Claims (2)
Изобретение относитс , к конструкци м лабораторных адсорбционных уста новок и может быть использовано опремелени сорбционной емкости пород-коллекторов нефти. Известна установка дл определени адсорбции, состо щей из высокого давлени , колонки с пористой средой, грузопоршневого манометра и термостата 11. Установка позвол ет р предел ть ко личество сорбированного газа из бомбы и колонки с пористой средой. По разнице объемов суд т о количестве сорбированного газа при данном давлении , которое фиксируетс перед выпуском грузопоршневым манометром. Термостат позвол ет задаватьс разли ными температурами опытов. Однако известна установка не пре дусматривает возможности раздельного определени количества адсорбированного и абсорбированного газа. Кроме того, она содержит р д узлов и элементов , которые снижают точность опре . делени количества сорбированного газа. К ним относитс бомба, объем которой должен быть равен объему порогового пространства колонки с пористой средой. Наличие объемных газо меров на высокие .пределы измерений (10-20 тыс.см), достаточно болыш п объем вредного пространства установки при смене колонки с пористо средой нуждаетс в дополнительной регулировке узлов, в частности бомбы .I К этому нужно еще добавить, что точность определени сорбированного газа на такой установке во определ етс опытом и интуицией исследовател . Известна также установка дл определени адсорбции газов пористым материалс1ми) содержаща колонку с выполненной в ней камерой дл образца, пористого материаша, баллон с газом высокого давлени , соединенный трубопроводом с одним из концов колонки, термостат, термодатчик, раэмеценный в колонке, самопишущий потенциометр, соединенный с датчиком, груэрпоршневой манометр, подсоединенный ко второму концу колонки, и регулирующий вентиль, установленный на трубопроводе между баллоном и колонкой i2j. Недостатком известной установки вл етс то, что в ней не обеспечиваетс возможность раздельного учета количеств адсорбированного и абсорбированного газов, что снижает ценность получаемой информации. Кроме этого, наличие выпускного вентил в установке вносит погрешности в определение количества десорбированногр газа за счет тепловых эффектов (эффекта ; Ьсоул -Томсона). Применение груэопоршневого манометра в данном случае не совсем оправдано, так как он позвол ет с высокой точностью устанавливать фиксированные значени давлений, а не измер ть изменение давлени а небольших пределах. При работе на такой установке,погрешность измерени количеств сорбирован ного газа будет во многом определ ть с временем выпуска газа, временем перераспределени давлений по длине колонки, временем повторного нараста ни давлени за счет десорбции газа, т. е. оп ть же точность замеров нахо дитс в зависимости от опыта и интуиции исследовател . Цель изобретени - повьвиение точности определени сорбционной способ ности пористого материала за счет выделени из него адсорбированного на поверхности газа, термостабилизаци режима адсорбционных определений Указанна цель достигаетс тем, что установка снабжена вибратором, на котором установлена колонка. Также установка снабжена металлическим теплопроводным блоком с отверсти ми дл подвода теплоносител , соединенными с термостатом, а колонка закреп лена внутри блока, микропоршневым компенсатором давлени , соединенным со вторым концом колонки параллельно грузопоршневому манометру, а вибратор выполнен в виде Магнитостриктора На фиг. 1 изображена технологическа установка; на Фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1. Установка дл определени адсорбции газов пористыми материалами сост ит из баллона 1 с газом высокого дав лени , который с помощью регулирующего вентил 2 подаетс в колонку 3 камерой 4 дл образца, установленной на термостатируемом металлическом блоке 5, жестко закрепленного на маг нитострикторе 6. Блок 5 имеет продол ные отверсти 7, в которые запрессованы медные трубки (не показаны), соединенные между собой последовател но. Валлон с газом, медные трубки и термостат 8 образуют.систему термостабилизации установки. Термодатчик 9 и самопишущий потенциометр 10 позвол ет контролировать посто нство температуры газа в колонке с пористо средой. ГРУзопоршневой манометр 11 позвол ет с высокой точностью (0,05% фиксировать нeoбxoди eIIe давлени газ в колонке с пористой средой. Микропоршневой компенсатор 12 давлени позвол ет изменить внутренний объем системы до ±2«О см при точности зам ра лилейного перемещени поршн до IlO мм. Магнитостриктор 6 электрически соединен с генератором ультразвуковых колебаний (не показан). Установка работает следуюпдим образом . С помощью термостата 8 вс система термостабилизируетс до заданной температуры, после чего газ высокого давлени из баллона 1 с помощью вентил 2 подаетс в колонку 3 с пористой средой. Давление газа в последней , а следовательно, и во всей системе начнет повышатьс . Вентиль 2 закрывают, когда давление РИ в системе уравновеснтс с давлением веса груза в грузопоршневом манометре 11. После этого всю систему выдерживают некоторое врем до завершени сорбционных процессов в пористой среде колонки, выражающеес