O teste de fluxo do núcleo de rocha é o principal equipamento usado para simular as condições do strato, analisar a permeabilidade da rocha e as propriedades do fluxo de fluidos no desenvolvimento da exploração de petróleo. Seu princípio de funcionamento é baseado na lei de Darcy, que permite o teste dinâmico de amostras do núcleo de rocha através do controle preciso da pressão, temperatura e parâmetros de fluidos. A seguinte análise é feita a partir do princípio de funcionamento e do design de componentes-chave:
Princípio de funcionamento: Aplicação da lei de Darcy
O teste de fluxo do coração da rocha analisa quantitativamente a penetração da rocha e as propriedades de fluxo do fluido simulando a pressão, a temperatura e o estado de fluxo do strato. Seu princípio central é a Lei de Darcy: a velocidade de fluxo do fluido no meio poroso é proporcional ao gradiente de pressão e inversamente proporcional à viscosidade do fluido. Durante o teste, o fluido (por exemplo, óleo, água ou repelente químico) é injetado no suporte do núcleo da rocha a pressão ou fluxo constantes, medindo a diferença de pressão de entrada e saída do núcleo da rocha, o fluxo de fluido e os parâmetros temporais, combinando a geometria do núcleo da rocha (comprimento, diâmetro) e a porosidade para calcular a penetração absoluta, a penetração relativa e os indicadores de sensibilidade do reservatório. Por exemplo, em experimentos de medição de penetração, o sistema coleta dados de diferença de pressão e fluxo em tempo real através de sensores de pressão de alta precisão e balanças eletrônicas, o processamento de software gera curvas de penetração com controle de erro dentro de ± 3%.
Projeto de componentes-chave: modularidade e sinergia de alta precisão
Sistema de injeção
Consiste em uma bomba de fluxo constante, um recipiente intermediário e uma válvula de tubo, responsável pela injeção de fluido com precisão no coração da rocha com um fluxo de 0,01 a 10 mL / min. A bomba de fluxo constante usa um mecanismo de ligação de manilha de engrenagens não redondas para garantir a estabilidade do fluxo (precisão de repetição ± 1%), o recipiente intermediário usa uma estrutura de pistão, o material é aço inoxidável 316L, resistência à pressão de até 40MPa, pode circular o fluxo de abastecimento para evitar a poluição cruzada.
Sistema de simulação
Gravador do núcleo da rocha: a estrutura de vedação da superfície final é feita de liga resistente à corrosão HC276, que suporta pressão de anel de 50MPa e alta temperatura de 180 ° C para garantir a estabilidade da vedação do núcleo da rocha durante o processo de teste.
Caixa termostática: através da tecnologia de controle de temperatura regulada pelo PID, para alcançar um campo de temperatura uniforme de 200 ℃ ± 1 ℃, a biliar interna usa um ventilador de fluxo axial silencioso para circular o ar quente, a uniformidade da temperatura é melhor que ± 0,5 ℃.
Bomba de anel e sistema de contrapressão: a bomba de anel aplica pressão de anel através da válvula de contrapressão de carga superior para simular a pressão periférica do solo; O sistema de pressão de retorno é equipado com um recipiente tampão de 600 ml que suporta pressão de retorno de 20 MPa para evitar vaporização ou refluxo do fluido.
Sistema de medição
Medição da pressão: com um transmissor de pressão com precisão de 0,1% F · S, cobertura de 0 ~ 40MPa, dados são transmitidos em tempo real para o computador através da interface RS232.
Medição de fluxo: Combine a balança eletrônica (precisão 0,01 g) com o método de pressão diferencial para calcular o fluxo de líquido por meio do método de pesagem ou para calcular a quantidade de líquido impulsionado usando a variação da pressão diferencial do tubo de medição.
Medição da temperatura: a sonda de medição da temperatura pt100 é usada com o termômetro XMT-7512ZX-RZ para o controle de circuito fechado da temperatura.
Sistemas de coleta e processamento de dados
Consiste em um cartão de captura de dados MOXAC168H/PCI, um controlador industrial e um software especializado para capturar parâmetros como pressão, temperatura, fluxo e gerar automaticamente relatórios de dados brutos, curvas de análise e arquivos de banco de dados. O software suporta o cálculo da Lei de Darcy, a adaptação da curva de penetração e a avaliação da sensibilidade do reservatório (por exemplo, cálculo da velocidade, da água e do índice de acidez), e a interface operacional suporta o diálogo homem-máquina para automatizar os testes sem vigilância.
Vantagens técnicas e valor de aplicação
O tester de fluxo do núcleo de rocha permite uma reprodução precisa das condições do solo através de um design modular, como o suporte do núcleo de rocha desmontável, o processo de acionamento positivo e inverso, e a sinergia de alta precisão de componentes críticos. Suas vantagens técnicas incluem:
Ampla gama de parâmetros: pressão de trabalho até 50MPa, temperatura coberta temperatura ambiente até 200 ℃, faixa de fluxo 0,01 ~ 10mL / min, adaptar-se a diferentes condições de armazenamento;
Alta confiabilidade: os componentes do núcleo são importados (por exemplo, bombas de fluxo constante, sensores de pressão) em combinação com materiais resistentes à corrosão (HC276, 316L) para garantir a estabilidade a longo prazo;
Operação inteligente: o computador controla automaticamente o fluxo de injeção, a pressão e a temperatura, integrando a coleta e o processamento de dados para melhorar a eficiência dos testes.
Este equipamento é amplamente utilizado para avaliações de reservatórios, estudos de processos de extração de petróleo (como acidificação, testes de efeitos de fraqueamento) e experimentos para melhorar a taxa de colheita, fornecendo dados críticos para a elaboração de programas de desenvolvimento de campos petrolíferos. Por exemplo, no desenvolvimento de depósitos de baixa penetração, o nível de poluição do líquido de perfuração no depósito (valor de recuperação da penetração) pode ser avaliado com precisão pelo teste de fluxo do coração da rocha, otimizando a fórmula do bloqueador de blindagem e reduzindo significativamente a taxa de danos ao depósito.