фактор, фазное состояние и уравнение состояния, могут быть определены измерением размера и концентрации пузырьков внутри микроканала 105. Обратимся теперь к фиг.3, на которой изображено течение пластового флюида через микроканал 105 в трех режимах. Первый пузырек, такой как первый пузырек 203 на фиг.2, образуется в точке 301 вдоль микроканала 105. На расстоянии от впускного канала 117 микроканала 105 до местоположения 301 первого пузырька, обозначенного на фиг.3 как первая область 303, давление пластового флюида превышает давление насыщения нефти газом. Внутри первой области 303 пузырьки не наблюдаются. В первой области 303 течение пластового флюида по существу ламинарное благодаря низкому числу Рейнольдса, и падение давления в нем является практически линейным. Как только образуются пузырьки, пузырьки перемещаются вдоль микроканала 105 в сторону выпускного канала 119, и объем пузырьков увеличивается. Во второй области 305 объемное паросодержание пластового флюида, то есть отношение объема газа к общему объему, имеет значение менее единицы. В третьей области 307 течение пластового флюида контролируется высокоскоростным течением газа. Газовые пузырьки разделены небольшими каплями жидкости, такой как вода. Давление пластового флюида внутри третьей области 307 быстро падает. Газовые пузырьки перемещаются внутри второй области 305 с меньшей скоростью, чем в третьей области 307, где за их движением часто почти невозможно уследить невооруженным глазом.

Как только в микроканале 105 устанавливается стабилизированное течение пластового флюида, используют фотокамеру 401 для регистрации моментальных снимков потока, как показано на фиг.4. Следует отметить, что течение пластового флюида во впускной канал 117 (показанный на фиг.1 и 3) представлено стрелкой 403, и что течение пластового флюида из выпускного канала 119 (показанного на фиг.1 и 3) представлено стрелкой 405. В одном варианте исполнения фотокамера 401 представляет собой фотокамеру типа устройства с зарядовой связью (CCD). Изображения, полученные фотокамерой 401, обрабатывают с использованием компьютерной программы для анализа изображений, такой как ImageJ 1.38x, которую можно получить в Национальном Институте Здоровья Соединенных Штатов, Бетесда, Мериленд, США, и ProAnalyst из фирмы Xcitex, Inc., Кембридж, Массачусетс, США, для измерения размера и концентрации пузырьков в пластовом флюиде, находящемся в микроканале 105. С использованием этого способа могут быть определены многие термофизические характеристики пластового флюида, такие как газовый фактор, фазное состояние и уравнение состояния.

Фиг.5 и 6 изображают второй иллюстративный вариант осуществления микрофлюидного устройства 501. Как и в микрофлюидном устройстве на фиг.1, микрофлюидное устройство 501 включает в себя первую подложку 503, задающую микроканал 505, входную лунку 507 и выходную лунку 509. Микроканал 505 проходит между входной лункой 507 и выходной лункой 509 и сообщается с ними по текучей среде. В иллюстрированном варианте осуществления первая подложка 503 изготовлена из кремния, однако первая подложка 503 может быть сделана из стекла. В одном варианте осуществления микроканал 505 входную лунку 507 и выходную лунку 509 сначала формируют на первой подложке 503 с использованием фотолитографического способа и затем вытравливают в первой подложке 503 с использованием технологии глубокого реактивного ионного травления. Как и в первом варианте осуществления, показанном на фиг.1, в предпочтительном варианте осуществления микроканал 505 имеет длину в один или несколько метров, ширину около 100 микрометров и глубину около 50 микрометров, хотя настоящее изобретение также предусматривает другие размеры микроканала 505.