тем, что вследствие адсорбции газа поверхностью пороховых каналов и абсорбции глинистым цементом и самой породой давление начинает снижатьс до некоторой стабилизированной величины (Р). Длительность снижени давлени вследствие поглощени части газа породой будет зависеть от состава породы (например 1-2 i) . Так как Р Р, , то равновесие давлений в системе и грузопоршневом манометре будет нарушено . Перемеща поршень (не показан) микропоршневого компенсатора 12 в сторону уменьшени объема систек ы, добиваютс повышени давлени в системе до РН Р . По длине перемещени поршн t и площади его сечени F определ ют объем,газа сорбированного при данном давлении РН г . (1) где VCOP - объем сорбированного пористой средой газа при начальном давлении РН , см ; t. длина перемещени поршн , сал;i начальное давление, кгс/см коэффициент сверхсжимаемости газа при Р ; стандартна температура (2930К); температура системы, °К; атмосферное давление, кгс/см. После этого от ультразвукового генератора к магнйтостриктору 6 подвод т ультразвуковые колебани частотой 15-30 КГЦ. В результате действи ультразвукового пол , передаваемого от Магнитостриктора через блок 5 к колонке 3 с пористой средой, адсорбированный на поверхности зерен пористой среды газ.будет десорбироватьсй и давление в системе будет повышатьс до некоторой стабилизированной величины PI PH. Перемеща поршень ми кропоршневого компенсатора 12 в сторону увеличени объема систедш добиваютс уменьшени давлени в си стеме до PI РМ. По длине перемещени порин ti и площади его сечени F определ ют объем газа, адсорбированного при данном давлении РН TO 1 Vag- t-f f . - (2) . Z Т Pom Следует отметить, что t Ц , та как десорбируетс только газ сорбированный поверхностью зерен, из сами зерен и частиц породы он выдел тьс не будет из-за большой разности в скорост х десорбции. Зна величины VCOP и а , можно определить объем адсорбированного об ема породы газа (приведенный к атмос ферным услови м). Термодатчик 9 и самопишущий потен циометр 10 позвол ет осуществл ть контроль за посто нством температуры всей системы. С целью уменьшени температурных погрешностей колонка 3с пористой средой закреплена на магнитострикторе б через термостатируемый блок 5. Последний имеет две группы продольных отверстий, по кото рым циркулирует теплоноситель, подаваемый от термостата 8. Перва группа служит дл термостатировани колонки 3 с пористой средой, втора дл термоизол ции нижней части блока 5 от магнитостриктора 6, который при работе излучает некоторое количество тепла. Така конструкци блока позво л ет осуществить надежную термостабилизацию всей системы, что в свою очередь повышает точность определени количества сорбированного пористой средой газа и обеспечить жесткий контакт с магиитострикционным излуча телем ультразвуковых колебаний с целью наиболее полной передачи мощности ультразвуковых колебаний и пористой среде и газу. Использование предполагаемого изобретени при определении сорбцион ной способности пористых образцов по высит точность .подсчета запасов газовых и гаэоконденсатных месторождений за счет учета количества адсорбированного и абсорбированиого газа и точность определени сорбционной способности пористых образцов, позволит прогнозировать прирост запасов газа за счет извлечени адсорбированного коллектором газа по мере снижени пластового давлени и изменени пластовой температуры. Формула изобретени 1.Усаановка дл определени адт сорбции газов пористыми материалгиш, содержаща колонку с выполненной в ней камерой дл образца, пористого материсша, баллон с газом высокого давлени , роединенный трубопроводом с Одним из концов колонки, термоста термодатчик, размещенный в колонке самопишущий потенциометр, соединенны с датчиком, грузопоршневой манометр, подсоединенный ко второму концу ко- лонки, и регулирующий вентиль, о т личающа с тем, что, с целью повышени .точности определени сорбционной способности пористого материала за счет выделени из него адсорбировавшегос на поверхности газа, она снабжена вибратором, на котором установлена колон. 2.Установка по п. 1, о т л и - чающа с тем, что, с целью термостабилизации режимов адсорбционных определений, она снабжена металлическим теплопроводным блоком с отверсти ми дл подвода теплоносител , соединенными с термостатом, а колонка закреплена внутри блока. 3.Установка по п. 1, отлич а ю щ а с тем, что она снабжена микропоршневым компенсатором давлени , соединенным со вторым концом колонки параллельно грузопо1И11невому манометру. 4.