Установка для исследования про-ницаемости kephob горных пород

 

пя те i Ho . <= : . л сну а 1

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пщ 794436

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.03.79 (21) 2745871/22-03 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.01.81. Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 07.01.81 (51) М. Кл.

G 01 N 15/08

Государстееииый комитет

СССР (53) УДК 620.1.05 (088.8) по делам изобретеиий и открытий (72) Авторы изобрегения

Р. Х. Ибатуллин, И. С. Катеев, И. Г. Юсупов, А. К. Латыпов, В. А. Дробот и Н. П. Минюхин

Татарский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (71) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОНИЦАЕМОСТИ

КЕРНОВ ГОРНЫХ ПОРОД

1.

Изобретение относится к области исследования свойств материалов и, в частности, предназначено для исследования проницаемости горных пород, а также тампонирующих и гидроизоляционных свойств растворов.

Известна установка для определения проницаемости кернов горных пород, включающая кернодержатель с устройством для гидрообжима керна, и гидросистему для прокачивания через керн рабочей жидкости (1).

Недостатком известной установки является то, что круг вопросов, которые можно изучать с ее помощью ограничен. В частности, на этой установке нельзя определять кольматирующие свойства буровых и тампонажных растворов, отмывающую способность буферных жидкостей и растворов при изменяющихся их расходах и давлениях закачивания.

Известна также установка, имеющая приспособление для введения в кернодержатель бурового раствора и иной жидкости. Известная установка содержит кернодержатель с полостью и гидравлической системой для гидрообжима керна, камеру, сообщающуюся с кернодержателем и циркуляционной системой для прокачивания рабочей жидкости (21.

Недостатком известной установки является то, что в процессе исследований нельзя измерить толщину глинистой корки на керне, а это уменьшает точность измерений.

Целью изобретения является повышение точности исследований за счет обеспечения возможности измерения толщины глинистой корки на поверхности керна.

Достигается это тем, что в известной

1О установке камера снабжена окном с заглушкой и установлена перпендикулярно продольной оси полости кернодержателя.

На фиг. 1 изображена общая схема установки; на фиг. 2 показан кернодержатель;

15 на фиг, 3 — сечение А — А фиг. 2; на фиг. 4 — упор.

Установка для исследования проницаемости кернов горных пород включает кернодержатель 1, гидросистему, содержащую устройства 2 и 3 для создания в линиях 4 и 5 высокого давления, а также циркуляционную систему в виде приемной 6 и мерной 7 емкостей, соединенных всасывающей линией 8 с насосом 9. Кроме того, установка снабжена электроконтактным 10 и рабочими манометрами 11, 12 и 13, кранами 14 и 15, трехходовым краном 16, вентилями высокого давления 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 и 24, и компенсатором высокого давле30 ния 25.

794436

К одному из торцов кернодержателя 1 (фиг. 2) перпендикулярно его оси прикреплена камера 26, имеющая окно 27, закрытое заглушкой 28. Полость камеры сообщена с полостью кернодержателя и нагнетательной линией 29 насоса 9. Устройства 2 и 3 имеют одинаковую конструкцию и содержат баллоны со сжатым воздухом и водой, а также редуктор 30.

Изменение скорости движения раствора в камере 26, его расхода и давления достигается путем изменения сечения канала 31 в обойме 32 и производительности насоса 9 соответственно, а также регулированием расхода с помощью крана 15.

Установка работает следующим образом.

Перед началом работы приемную емкость 6 (фиг. 1) заполняют водой и, включив насос 9, обвязку установки тщательно промывают, после чего в кернодержателе 1 и камере 26 устанавливают керны 33 и 34 (фиг. 2) и закрывают герметично заглушкой 28. При этом на боковую поверхность исследуемого керна 33 предварительно наносят слой эпоксидной композиции для исключения боковой фильтрации исследуемой жидкости и насыщают его выбранной жидкостью с помощью вакуумной установки, Далее в кернодержателе 1 создают давление гидрообжима устройством 2.

При определении проницаемости керна

33 в статических условиях краны 14 и 15 закрывают и отрезок перекрытой ими линии, включающей кернодержатель 1 с камерой 26, заполняют исследуемой жидкостью и устройством 3 создают давление.

