186699. lajstromszámú szabadalom • Eljárás transzportfolyamatok jellemző paramétereinek, főleg tömegvezetési tényezőinek méréséhez
1 186 699 2 A találmány tárgya eljárás transzportfolyamatok jellemző paramétereinek, főleg tömegvezetési tényöinek méréséhez. Ismeretes, hogy a korszerű szénhidrogén termelési eljárásoknál és a gáznemű szénhidrogének tárolási eljárásainál milyen nagy jelentősége van a nagy nyomáson (1—400 bar) és magas hőmérsékleten (20—200 °C) kőzetben végbemenő transzportfolyamatok jellemző paraméterei mérésének. A szénhidrogén termelési, illetve tárolási eljárások ellenőrzése és szabályozása céljából döntő fontosságú a lezajló transzportfolyamatok jellemzőinek ismerete. A modern szénhidrogén termelési, illetve gáznemű szénhidrogének tárolási eljárásainál a spontán és/vagy forszírozott transzportfolyamatok rétegviszok közötti lezajlásának ismeretéhez a transzportfolyamatok előrejelzéséhez, szabályozásához, illetve matematikai megfogalmazásához a transzportfolyamatok alapvető paramétereinek, így a tömegvezetésí tényezőknek a meghatározása szükséges. A fenti paramétereket a kőzet — telepfolyadékok — egyéb fluidum rendszer állapotát jellemző és a folyamatszabályozásra hatással levő változó függvényében ismertető eljárások nem ismeretesek. Konkrétan a szénhidrogén termelési és/vagy tárolási eljárásai esetéh hasznos lenne például az alábbi relációk ismerete: — koncentráció — vezetési tényező függése a kőzet — folyadéktartalomtól, rétegnyomástól, réteghŐmérséklettől, a fluidum komponenseinek anyagi minőségétől és elegybeni részarányuktól; — konvektiv koncentráció-vezetési tényező függése a kőzetet részlegesen, vagy teljesen kitöltő folyadékok részarányától, a fluid komponesek anyagi minőségétől és részarányától, valamint a rétegviszonyok között érvényesülő konvekció mértékétől. Mindazonáltal a spontán (szabad) molekuláris, vagy forszírozott (konvektiv) fizikai és kémiai transzportfolyamatok jellemző paramétereinek, főleg tömegvezetési tényezőinek méréséhez a kőzet hasznos terét részben, vagy teljesen kitöltő folyadék, vagy folyadékok jelenlétében, réteghőmérsékleten (20-150 °C) és rétegnyomáson (1 -400 bar) a technika állása szerint ismert eljárás nincs. Az ismert eljárások nem adnak lehetőséget a kőzet, a kőzetet teljesen, vagy részlegesen kitöltő folyadékok, valamint a vizsgált transzportfolyamat anyagi jellemzői között olyan összefüggések meghatározására, mint például a Kj/Di = f(Pe) Sj (dimenzió nélküli) összefüggés álról K[ konvektiv-, Dj a molekuláris transzport vezetési tényezője, Pc a transzportfolyamat nyomásán és hőmérsékletén jellemző Pecket szám, Sj a kőzeibeli összfolyadéktartalom. A technika állása szerinti megoldások a folyadékokkal részlegesen, vagy valamilyen részarányuk mellett teljesen kitöltött kőzet-pórustcrckben lezajló transzportfolyamatok vizsgálatára nem ismertetnek eljárásokat. Az ismert eljárások nem tartalmazzák a kőzetben rétegviszonyok között lezajló transzportfolyamatok mérési lehetőségét a nagy nyomás, a magas hőmérséklet egyidejű koincidenciája esetén, a kőzet hasznos terét részben, vagy teljesen kitöltő folyadék, vagy folyadékok jelenlétében. A technika állása szerinti megoldások hiányossága, hogy a transzpcrtfolyamatok jellemző paramétereinek méréséhez, vagy atmoszférikus nyomáson, vagy alacsony hőmérsékleten, vagy kőzet nélkül magas nyomáson, stb., ismertetnek eljárásokat. A kőzet rétegviszonyokra jellemző, nagy nyomás és magas hőmérséklet egyidejű fellépése esetén használható eljárást a szakirodalmi fórrá-. sok nem közölnek. Közös hiányosságuk továbbá, hogy , in situ” mérés nem realizálható velük. A találmánnyal célunk a fenti hiányosságok kiküszöbölése, azaz olyan eljárás továbbfejlesztése transzportfolyamatok jellemző paramétereinek méréséhez, amely lényegesen jobb hatásfokkal jellmezhető, mint az ismert megoldások. A találmánnyal feladatunk olyan eljárás kimunkálása transzportfolyamatok jellemző paramétereinek, főleg tömegvezetési tényezőinek méréséhez, amely kőzetben, rétegviszonyok közötti nagy nyomáson és magas hő mérsékleten alkalmazható. A találmány alapja az a felismerés, hogy a kitűzött 'eladat megoldódik, ha a transzponrtfolyamat (komponenseinek) olyan anyagjellemző változását mérjük, amelyből a tömegvezetési tényezőt meghatározhatjuk. A kitűzött feladatot a bevezetőben leírt típusú eljárásnál úgy oldottuk meg a találmány szerint, hogy kőzetben rétegviszonyok között végbemenő transzportfolyamatokat nyomás- és hőálló edényben, vagy nyomás- és hőálló edénybe erősített és folyadékokkal részlegesen, vagy teljesen kitöltött kőzetpórustérben hozzuk létre a kívánt nagy nyomáson és hőmérsékleten, a nyomás- és hőálló edény és/vagy a mérőcella megfelelő helyén/helyein a transzportfolyamat komponenseinek sűrűségét külön-külön, vagy együtt megfelelő sűrűségmérővel mérjük és az „in situ” mért sűrűségekből számítással állapítjuk meg a transzportfolyamatokra jellemző tömegvezetésí tényezőket. Célszerű az olyan foganatosítási mód az egyszerű megvalósíthatóság végett, amelynél a számításokat táblázatból való leolvasással végezzük. A technológia egyszerűsítése céljából előnyös az olyan foganatosítási mód, hogy a kőzetpórusteret részlegesen, vagy teljesen olajjal és vízzel töltjük fel. A termelékenység miatt lehetséges olyan foganatosítási mód, hogy a sűrűséget célszerűen kapilláris sűrűségmérővel mérjük. A találmány szerinti eljárást a továbbiakban foganatosítási példákkal, a jobb megértés céljából rajzon egy-egy ábra segítségével ismertetjük. A rajzon az 1. ábra az A és B fluidumok elegyeire jellemző koncentrációvezetési tényező mérési eljárásához kialakított mérési összeállítás, a 2. ábra az 1. ábra szerinti mérési eljáráshoz szükséges mérési összeállítás azzal az eltéréssel, hogy a kőzetet a folyadékokkal teljesen feltöltjük, a 3. ábra az 1. és 2. ábrán hivatkozott mérési eljáráshoz szükséges mérési összeállítás azzal az eltéréssel, amit az A-B elegyre és az adott kőzetállapotra jellemző konvektiv koncentrációvezetési tényező mérési eljárása indokol, a 4. ábra a kőzet pórusterében helyetfoglaló folyadékok és az A vagy B, illetve A és B fluidumok közötti transzportfolyamatok mérési eljárásához kialakított mérési összeállítás, az 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