Установка по п. 1, отличающа с тем, что вибратор выполнен в виде магнитостриктора. Источники ин()юрмации, прии тые во внимание при экспертизе 1. Извести Вузов, сер. Нефть и газ, 1976, 16, с. в8-41. The invention relates to the design of laboratory adsorption facilities and can be used to determine the sorption capacity of oil-bearing reservoir rocks. A known device for determining the adsorption, consisting of a high pressure, a column with a porous medium, a deadweight pressure gauge, and a thermostat 11. The installation allows the number of sorbed gas from the bomb and the column with a porous medium to be limited. By difference of volumes, the amount of sorbed gas is judged at a given pressure, which is fixed before release by a dead piston manometer. The thermostat allows you to set different temperatures of experiments. However, the known installation does not imply the possibility of separately determining the amount of adsorbed and absorbed gas. In addition, it contains a number of nodes and elements that reduce the accuracy of the definition. dividing the amount of sorbed gas. These include a bomb, the volume of which must be equal to the volume of the threshold space of a column with a porous medium. The presence of volumetric gas meters at high measurement limits (10–20 thousand cm), a large enough volume of the harmful installation space when changing the column with a porous medium requires additional adjustment of the nodes, in particular .I bomb. I should also add to this that the accuracy determining the sorbed gas at such a facility is determined by the experience and intuition of the researcher. A device for determining the adsorption of gases (porous materials) is also known; it contains a column with a sample chamber, a porous material made in it, a high-pressure gas cylinder connected by a pipeline to one of the column ends, a thermostat, a thermal sensor in a column, a self-typing potentiometer connected to sensor, a piston pressure gauge connected to the second end of the column, and a control valve installed on the pipeline between the cylinder and the column i2j. A disadvantage of the known installation is that it does not provide for the possibility of separate accounting of the quantities of adsorbed and absorbed gases, which reduces the value of the information obtained. In addition, the presence of an exhaust valve in the installation introduces errors into the determination of the amount of desorbed gas due to thermal effects (effect; soul — Thomson). The use of a piston gauge in this case is not entirely justified, since it allows to set fixed pressure values with high accuracy, rather than measuring pressure changes in small limits. When working on such an installation, the measurement error of the quantities of sorbed gas will largely determine the time of gas release, the time of redistribution of pressures along the length of the column, the time of re-buildup or pressure due to gas desorption, i.e. again the accuracy of measurements will be depending on the experience and intuition of the researcher. The purpose of the invention is to improve the accuracy of determining the sorption capacity of a porous material due to the release of adsorbed gas on the surface of the gas, thermal stabilization of the adsorption mode, and this setting is achieved by installing a vibrator on which the column is mounted. The installation is also equipped with a metal heat-conducting unit with openings for supplying heat transfer fluid connected to the thermostat, and the column is fixed inside the unit with a micro-piston pressure compensator connected to the second end of the column parallel to the load-piston manometer, and the vibrator is made in the form of a magnetostrictor. In FIG. 1 shows a process installation; in FIG. 2 is a section along A-A in FIG. 1. The installation for determining the adsorption of gases by porous materials is made up of a cylinder 1 with high-pressure gas, which is fed to the column 3 by a control valve 2 by a chamber 4 for a sample mounted on a thermostatically controlled metal block 5 fixed on the magnetic strictor 6. The block 5 has oblong holes 7 in which copper tubes (not shown) are pressed in, which are interconnected successively. A gas wall, copper pipes and a thermostat 8 form a system for the thermal stabilization of an installation. A thermal sensor 9 and a self-recording potentiometer 10 allows one to control the constancy of the gas temperature in a column with a porous medium. A pressure piston pressure gauge 11 permits high-precision (0.05% fixation of pressure eIIe gas in a column with a porous medium. The micro piston compensator 12 allows you to change the internal volume of the system to ± 2 "O cm with a piston-displacement accuracy of up to IlO mm The magnetostrictor 6 is electrically connected to an ultrasonic oscillation generator (not shown). The installation works in the following manner. With the help of a thermostat 8, the entire system is thermally stabilized to a predetermined temperature, after which the high pressure gas from a cylinder 1 with the valve 2 is supplied to the column 3 with a porous medium. The gas pressure in the latter, and hence the entire system, will begin to increase. The valve 2 is closed when the pressure of the radioactive source in the system is balanced with the pressure of the weight in the dead-weight manometer 11. After that, the whole system is maintained some time before the completion of sorption processes in the porous medium of the column, which is expressed by the fact that, due to the adsorption of gas by the surface of the powder channels and absorption by clay cement and the rock itself, the pressure