Отфильтровывающуюся жидкость через керн 33 отбирают через вентиль 19.

При установившейся скорости фильтрации, учитывая созданный перепад давления, объем и вязкость отфильтровавшейся жидкости, параметры керна, определяют проницаемость керна расчетным путем.

Аналогично производят изучение кольматирующих свойств буровых и тампонажных растворов.

При определении кольматирующих свойств буровых и тампонажных растворов в динамических условиях краны 14 и 15 открывают и, включив насос 9, в системе создают замкнутую циркуляцию исследуемого раствора из емкости 6. При этом на торцевой поверхности керна 33 намывается глинистая корка, толщину которой замеряют через окно 27, предварительно сняв заглушку 28, в выключенном положении насоса. После этого определяют проницаемость керна 33 путем фильтрации через него жидкости при наличии на его торце глинистой корки и по полученному показателю судят о кольматирующей способности того или иного раствора.

Кроме перечисленных видов исследований, установка позволяет изучать также

Зо

3о

65 гидроизоляционные свойства буровых и тампонажных растворов в условиях «пластскважина». Для этого краны 14 и 15 закрывают, перекрытую линию и камеру 26 заполняют водой. Затем, присоединив линию высокого давления 5 к вентилю 19 устройством создают гидродавление на торец керна 33, который заранее тампонируют исследуемым раствором. Для этого пробку 35 предварительно заменяют на упор 36 (см. фиг. 4), предотвращающий осевое смещение керна. Далее, количеством отбираемого фильтрата через вентиль 21 оценивают гидроизоляционные свойства исследуемого раствора.

Установка позволяет также определить глубину проникновения тампонажных растворов в керн.

Для этого сначала в установке осуществляют в статических или динамических условиях тампонирование керна 33 исследуемым раствором, после чего проверяют его на проницаемость. Затем удаляют часть керна со стороны тампонированной его части до тех пор, пока проницаемость его не будет приближенно соизмерима с первоначальным показателем до тампонирования. По мере восстановления проницаемости по толщине удаленной части судят о глубине проникновения тампонирующего раствора в керн. Прн этом по мере удаления слоя керна проверяют гидроизоляционные свойства раствора в условиях «скважина-пласт» и «пласт-скважина».

Данное техническое решение расширяет область научных исследований, а именно: кроме проницаемости, стало возможным определять кольматирующие свойства буровых и тампонажных растворов, отмывающие способности буферных жидкостей и растворов при изменяющихся их расходах и давлениях закачивания, оценивать процесс отфильтровывания жидкой фазы тампонажных растворов при отсутствии глинистой корки или при частичном удалении ее буферной жидкостью, изучать прокачиваем ость тампонажных растворов, выявлять действие пластовых агрессивных вод на цементный камень, а также определять стабильность буровых и тампонажных растворов в ди намических и статических условиях под действием гидравлического давления.

В конечном итоге, все это приводит кповышению эффективности исследовательских работ по созданию высокоэффективных средств, применяемых при борьбе споглощениями буровых растворов и при креплении скважин. Кроме того, повышается точность измерений, поскольку исследования осуществляют в условиях, имитирующих скважинные.

Кроме того, благодаря наличию смотрового окна в камере, отпадает необходимость демонтажа кернодержателя с целью

794436 снятия необходимых замеров и замены керна, что приводит к улучшению эксплуатации и ускорению производства указанных работ.

Формула изобретения

Установка для исследования проницаемости кернов горных пород, содержащая кернодержатель с полостью и гидравлической системой для гидрообжима керна,,10 а также камерой, сообщающейся с кернодержателем и циркуляционной системой для прокачивания рабочей жидкости, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности исследований за счет обеспечения возможности измерения толщины глинистой корки на поверхности керна, камера снабжена окном с заглушкой и установлена перпендикулярно продольной оси полости .кернодержателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 296886, кл. Е 21В 49/00, 1964.

2. Авторское свидетельство СССР № 600294, кл. Е 21 В 49/00, 1977.

794436 фиг. Р

Составитель В. Акслер

Редактор В. Большакова Техред А. Камышникова Корректоры: Н. Федорова и О. Гусева

Заказ 2722/6 Изд. № 121 Тираж 915 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2