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