Микрофлюидное устройство 501 дополнительно включает в себя вторую подложку 511, задающую входной проток 513 и выходной проток 515, сообщающиеся по текучей среде с входной лункой 507 и выходной лункой 509. Вторая подложка 511 изготовлена из стекла, как обсуждалось здесь в отношении второй подложки 111 (показанной на фиг.1). В одном варианте осуществления входной проток 513 и выходной проток 515 сформированы во второй подложке 511 с использованием гидроструйного способа или способом гидроабразивной резки. Первую подложку 503 и вторую подложку 511 предпочтительно соединяют с помощью способа анодной сварки после тщательной очистки соединяемых поверхностей подложек 503 и 511.

Настоящее изобретение рассматривает микрофлюидное устройство 501, имеющее любой пригодный размер и/или форму, необходимые для конкретной реализации. В одном варианте исполнения микрофлюидное устройство 501 имеет общую длину А около 80 миллиметров и общую ширину В около 15 миллиметров. В таком варианте исполнения протоки 513 и 515 разнесены друг от друга на расстояние С около 72 миллиметров. Следует отметить, что микрофлюидное устройство 101 также может иметь размеры, соответствующие микрофлюидному устройству 501. Однако область настоящего изобретения этим не ограничивается.

Ссылаясь на фиг.7, на которой одна или более частей микроканала 505 включают в себя зоны с уменьшенной площадью поперечного сечения, чтобы вызывать формирование центров образования пузырьков в пластовом флюиде. Например, как показано на фиг.7 и 8, во впускном канале микроканала 505 сформирован микродиффузор 701 Вентури. Микродиффузор 701 Вентури включает в себя сопло с отверстием 801, имеющим ширину W 1, которая является меньшей, чем ширина W 2 микроканала 505. Сужение, образованное микродиффузором 701 Вентури, обуславливает значительное падение давления в пластовом флюиде на отверстии 801 сопла наряду с повышением скорости течения пластового флюида. Совместное действие падения давления и увеличения скорости вызывают формирование центров образования пузырьков в пластовом флюиде. Предпочтительно, микроканал 505 дополнительно включает в себя одно или более дополнительных сужений 703, как показано на фиг.7 и 9. Сужения 703 имеют значения ширины W 3, которые являются меньшими, чем ширина W 4 микроканала 505. Предпочтительно, ширина W 1 отверстия 801 сопла и величины ширины W 3 сужений 703 составляют около 20 микрометров, тогда как предпочтительная ширина W 2 и W 4 микроканала 505 составляет 100 микрометров. Эти сужения увеличивают скорость пластового флюида примерно на 500 процентов.

На фиг.10 изображен иллюстративный вариант осуществления держателя 1001 микрофлюидного устройства при применении для удерживания микрофлюидного устройства, такого как микрофлюидное устройство 101 или 501. Держатель 1001 включает в себя первую головку 1003 и вторую головку 1005, соединенные стяжными стержнями 1007 и 1009. Микрофлюидное устройство 101 или 501 зафиксировано на своем месте на первой головке 1003 и второй головке 1005 пластинами 1011 и 1013, соответственно, которые присоединены к головкам 1003 и 1005 креплениями 1015. Держатель 1001 обеспечивает надлежащую опору и соединительное гнездо 1017 высокого давления для пропускания пластового флюида в микрофлюидное устройство 101 или 501. Держатель 1001 наряду с микрофлюидным устройством 101 или 501 может быть размещен на микроскопе (не показан) или может быть доступен визуальному наблюдению.

На фиг.11 представлена серия фотографий, изображающих распределение жидкости/пузырьков при температурах 27°С, 44°С, 59°С и 75°С в примерном флюиде из метано-декановой смеси, находящемся в микрофлюидном устройстве 501. Флюидная смесь приведена в равновесие при давлении 37 килограммов/квадратный сантиметр (530 фунтов/квадратный дюйм) при комнатной температуре. Давление нагнетания для каждого экспериментального цикла составляет 42 килограмма/квадратный сантиметр (600 фунтов/квадратный дюйм). На фиг.11 флюид нагнетают в микрофлюидное устройство 501 слева. На фотографиях белые линии изображают жидкостные пробки, тогда как газ показан в виде темных промежутков, разделенных жидкостными пробками. Давление капель флюида падает по мере перемещения флюида в сторону ниже по потоку к выходу. Падение давления обуславливает расширение газовых пузырьков наряду с усилением испарения из жидкостной фазы, что проявляется в увеличении объемного паросодержания, то есть отношения объема газа к общему объему, в микроканале 505 (лучше всего показанном на фиг.5).

