Способ определения коэффициента джоуля-томсона флюидов
1и1777557
ОП ИСАН И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.12.78 (21) 2699181/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.з
G 01N 15/08
Государственный комитет (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень № 41 (45) Дата опубликования описания 07.11.80 (53) УДК 539.217.2 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения
А. Ш. Рамазанов и А. И. Филиппов (71) Заявитель Башкирский государственный университет им. 40-летия Октября (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА
ДЖОУЛЯ-ТОМСОНА ФЛЮИДОВ
ЛТ 1
ЬР А (/г) Джоуля-Томсона, где в — коэффициент С/атм;
Изобретение относится к области аналитического приборостроения и может быть использовано в нефтегазовой промышленности при определении коэффициента
Джоуля-Томсона пластовых флюидов.
Известен способ определения коэффициента Джоуля-Томсона для флюидов непосредственно в пластовых условиях (1).
Установившееся изменение температуры флюида при дросселировании в пласте 10 прямо пропорционально депрессии и коэффициенту Джоуля-Томсона. Наибольшую погрешность при определении коэффициента Джоуля-Томсона данным методом вносит определение пластового давления, пла- 15 стовой температуры и теплообмен между дросселирующей жидкостью и окружающими породами, который трудно учесть.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ оп- 20 ределения коэффициента Джоуля-Томсона флюидов, например пластовых, путем измерения величины изменения температуры флюида при фильтрации с заданным перепадом давления через дроссельный элемент 25 (2), Коэффициент Джоуля-Томсона в находят при условии отсутствия теплообмена между дроссельным элементом и окружающей средой. В описанном способе для достиже- 30
2 ни я этого условия дроссельный элемент цилиндрической формы помещен в вакуумную «рубашку». Но полностью исключить влияние теплообмена невозможно, поэтому при определении коэффициента ДжоуляТомсона допускается погрешность, которую трудно учесть. А в последнее время, в связи с открытием новых возможностей. применения эффекта Джоуля-Томсона для изучения нефтегазовых пластов, повышается требование к точности определения коэффициента Джоуля-Томсона. В настоящее время известно лишь, что е меняется в пределах 0,04 — 0,06 С/атм для нефти и 0,018—
0,022 С/атм для воды, Целью предлагаемого способа является повышение точности определения коэффициента Джоуля-Томсона.
Поставленная цель достигается тем, что поддерживают температуру боковой поверхности дроссельного элемента равной температуре поступающего в дроссельный элемент флюида, а коэффициент ДжоуляТомсона определяют из соотношения:
1
777557
Формула изобретения
Составитель Л. Дикая
Техред В. Серякова
Корректор В. Петрова
Редактор Н. Ахмедова
Заказ 2414/2 Изд. № 556 Тираж 1033 Подписное
НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
1,13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
AT — установившееся изменение температуры флюида, зафиксирова11ное на оси дроссельного элемента, С;
AP — перепад давления на дроссельном элементе, атм;
Uî конвективный napaLa метр;
Уе†скорость конвективного переноса тепла, м/сек;
R — радиус дроссельного элемента,м;
L — длина дроссельного элемента, м; а — температуропроводность дроссельного элемента, насыщенного флюидом, м /сек;
p, — корни уравнения lp(p„) =0;
1в(p) и 1 (1ь) — функции Бесселя.
Коэффициент Джоуля-Томсона указанным сйособом определяют следующим образом.
Через дроссельный элеь ецт радиуса, R, длиной L создают фильтрацию флюида при постоянном перепаде давления на дроссельном элементе. На боковой поверхности дроссельного элемента поддерживают температуру равной температуре поступающего в дуоссельный элемент флюида. Измеряют температуру на вь1ходе из дроссельного элемента на оси. Измеряют скорость движения флюида и перепад давления на дроссельном элементе. Далее по формуле определяют коэффициент ДжоуляТомсбна.
Возможно применение ЭВМ для вычисления коэффициента Джоуля-Томсона.
Исследуемый флюид — нефть. На входе и на боковой поверхности поддерживают
Т„=0,35 С. При перепаде давления AP=
= 30 атм, Уо — 2,8 м/час температура на выходе из элемента составила T„„=
=36,38 С. Следовательно, изменение температуры ЬТ =1,38 С; L =0,5 м; R =
=0,05 м. Дроссельный элемент — керн песчаника с температуропровбдностью а=2 10 — з ма/час. При таких данных 4=
UoR3
=7, 1gk=--0,84; поправо1ный коэф.
La фициент А (/г) = 0,92; коэффициент Д>коуля-Томсона — = 0,046 = 0,05 С/ат.
ЬР А (/г) 0,92
Постоянный перепад давления и постояцный расход флюида поддерживались с
10 помощью измерительных прессов установки для изучения проницаемости кернов (УИПК-2 м) . Перепад давления измеряли с помощью дифманометров этой же установки, а изменение температуры фиксировалось термопарами, скорость движения флюида измеряли мерными посудами. Постоянная температура на входе и боковой поверхности поддерживалась с помощью термостата. Флюид в дроссель попадал, 20 проходя через змеевик, расположенный в термостате, и поэтому успевал принимать постоянную температуру.
Применение предлагаемого способа по сравнению с известными позволяет повы25 сить точность определения коэффициента
Джоуля-Томсона, в то >ке время требуемая установка проста, так как нет необходимости в теплоизоляции дроссельного элемента. Все это ведет к повышению эффек30 тивности термометрических исследований скважин и пластов.
35 Способ определения коэффициента Джоуля-Томсона флюидов, нацример пластовых, путем измерения величины изменения температуры флюида при заданном перепаде давления через дроссельный элемент, 40 отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, поддерживают температуру боковой поверхности дроссельного элемента, равной температуре поступающего в дроссельный элемент
45 флюида.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Чекалюк Э. Б. Термодинамика нефтяного пласта. М., 1965, с. 181.
50 2. Балакирев Ю. Л. Термодинамические исследования фильтрации нефти и газа в залежи. M., «Недра», 1966, с. 3 — 38 (прототип),