begins to decrease to some stable simulated value (P). The duration of the pressure reduction due to the absorption of a portion of the gas by the rock will depend on the composition of the rock (e.g. 1-2 i). Since Р Р,, then the balance of pressures in the system and the cargo-piston manometer will be broken. By moving the piston (not shown) of the micro piston compensator 12 in the direction of decreasing the sys tem volume, the pressure in the system is increased to PH. The volume of the gas sorbed at a given pressure PH g is determined by the length of the displacement of the piston t and the area of its cross section F. (1) where VCOP is the volume of gas sorbed by the porous medium at the initial pressure PH, cm; t. length of displacement of the piston, fat; i initial pressure, kgf / cm, gas supercompressibility coefficient at P; standard temperature (2930K); system temperature, ° K; atmospheric pressure, kgf / cm. Thereafter, ultrasonic oscillations with a frequency of 15-30 KHz are supplied from the ultrasound generator to the magnetostrictor 6. As a result of the action of the ultrasonic field transmitted from the magnetostrictor through block 5 to column 3 with a porous medium, the gas adsorbed on the surface of the grains of the porous medium will desorb and the pressure in the system will rise to some stabilized PI PH. By moving the piston compensator 12 towards the increase in the volume of the system, the pressure in the system is reduced to PI PM. The volume of gas adsorbed at a given pressure PH TO 1 Vag-t-f f is determined by the length of movement of the porins ti and its cross-sectional area F. - (2). Z T Pom It should be noted that t та, since only gas sorbed by the surface of the grains is desorbed, it will not be emitted from the grains and particles of the rock due to the large difference in the desorption rates. By knowing the values of VCOP and a, it is possible to determine the volume of gas volume adsorbed (reduced to atmospheric conditions). A thermal sensor 9 and a self-recording potentiometer 10 allow monitoring the temperature constant of the entire system. In order to reduce temperature errors, the column 3c with porous medium is fixed on the magnetostrictor b through a thermostatically controlled unit 5. The latter has two groups of longitudinal holes through which coolant circulated from the thermostat 8 circulates. The first group serves to thermostat the column 3 with a porous medium, the second for thermoisol unit 5 from the magnetostrictor 6, which, when operated, emits a certain amount of heat. This design of the unit allows a reliable thermal stabilization of the entire system, which in turn improves the accuracy of determining the amount of gas sorbed by the porous medium and ensures tight contact with the magnetostrictive radiator of ultrasonic vibrations in order to provide the most complete power transfer of ultrasonic vibrations and porous medium and gas. The use of the proposed invention in determining the sorption capacity of porous samples will improve the accuracy. Adding gas and gas condensate reserves by taking into account the amount of adsorbed and absorbed gas and the accuracy of determining the sorption capacity of porous samples will make it possible to predict the increase in gas reserves by removing the gas adsorbed by the collector as the gas decreases. reservoir pressure and changes in reservoir temperature. Claim 1. Arrangement for determination of gas sorption of porous materials with an adsorption of gases, containing a column with a sample chamber, porous material, a high-pressure gas cylinder connected to a pipeline with one of the ends of the column, a thermostat thermal sensor, a self-recording potentiometer connected to the column with a sensor, a dead weight piston manometer connected to the second end of the column, and a control valve, which, in order to improve the accuracy of the sorption capacity of the porous material due to the release of adsorbed on the gas surface from it, it is equipped with a vibrator on which the column is mounted. 2. Installation under item 1, that is, in order to thermally stabilize the modes of adsorption determinations, it is equipped with a metal heat-conducting unit with openings for supplying heat carrier connected to the thermostat, and the column is fixed inside the unit. 3. The installation according to claim 1 is different in that it is equipped with a micro piston pressure compensator connected to the second end of the column in parallel with the load-bearing pressure gauge. 4. Installation under item 1, characterized in that the vibrator is made in the form of a magnetostrictor. Sources of investment () of law, taken into account during the examination 1. Lime universities, ser. Oil and Gas, 1976, 16, p. B8-41.
2. Определение сорбционной способности пород газоконденсатных месторождений Западной Сибири. Отчет Б 498307, Баку, 1975, с. 162.2. Determination of the sorption capacity of rocks of gas condensate fields in Western Siberia. Report B 498307, Baku, 1975, p. 162.