На фиг.12 изображены изменения объема жидкости в процентах от общего объема в примерном флюиде из метано-декановой смеси, имеющем давление насыщения нефти газом 37 килограммов/квадратный сантиметр (530 фунтов/квадратный дюйм), в результате действия температуры. Повышение температуры микроканала 505 (лучше всего показанного на фиг.5) приводит к более быстрому испарению жидкости и расширению газа. Это проявляется в измерениях с использованием способа анализа изображений. Эти измерения показаны на фиг.12 при температурах 27°С и 75°С. На фиг.12 вертикальная ось представляет объем жидкости в процентах от общего объема, и горизонтальная ось показывает длину микроканала 505. При температуре 27°С объем газа во флюиде составляет около трех процентов на входе в микроканал 505. Объем газа увеличивается примерно до 97 процентов при атмосферном давлении вблизи выхода из микроканала 505. При температуре 75°С наблюдается тенденция, подобная найденной для температуры 27°С. Однако объем газа повышается во флюиде с большей скоростью. Результаты этих измерений согласуются с традиционными расчетами параметров «давление-объем-температура» для этого флюида, как показано на фиг.13.

С использованием данных из фиг.12 может быть рассчитана информация, необходимая для типичного эксперимента расширения при постоянном составе (ССЕ). Более того, благодаря короткому периоду времени, нужному для достижения термического равновесия, эксперимент может быть проведен при многообразных температурах, что имеет результатом более точные измерения характеристик фаз.

На фиг.14 изображен примерный график фазного состояния для конкретного сжатого или «подвижного» пластового флюида. В скважинных условиях пластовый флюид находится в состоянии недонасыщения. Другими словами, давление в пласте является более высоким, чем давление насыщения нефти газом. Стрелка на фиг.14 показывает изотермическое падение давления пластового флюида до точки насыщения. Точка насыщения представляет одиночную точку на графике фазного состояния. Точка насыщения, измеренная с использованием этого способа, приведена для данной температуры. Температура пластового флюида в экспериментальных условиях может быть изменена и измерена точка вскипания, что обеспечивает достоверное представление фазного состояния.

Конкретные варианты исполнения, раскрытые выше, являются только иллюстративными, так как изобретение может быть модифицировано и реализовано иными, но эквивалентными путями, очевидными квалифицированным специалистам в этой области технологии, для которых будут полезными приведенные здесь инструкции. Далее, не предполагаются никакие ограничения в отношении показанных здесь деталей конструкции или компоновки, иные, нежели описанные в нижеприведенных пунктах формулы изобретения. Поэтому очевидно, что представленные выше конкретные варианты исполнения могут быть изменены или модифицированы, и все такие вариации считаются входящими в пределы области изобретения. Соответственно этому объем правовой защиты заявленного решения ограничен нижеприведенными пунктами формулы изобретения. Хотя настоящее изобретение показано в ограниченном числе форм, оно не ограничивается именно этими формами, но может быть предметом разнообразных изменений и модификаций.

1. Способ измерения термофизических характеристик пластового флюида, в котором:
обеспечивают микрофлюидное устройство, содержащее входной канал для флюида, выходной канал для флюида и микроканал, проходящий между входным каналом для флюида и выходным каналом для флюида и сообщающийся с ними по текучей среде;
вводят пластовый флюид под давлением в микроканал через входной канал для флюида;
устанавливают стабилизированное течение пластового флюида через микроканал и из выходного канала для флюида;
инициируют образование пузырьков в пластовом флюиде, находящемся в микроканале; и
определяют одну или более термофизических характеристик пластового флюида на основе поведения пузырьков, образующихся в пластовом флюиде, находящемся в микроканале.

