185034. lajstromszámú szabadalom • Kiszorító berendezés kőolajtárolók termelési folyamatainak modellezésére
1 185 034 2 A találmány kiszorító berendezés, amely homogén vagy inhomogén szerkezetű kőolaj-tárolórétegek modellezérésre alkalmas, egy, illetve többréteges, elválasztott és/vagy egymással kapillárisosan összekötött, teljes felületen vagy részlegesen kommunikáló rétegmodellek alkalmazásával, melyek lineáris vagy radializált elrendezésűek lehetnek. A korszerű, fokozott hatású kőolajtermelési eljárások ipari alkalmazásának elengedhetetlen feltétele a tárolóviszonyokat megközelítő paraméterek melletti modellkísérletek végzése. A modellkísérletek alapján megítélhetjük az alkalmazásra kerülő eljárás műszaki hatékonyságát, paramétereket nyerhetünk az eljárás matematikai modelljéhez, illetve információkat annak helyes megalkotásához. Az így nyert paraméterek alapján műszaki, illetve gazdaságossági számításokat lehet végezni a kisüzemi, majd nagyüzemi alkalmazásra vonatkozóan. A jelenlegi gyakorlat szerint a modellkísérleteket lineáris homogén homoktölteten, vagy a tárolóból származó természetes vagy más konszolidált kőzetmintán, illetve adott esetben a kútkörüli zónát modellezve radiális rendszerben végzik. A tároló inhomogenitásának hatását más módon, általában elméleti számítások, vagy tapasztalati összefüggések alapján veszik figyelembe, mely elméletek ellenőrizhetetlenek. A kőolajtárolók modellezésének elméleti alapjait M. C. Leverett és társai írták le. [Petrol Trans. AIME 146. p. 175-193 (1942)]. Az általuk bevezetett hasonlósági kritériumok teljes mértékű betartása általában nem lehetséges, így a gyakorlatban alkalmazott fizikai modellek mindig elhanyagolással élnek és rendkívül változatosak lehetnek a kitűzött céloktól függően. A különböző kiszorító közegek mikroszkopikus kiszorítási tényezőjét általában homogén lineáris modelleken vizsgálják, míg a kútkörüli zóna áramlási viszonyainak tanulmányozásához radiális modelleket alkalmaznak. A különböző típusú és jellegű kőolajtermelési eljárások laboratóriumi modellezésére alkalmas kiszorító berendezéseket több szerző is ismertetett. így pl. R. W. Pearson és társai a micellás oldattal történő elárasztáshoz alkalmazott lineáris laboratóriumi kiszorító berendezésről számolnak be (SPE 5846 sz. kiadvány, 1976), ahol természetes kőzetminta alkalmazásával szobahőmérsékleten és légköri nyomás mellett végezték a kísérleteket. A. Putz és társai lineáris és kétdimenziós paralellepipedon alakú modellen végezték mikrcemulziós elárasztási modellkísérleteket, ugyancsak alacsony nyomáson és hőmérsékleten (SPE 8198 sz. kiadvány, 1979), porózus homoktöltet alkalmazásával. A felületaktív anyagos elárasztásvizsgálatára alkalmazott kiszorító berendezést és különböző csőmodelleke t ismertet M. Burkovsky és C. Marx is (Erdőéi, Erdgas Zeitschrift, 96. 