178614. lajstromszámú szabadalom • Berendezés molekuláris diffúzió mérésére kőolajtárolókban uralkodó nyomás és hőmérséklet viszonyok mellett
3 178614 4 69-76, 1967.), vagy HASSINGER R. C. és ROSENBERG. D. U. munkája (Soc. of Petr. Eng. Journal, No. 2. p. 195-204. 1968. jun.) Az ezen irodalmi közlésekből megismerhető megoldások közöl hátránya, hogy csak szobahőmérsékleten és légköri nyomáson teszik lehetővé a méréseket porózus közegben, illetve csak ezek méréseinek elvi lehetőségeit mutatják be, feltételezve, hogy a diffúzió két, egy másba elegyedő folyadékfázisban történik. A BAILEY H. R. és HOGARTY W. B. által ismertetett irodalmi közlés szerint (Soc. of Petr. Eng. Journal No. 3. p. 256-266. 1963. szept.) hosszú (20-50 m) kapilláris csőben történő folyadék kiszorítás elegyzónájának alapján mérik a diszperziós tényezőt, amelybá a zéró sebességre extrapolált értéket fogadják el molekuláris diffúzióként. A leírt megoldás elvileg alkalmas rétegviszonyok melletti mérésre is, de hátránya az, hogy kis folyadékmennyiségek mellett mért koncentrációk pontatlanná teszik az értékeket, a diffúzió közvetett módon van meghatározva, porózus közegben való mérésekre nem alkalmas és a mérések csak két, egymásba elegyedő határréteg nélküli folyadékfázisban végezhetők. BÁLINT V. PACH F. TISZAI GY. által publikált kiszorítási vizsgálatokon alapuló mérési eljárás (Kőolaj és földgáz 4. No. 10. p. 301-307, 1971. október) alkalmas rétegviszonyok mellett, nem konszolidált porózus közegben a longitudinális diszperzió mérésére, két egymással elegyedő folyadék-folya dék rendszerben. Hátránya a módszernek, hogy az effektiv diffúziós tényezőt közvetlenül nem lehet meghatározni, csupán a nulla sebességre extrapolált határértékként lehet megközelíteni, de a molekuláris diffúziós tényező meghatározására az eljárás nem alkalmas. SIGMUND P. M. gáz-gáz rendszerű, nagynyomású diffúziós mérési módszert ismertet (LOSCHMIDT-cella) és mérési eredményeket mutat be (The Journal of Canadian Petr. Techn. No. 2. p. 48-57, 1976. április-június No. 3. p. 53—62 1976. július-szeptember.) Ezek a mérések elvégezhetők biner, vagy több komponensű rendszereknél is, azonban csak gáz-gáz rendszerben határozható meg a diffúzió, míg gáz-folyadék, folyadék-folyadék rendszerek esetben a diffúziót nem lehet követni, de alkalmatlan a porózus közegbeni folyamatok vizsgálatára is. A természetben lejátszódó spontán, vagy külső kényszer melletti folyamatok egyensúlyi állapotra törekszenek. Az új egyensúlyi állapot jellemzőinek és az időbeni megközelítés mértékének ismerete a tervezés és a folyamatirányítás szempontjából rendkívül nagy jelentőségű. A szénhidrogén bányászatban a kőzet-rétegfluidum rendszerek, — tekintve a keletkezéstől eltelt hosszú időt -, mindaddig egyensúlyi állapotban maradnak, amíg külső kényszertől mentesek. A szénhidrogéntárolók termelésbeállításakor a régi egyensúlyi állapot általában megbomlik és fizikai-kémiai változások játszódnak le, melyek új, egyensúlyi állapot(ok)hoz vezethetnek. A korszerű új művelési eljárások üzemi alkalmazása világviszonylatban egyre inkább előtérbe kerül. Ezek segítségével a maradék szénhidrogénkészlet egy része ipari készletté válik. Ezen új művelési eljárások lényegében a kőzet rétegfluidum rendszernek megfelelő reagensek tárolóba juttatását jelentik azzal a céllal, hogy kölcsönhatásba lépve a kőzet rétegfluidum rendszerrel, olyan változásokat hozzanak létre a tárdóban, hogy a maradék szénhidrogénkészlet maximális kitermelése a gazdaságosság határán belül biztosítható legyen. Az új művelési eljárások közül laboratóriumi és üzemi szinten is széles körben alkalmazták a különböző gázoknak megfelelő módon tárdóba való juttatását, esetleg egyft anyagokkal egyidejűleg pl. szénhidrogéngáz, széndioxidos fddgáz, tiszta széndioxidgáz besajtolás vízzel vagy egyéb reagenssel kombinálva. E módszernél alapvető fontossága van a tárdóba sajtolt gáz beoldódáá sebességének, elnyelé- . sének ismeretére, amit a rendszer paraméterei által meghatározott diffúziós törnegtranszport-fdyamat határoz meg. Amikor egy adott kőzet-rétegfluidum rendszerbe gázt sajtolunk be, akkor természetszerűleg új termodinamikai egyensúly alakul ki. Az q egyensúlyi állapotot a termodinamikai és fizikai-kémiai paraméterek, míg az új egyensúlyi állapot kialakulásához szükséges időt, a változás sebe Bégét, az egyensúlyi állapot megközelítésének mértékét elsősorban a molekuláris diffúziós tényező és a diszperziós együttható, mint a fázisok közötti tömegtranszportot befolyásoló tényezők, határoznak meg. Ahhoz, hogy az adott művelési módszernél a legkedvezőbb, illetve a leghatásosabb technológiát választhassuk ki, ismernünk kell egyrészt a legkedvezőbb egyensúlyi állapotot, ennek elérését biztosító feltételeket és olyan techndógiát kell alkalmaznunk, melynek segítségével ezt az állapotot a rendszer új egyensúlyi állapotként el tudja érni. Az egyensúlyi állapot jellemzőit termodinanikai, fizikai-kémiai, PVT. mérésekkel turÇuk meghatározni. Az egyensúlyi állapot megközelítésének sebességét, a fdyamat dinamikáját, a fázisok közötti tömegtranszport mértárét, vagyis a molekuláris diffúziós tényezőt és diszperziós együtthatót laboratóriumi mérésekből lehet meghatározni. A mérési eredmények értelmezéséhez, — a kívánt jellemzők meghatározásához — a fizikai modell természetéhez illesztett matematikai modellt kell kifejleszteni, melyben a fdyamat, illetve jelenség lényegét meghatározó legfontosabb jellemzőket figyelembe kell venni. Az irodalomban eddig ismert megddások közös hátránya, hogy több, egymásban nem elegyedő és eltérő halmazállapotú fázisok közti diffúzió mérésére nem alkalmasak, nem veszik figyelembe a fázisok közti határrétegek ellenállását és a határrétegekben lejátszódó szorpciós folyamatokat és kémiai reakciókat. A találmány célja a jelenleg meglevő hiányosságok kiküszöbölése és a szénhidrogénbányászat számára fontos paraméterek szdgáltatása, melynek alapján adott rétegviszonyok mellett lehetőség van a következő mérések elvégzésére:- diffúziós és anyagátadási tényező mérése gáz/folyadék fázisok között (pl. COj/da, vagy COj/víz), 5 '0 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