2. Способ по п.1, в котором определение одной или более термофизических характеристик пластового флюида основывается на размере пузырьков, образовавшихся в пластовом флюиде, находящемся в микроканале, и концентрации пузырьков в пластовом флюиде, находящемся в микроканале.

3. Способ по п.1 или 2, в котором определение одной или более термофизических характеристик выполняют с использованием зарегистрированных изображений пластового флюида, находящегося в микроканале.

4. Способ по п.1 или 2, в котором одна или более термофизических характеристик включает одно или более из газового фактора, фазного состояния и уравнения состояния.

5. Способ по п.3, в котором одна или более термофизических характеристик включает одно или более из газового фактора, фазного состояния и уравнения состояния.

6. Способ по п.1 или 2, в котором образование пузырьков инициируют с помощью одной или более зон с уменьшенной площадью поперечного сечения в микроканале.

7. Способ по п.3, в котором образование пузырьков инициируют с помощью одной или более зон с уменьшенной площадью поперечного сечения в микроканале.

8. Способ по п.4, в котором образование пузырьков инициируют с помощью одной или более зон с уменьшенной площадью поперечного сечения в микроканале.

9. Способ по п.5, в котором образование пузырьков инициируют с помощью одной или более зон с уменьшенной площадью поперечного сечения в микроканале.

10. Способ по п.6, в котором одна или более зон с уменьшенной площадью поперечного сечения в микроканале включает в себя микродиффузор Вентури.

11. Способ по п.7, в котором одна или более зон с уменьшенной площадью поперечного сечения в микроканале включает в себя микродиффузор Вентури.

12. Способ по п.8, в котором одна или более зон с уменьшенной площадью поперечного сечения в микроканале включает в себя микродиффузор Вентури.

13. Способ по п.9, в котором одна или более зон с уменьшенной площадью поперечного сечения в микроканале включает в себя микродиффузор Вентури.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для исследования эксплуатационных свойств компрессорных масел и может применяться как в лабораториях исследования, так и на производствах, выпускающих компрессорные масла.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при эксплуатации многоцелевых гусеничных и колесных машин для определения содержания воды в моторных маслах.

Изобретение относится к испытательной ячейке для исследования текучих сред при повышенных давлениях. .

Изобретение относится к способу и устройству для описания нефтяного флюида, извлекаемого из углеводородоносной геологической формации. .

Изобретение относится к диагностированию дизельных двигателей автотранспортных и военных машин, в частности к способам определения качества моторного масла с применением компьютера.

Изобретение относится к машиностроительной отрасли применительно к эксплуатации многоцелевых гусеничных и колесных машин. .

Изобретение относится к нефтяной промышленности и касается способа и системы для получения характеристик градиентов состава и свойств текучей среды коллектора, представляющего интерес, и анализа свойств коллектора на основе таких градиентов
Изобретение относится к оценке качества моторных масел и может быть использовано для определения их пригодности при эксплуатации техники

Группа изобретений относится к автомобильной технике. Способ профилактики работы двигателя автомобиля включает оценку соответствия топлива по его устойчивости к окислению на основании определения процентного содержания ВНТ в топливе питания двигателя посредством спектроскопии в ближней инфракрасной области с возможностью изменения указанного содержания и уведомление пользователя о качестве топлива на основании результатов вышеуказанного определения. Также представлен автомобиль, в отношении которого осуществим данный способ. Достигается повышение надежности профилактики. 2 н. и 9 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к диагностированию двигателей внутреннего сгорания, в частности, к устройствам для определения загрязненности фильтра предварительной очистки масла смазочной системы двигателя. Сигнализатор для определения загрязненности фильтра состоит из манометра, рукава и присоединительного элемента, который выполнен в виде Т-образного тройника, присоединенного к рукаву вертикальным отводом, а два свободных горизонтальных отвода выполнены с возможностью их соединения с маслопроводом системы смазки двигателя, установленным перед фильтром. Циферблат манометра выполнен с образованием трех размещенных последовательно (по ходу часовой стрелки) секторов-указателей загрязненности фильтра. При этом секторы-указатели выполнены между двумя концентричными окружностями, одна из которых, большего диаметра, совмещена с окружностью, охватывающей внешние концы штрихов шкалы циферблата, а другая, меньшего диаметра, совмещена с окружностью, охватывающей внутренние концы штрихов указанной шкалы. Каждый сектор-указатель в радиальном направлении выделен штрихами, первый штрих зеленого сектора-указателя соответствует давлению масла, когда фильтр чист, второй штрих красного сектора-указателя соответствует давлению масла, когда фильтр предельно загрязнен, верхний предел измерений манометра превышает максимальное давление масла перед фильтром при пуске двигателя. Техническим результатом является создание прибора, позволяющего определять загрязненность фильтра предварительной очистки масла смазочной системы двигателя. 2 ил.