1. p. 17-25, 1979. jam), Fokozott hatékonyságú kőolajtermelési eljárások közül azok a legjelentősebbek, amelyek a mikroszkopikus kiszorítási tényező mellett a térfogati elárasztási tényezőt is növelik a kedvezőtlen mobilitási viszonyok megszüntetésével, illetve az inhomogén tároló homogenizálása útján. A kőolajtermelési eljárások hatékonyságát jelentősen befolyásolja a tároló inhomogenitása. C. A. Kossack és társai matematikai szimuláció segítségével megvizsgálták a micelláris oldattal való elárasztás ; érzékenységét a tároló heterogenitására (SPE 5803 sz. kiadvány, 1976). Azt találták, hogy az eljárás üzemi alkalmazásának gazdaságosságát erősen leronthatja a tároló heterogenitása. Mivel a tárolók általában heterogének, gondoskodni kell a megfelelő térfogati elárasztási tényezők biztosításáról, illetve megfelelő mobilitás szabályozásáról. A fokozott hatású kőolajtermelési eljárások modellezése homogén lineáris rendszerben nem teljes, mivel az csak a mikroszkopikus kiszorítási tényező alakulásáról ad információt és csak részben szolgáltat adatokat a kedvezőtlen mobilitási viszonyok megszüntetéséről, de( egyáltalán nem ad felvilágosítást arra vonatkozóan, hogy a tároló ínhomogenitásának függvényében milyen eredményt érhetünk el, illetve hogyan lehet az inhomogenitásnak az olaj kiszorítása szempontjából kedvezőtlen hatását csökkenteni. A művelés-tervezés számára is problémát jelent a lineáris egyréteges homogén modell alapján nyert kísérleti paramétereknek közvetlenül az inhomogén tároló viszonyokra való átvitele. Az irodalomból ismertek radiális elrendezésű modellek is, amelyek henger alakúak és egyrészt 5-15 cm átmérőjű és maximálisan néhányszor 10 cm hosszú, a kőolajtermelés céljára fúrt kutak során vett természetes kőzetmintákból készültek (Debiesse és társai Revue IFP 1968), másrészt ennél jóval nagyobb méretek esetén homoktöltet felhasználásával, amelyek elvileg lehetnek inhomogének is. (Van P. Meurs-Trans AIME 210. 295-301, 1957; Caucher, Lindley-Trans AIME 219. 208- 215, 1960.) Ezek a modellek azonban a gyakorlatban nem tudtak elterjedni, mivel nem szolgáltattak elegendő és megfelelő információt, valamint kezelésük nehézkes, jóllehet ezek egy része elvileg alkalmas a vertikális elárasztási tényező mellett a kúthálózat és a mobilitási viszonyok által megszabott területi elárasztás vizsgálatára is. A találmány célja a gyakorlatban általánosan elterjedt homogén lineáris és radiális elrendezésű modellek hiányosságainak kiküszöbölése. A találmány feladata olyan kiszorító berendezés létrehozása, mely alkalmas a mikroszkopikus kiszorítási tényező mellett a vertikális inhomogenitásból adódó hatás vizsgálatára is, illetve ennek kiküszöbölését célzó eljárások modellezésére, valamint olyan modellek létrehozása, amelyeknél az áramlási sebességek tárolóbeli változását is figyelembe tudjuk venni. A találmány kiszorító berendezésre vonatkozik homogén vagy inhomogén szerkezetű kőolajtároló rétegek modellezésére, egy vagy több réteges, elválasztott és/vagy egymással kapillárisán összekötött, teljes felületen vagy részlegesen kommunikáló, lineáris vagy radializált elrendezésű rétegmodellek alkalmazásával. A párhuzamosan kapcsolt rétegmodellekbe szelektíven és ismert mennyiségben besajtolandő gáz, vagy folyadék azonos nyomásának biztosítására a rétegmodellekhez csatlakozó zárt tartályok, ezekbe azonos szintmagasságra benyúló szifoncsövek vannak. A szifoncső dugattyús szivattyúhoz és/vagy nyomásfokozóhoz van csatlakoztatva. A rétegmodellekhez gázzal töltött, úszóval ellátott tartály van csatlakoztatva, mely jelfogóval és a tartályba egyirányú áramlást biztosító visszacsapó szeleppel van ellátva. Az előnyös kivitelnél a rétegmodellekhez csatlakozó, puffertartállyal ellátott, differenciál nyomásmérővel vezérelt kiszakaszoló szivattyúja van. 5 10 15 20 25 30 25 *0 *5 50 55 60 2
