178034. lajstromszámú szabadalom • Berendezés kőoljtárolókban uralkodó rétegviszonyok mellett folyadékban oldott gázok diffúziós tényezőinek mérésére
5 178034 6 csatomaszerű kiképzéssel vannak ellátva. A Cb koncentrációjú folyadékot a 7 dugattyús szivattyú, míg a c8 koncentrációjú folyadékot egy további 6 dugattyús szivattyú keringteti. A 6 és 7 dugattyús szivattyúk kéthatásúak és úgy vannak kialakítva, hogy az egyidejűleg beszívott, illetve kipréselt fluidumok térfogata azonos. A 6 dugattyús szivattyú körébe magas nyomású 5 mintavevők vannak beiktatva a diffúziós transzport méréséhez szükséges folyadékminták vétele céljából. A dugattyús rendszerű 5 mintavevők szeleprendszere célszerűen úgy van kialakítva, hogy azok automatikusan átkapcsolhatok. A mérőrendszer alapnyomását egy termosztált 13 légtér biztosítja. Ezt az alapnyomást, - rétegnyomást, - a 13 légtérben lévő levegő nyomása határozza meg. A 13 légteret 12 henger veszi körül, amelyben 11 dugattyú mozog, továbbá 10 membrán van elrendezve, amely a nyomást a 2 mérőmag végeihez közvetíti. Ily módon biztosítható az, hogy a 2 mérőmag végein a tömegtranszport jelenségeket befolyásoló Ap nyomáskülönbség nem lép fel. A 13 légtérhez 9 nyomásmérők csatlakoznak, amelyekkel a rendszer nyomását lehet ellenőrizni. A 9 nyomásmérő vezetékének leágazásába 8 differenciál nyomásmérő van kötve, amely a 2 mérőmag két végén az esetleges nyomáskülönbség mérésére szolgál. Ennek abban az esetben van jelentősége, ha az áramoltatás a 2 mérőmagon keresztül történik. (Pl. a longitudinális diszperzió mérésénél). A berendezést olyan önmagában ismert szelep- és tartályrendszer egészíti ki, amely lehetővé teszi a szükséges műveletek vagy manipulációk elvégzését A berendezéshez a folyadékoknak gázokkal való telítését végző PVT, illetve keverőegység is tartozik, amely ugyancsak ismert, ezért annak leírására nem térünk ki. A fenti kiviteli példának megfelelő berendezés segítségével folyadékban oldott gázok effektiv diffúziós tényezőjének mérését az alább ismertetettek szerint hajtjuk végre. Az 1 magbefogóba helyezzük a 3 köpenybe illesztett 2 mérőmagot, amelyet célszerűen előzetesen azzal a folyadékfázissal telítünk, amelyben az oldott gáz diffúzióját mérni kívánjuk. A 2 mérőmag kőolajtárolóból származó hengeres kőzetminta, vagy kapilláris csőnyálábokat magában foglaló mesterséges mag lehet, attól függően, hogy effektiv (tárolókőzetbeli), vagy molekuláris (kapilláris) diffúziós tényezőt kívánunk mérni. Ezt követően a megfelelő szeleprendszer segítségével a kettős hatású 7 dugattyús szivattyú felső részét, — annak alsó holtponti helyzetében, — valamint a 10 membrán fölötti teret és a^ kettőt összekötő vezetékrendszert Cb koncentrációjú folyadékkal (pl. C02-val telített olajjal vagy vízzel), míg a 10 membrán alatti részt, a 2 mérőmagot, valamint a 6 dugattyús szivattyú ellentétes oldali hengerterét a 6 dugattyús szivattyú másik holtponti helyzetében ca koncentrációjú folyadékkal (pl- olajjal vagy vízzel, illetve oldott C02-t tartalmazó olajjal vagy vízzel töltjük fel, amikor is célszerűen Cb > Cg. A rendszer alapnyomását a termosztált, zárt 13 légtér levegőjének nyomásával biztosítjuk a 11 dugattyú közvetítésével. A mérés megkezdésekor a 6 és 7 dugattyús szivattyúkat elindítjuk és a 2 mérőmag 14 zárólapjain Cb illetve ca koncentrációjú közegeket olyan sebességgel cirkuláltatjuk, hogy a diffúziós tömegtranszport következtében kialakuló Ac koncentráció változások mérhetők legyenek, de a mérés pontosságát a megengedett hibahatáron túlmenően ne befolyásolják. A 2 mérőmagon átdiffundált anyag mennyiségét úgy méljük meg, hogy az 5 mintavevőkben összegyűjtjük az előre meghatározott térfogatú ca + Aq koncentrációjú mintákat, majd ezeket analizáljuk. A mérési adatokból a diffúzió a FICK-féle diffúziós differenciál-egyenletnek megfelelő határfeltételek melletti megoldása alapján meghatározható a fentebb ismertetett módon. A mérés során fontos feltétel, hogy a 2 mérőmag végein ne lépjen fel nyomáskülönbség, ami a folyadékfázist mozgásba hozza, mert így a mérést a konvekció meghamisítaná. Ennek elkerülése céljából, valamint a rendszer állandó nyomáson való tartása érdekében alkalmazzuk a zárt 12 hengert, melynek 11 dugattyújára a 13 légtér levegőjének nyomóereje hat. A 11 dugattyú fölött levő teret a 10 membrán két térrészre osztja, melynek felső része a Cb, alsó része pedig a ca koncentrációjú folyadékkal van feltöltve. Ezek a „puffer” terek össze vannak kötve a 6 és 7 dugattyús szivattyúk azonos zónáival, illetve a 2 mérőmag mindkét oldalával. A mérési pontosság fokozása érdekében a 12 hengert, a 6 és 7 dugattyús szivattyúkat, az 5 mintavevőket az 1 magtartóval azonos hőmérsékleten célszerű tartani. A találmány előnye, hogy a longitudinális diszperzió (konvektiv diffúzió) mérése, - mivel az elméleti összefüggések már ismertek, (1. pl. Bálint—Pach—Tiszai: A széndioxid átoldódási mechanizmusa, Kőolaj- és Földgáz 4., 301-307. o., 1971.) - elvégezhetők, azok meghatározása a találmány szerinti berendezéssel végrehajtható. A diszperzió adszorpcióval egybekötve is vizsgálható. Ezen folyamatok természetes és mesterséges porózus közegben váó mérésére ugyancsak alkalmas a találmány szerinti készülék. A találmány előnye, hogy a tárgykörben járatos szakember külön kitanítás nélkül is elvégezheti a mérést. A diszperzió mérésének jelentősége a találmány szerinti készülékkel abban nyilvánul meg, hogy egyazon modellen mérhetjük úgy az effektiv, mint a konvektiv diffúziót, ami jelentősen megnöveli a mért paraméterek értékét. Szabadalmi igénypont: Berendezés folyadékban oldott gázok és/vagy egyéb anyagok diffúziós tényezőjének kőolajtárolókban uralkodó rétegviszonyok mellett való mérésére porózus közegben vagy kapilláris csőnyalábból képzett modellen, azzá jellemezve, hogy fűtőköpenyben (4) levő magbefogóban (1) mérőmag (2) van elhelyezve olyan módon, hogy a mérőmag (2) két végén levő zárólapok (14) csatornája egyrészt olyan dugattyú (11) hengerével (12) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