Группа изобретений относится к получению характеристик нефтесодержащей текучей среды, извлекаемой из углеводородосодержащего геологического пласта. Представлен способ получения характеристик одного или нескольких свойств многокомпонентной нефтесодержащей текучей среды, заключающийся в том, что: (а) измеряют в скважине с помощью скважинного инструмента анализа текучей среды данные, представляющие, по меньшей мере, одно свойство для группы компонентов многокомпонентной нефтесодержащей текучей среды, и сохраняют данные в считываемой компьютером памяти, причем это, по меньшей мере, одно свойство для группы компонентов является весовым процентом группы компонентов; (б) с использованием процессора компьютера и программного обеспечения, сохраненного в считываемой компьютером памяти, получают, по меньшей мере, одно свойство для соответствующих компонентов группы из группы компонентов на основе данных, сохраненных на этапе (а), причем это, по меньшей мере, одно свойство является весовым процентом для соответствующих компонентов группы, и соотношение, полученное из анализа базы данных давление-объем-температура, причем это соотношение выражается линейной функцией количества атомов углерода для соответствующих компонентов группы и основано на коэффициентах дозирования, вычисленных в соответствии с уравнением где i изменяется в диапазоне целых чисел, соответствующих группе компонентов с определенным количеством атомов углерода в группе компонентов, Ψi - коэффициент дозирования для i-го компонента с определенным количеством атомов углерода в группе компонентов, А и В заданы по результатам регрессионного анализа базы данных давление-объем-температура, и CNi - количество атомов углерода для i-го компонента с определенным количеством атомов углерода в группе компонентов; (в) используют процессор компьютера и программное обеспечение, по меньшей мере, одно свойство для соответствующих компонентов группы, полученных на этапе (б) для оценки или прогнозирования одного или нескольких свойств многокомпонентной нефтесодержащей текучей среды; (г) выводят результаты, полученные на этапе (в) пользователю. Также описаны другие варианты вышеуказанного способа, компьютерная система обработки данных для получения характеристик одного или нескольких свойств вышеуказанной текучей среды и считываемый компьютером носитель. Достигается повышение информативности и надежности при получении необходимых характеристик. 5 н. и 22 з.п. ф-лы, 15 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способу и системе для анализа свойств флюидов в микрофлюидном устройстве. Флюид вводится под давлением в микроканал, и в ряде мест, расположенных вдоль микроканала, оптически детектируются фазовые состояния флюида. Газообразная и жидкая фазы флюида распознаются на основе множества оцифрованных изображений флюида в микроканале. Двухуровневые изображения могут создаваться на основе оцифрованных изображений, и на основе двухуровневых изображений можно оценивать долю жидкости или газа во флюиде в зависимости от давления. На основе детектируемых фазовых состояний флюида можно оценивать свойства, такие как значения в точке начала кипения и/или распределение объемного соотношения фаз флюида в зависимости от давления. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 19 ил.

Изобретение относится к области аналитической химии для определения присадок в моторных маслах и может найти применение в аналитических лабораториях, производственных и технологических лабораториях нефтеперерабатывающих заводов, криминалистической практике. Для полноты извлечения дитиофосфатов цинка из моторного масла и чистоты получаемых образцов готовят 1% раствор моторного масла в гексане. В экстракционный патрон, заполненный гидроксилированным силикагелем, вносят полученный раствор объемом не более 2 мл 1% раствора масла в гексане на 1 г сорбента, затем пропускают последовательно смесь гексан:ацетон, взятых в объемном отношении 9:1 соответственно; после чего пропускают смесь изопропанол:вода:фосфорная кислота:ацетонитрил, взятых в соотношении 4:2:0.4:1 соответственно; при этом каждой смеси берут не менее 1,5 объема раствора масла в гексане. Аликвоту получаемого раствора анализируют методом ОФ ВЭЖХ. Достигается повышение точности и надежности определения. 1 табл., 7 ил.

Изобретение относится к аналитической химии газовых и воздушных сред, а также непищевых материалов. Способ характеризуется тем, что применяют газоанализатор с n=3-8 пьезокварцевыми резонаторами с собственной частотой колебаний 10-15 МГц, электроды которых модифицированы селективными и чувствительными сорбентами к газам-маркерам отработки моторных масел, отбирают анализируемый образец моторного масла и помещают в герметично закрывающийся сосуд для насыщения газовой фазы газами-маркерами отработки моторных масел, после установления равновесия в системе газ - жидкость, не нарушая герметичности сосуда, отбирают пробоотборником 1-5 см3 равновесной газовой фазы и инжектируют ее в закрытую ячейку детектирования анализатора газов, фиксируют изменение частоты колебаний модифицированных пьезокварцевых резонаторов в течение 1 мин, по результатам откликов в программе строят «визуальный отпечаток», рассчитывают его площадь Sв.о, отн.ед.2, рассчитывают разность площадей ΔS между площадью «визуального отпечатка» для анализируемой пробы Si и площадью «визуального отпечатка» для стандартного образца моторного масла Sст по формуле ΔS=(Si-Sст)/Sст×l00%, если относительная разница площадей ΔS≤30%, то моторное масло соответствует норме, если ΔS≥30%, то степень отработки масла критическая, при ΔS>45% - моторное масло отработано и подлежит замене. Достигается высокая точность, экспрессность и простота оценки. 1 пр., 1 ил.

Изобретение относится к области диагностики качества масел. При осуществлении способа предварительно нагревают взятые в равных объемах воду и масло с введенным в него деэмульгатором до заданной температуры, смешивают их и образованную смесь подвергают перемешиванию с поддержанием температуры смеси, равной начальной температуре компонентов до образования прямой эмульсии, после чего помещают полученную эмульсию в калориметр и в процессе разделения ее на фазы регистрируют изменение температуры в слоях водной фазы и масляной фазы, по полученной зависимости изменения температур в указанных слоях находят значения установившихся температур в слоях и по разности указанных температур судят о деэмульгирующих свойствах масла, причем, чем больше разность температур, тем выше деэмульгирующие свойства. Достигается повышение точности, информативности и достоверности оценки. 3 пр., 1 табл.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения концентрации сажи в моторном масле двигателей внутреннего сгорания. Заявленное изобретение касается способа определения концентрации сажи в моторном масле двигателей внутреннего сгорания, при котором определенное количество моторного масла с определенной скоростью течения направляется вдоль измерительного участка (2) и/или через него. Моторному маслу в области измерительного участка (2) подается энергия по меньшей мере от одного источника (13) энергии таким образом, что содержащиеся в моторном масле частицы сажи по меньшей мере частично поглощают эту энергию. Затем количество энергии, поглощенное в области участка (2) измерения, регистрируется и исходя из этого определяется концентрация сажи в моторном масле. Кроме того, заявлено устройство для определения концентрации сажи в моторном масле двигателей внутреннего сгорания. Технический результат - повышение точности получаемых данных. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх