Описание системы

Исследование термофизических свойств флюидов (особенно пластовых), таких как фазовое поведение, плотность, вязкость и т.д., стало общеизвестным как исследования PVT.

PVT – сочетание давления, объема и температуры, трех физических параметров, которые играют ключевую роль в поведении флюидов. Экспериментальные системы PVT существовали в течение многих лет. Много вариаций, но общий принцип основан на управлении параметров PVT и измерении вызываемого физического поведения  флюида. В прошлом, лаборатории PVT исследования флюидов залежи основывались на использовании ртути для подачи пробы флюида, создания давления, перемешивания образца.

Модель 3000-XXX – безртутная многофункциональная PVT система для изучения термодинамических свойств жидкостей, таких как фазовое поведение, вязкость, плотность, коэфициент сжимаемости, температурный коэффициент объемного расширения, газосодержание, температурный коэффициент давления насыщения и т.п. Удобное компьютерное управление системой позволяет одному оператору легко выполнять разные эксперименты одновременно с безопасностью и высокой точностью.

Комплектация системы

  • Высокотемпературный термостат с ячейками высокого давления для моделирования термодинамических условий пласта.
    Модель 3000 имеет модульную, двухячеечную конструкцию. Измерения объема фаз в Модели 3000 производятся более точно, чем в системах с одной ячейкой благодаря увеличению чувствительности. Внутренний диаметр окна – только 0,3 см, что дает чувствительность 0,07 см3/см. Внутренний диаметр одинарной ячейки с окном – 2,5 см, чувствительность прибора 4,9 см3/см, т.е. прибор c одной ячейкой в 70 раз менее чувствителен, чем Модель 3000.
  • Ячейка насоса: 400см3.
    Техническое примечание: Стандартный объем образца для лабораторного анализа нефти — приблизительно 90-110см3. Этот объем дает большее количество образца и помогает инженеру лучше наблюдать изменения фазового поведения. Также, система позволяет расширить объем образца приблизительно в четыре раза. Это наиболее важно в образцах с повышенным содержанием газа. Вычисление объема образца в ячейке 150 см3 показывает отмеченное ограничение для расширения образца и наблюдения фазовых изменений.
  • Ячейка с плавающим поршнем: 600см3.
    Техническое примечание: Эта ячейка поставляется со стандартной системой. Ячейка снабжена с датчиком линейных перемещений, который определяет точные объемы образцов. Эта ячейка используется для воссоединения отдельных компонентов в многокомпонентные системы. Образец может затем перемещаться насосом для анализа. Программное обеспечение вместе с основным модулем типа 3000 и поршневым насосом дает полный охват образца от насоса до сапфирового окна к ячейке с плавающим поршнем и обратно. Использование опции видео позволяет получить всестороннее изображение полного образца.
  • Магнитный смеситель.
    Одной из составляющих успешного анализа фазового поведения является перемешивание. Магнитный смеситель, применяемый в системе 3000, выгодно отличается от других систем перемешивания, потому что он не зависит от завихрений от дна до верха ячейки, и не образует полостей частичного вакуума в жидкости (кавитации), образующихся при быстром перемещении твердого тела (пропеллер или мешалка) в жидкости. Миксер состоит из внутреннего перемешивающего кольца, магнитно связанного с внешним магнитным кольцом. Возвратно-поступательное движение наружного кольца вызывает такое же движение внутреннего, которое равномерно перемешивает образец и вызывает молекулярное распределение внутри пробы. Этот метод перемешивания предотвращает расслоение на слои компонентов с различной вязкостью, которые могут быть в пробе.
  • Система сбора и обработки данных.
    Внешний компьютер управляет всеми входящими/выходящими данными, интерфейсом пользователя и коммуникациями. В отличие от других систем, Модель 3000 включает операционную программу на базе LabView, разработанную специально для автоматического измерения давления паров насыщения, вязкости, плотности, определения кривой PV и дистанционного управления. Конструкция обладает не имеющим равным по универсальности и  множественности решаемых задач программным управлением.
    Технические характеристики:

    • Диапазон давлений: 0-10К
    • Температура: до 2000C
    • Давление:
      • Нелинейность 0.05 %,
      • гистерезис 0.05 %,
      • тепловой эффект 0.05 %
    • Температура:
      • Точность: 0.50C,
      • Разрешение: 0.10C
  • Поршневой волюмометрический насос Quizix SP 6000 с цифровым управлением, установленный на тележке, давление 15Kpsi.
    Насос создан для простого подключения к поршневой ячейке в PVT системе и для ввода проб, рекомбинации образцов и смешивания газов. Насос имеет два цилиндра из нержавеющей стали или сплава Hastelloy. Подключение к PC обеспечивает дистанционное управление. 2-цилиндровый прецизионный безымпульсный насос работает в режиме постоянного расхода  или постоянного давления при давлениях до 15000 psi. Объем целиндра 125 мл., максимальный расход 80 мл/мин, точность расхода 0,0000033 мл.
  • Газометр.
    Цифровой измеритель объема и температуры для точного (0.2% от измеренного значения) измерения атмосферного в лаборатории. Газометр позволяет точно измерять с минимумом техники, как обычно требуется для других газометров. Методики, используемые с газометром, делают это просто по времени потока газа, позволяя, таким образом, использовать газометр как расходомер или калибратор расхода. Газометр состоит из объемов 1 литр и 2 литра. Газометр может использоваться с сепаратором в стойке или непосредственно присоединяться к 3000 для измерения объема газа. Газометр устойчив к H2S.

Дополнительное оборудование и принадлежности

  • В зависимости от технических требований экспериментов возможна техническая модернизация системы 3000 до версии 15000 psi.
    Включает в себя замену поршневого волюмометрического насоса на модель 2276 (до 15000 psi), замена датчиков давления и цифровых манометров на версии 15000 psi, а также модификацию программного обеспечения.
  • Капиллярный вискозиметр для измерения вязкости нефти в пластовых условиях.
    Управление параметрами вискозиметра выполняется программным обеспечением PVT системы.

    • Диапазон измерений: 0.3 до 3000 сантипуаз
    • Давление: 15000 psi.
  • Высокотемпературный шариковый вискозиметр высокого давления.
    • Диапазон измерений: 0.1 до 3000 сантипуаз
    • Давление: 15000 psi.
    • Количество жидкости: 20 – 70 см3
  • Рекомбинационная ячейка с вибрационным механизмом и электронагреваемым кожухом.
    Использует ячейку с плавающем поршнем Установлен на подвижной раме с шарнирами.

    • Рабочее давление: 10000 psi при 200 C.
    • Вместимость: 1500см3.
  • Цифровой плотномер для использования в или из свободной от ртути системы 2370.
  • Дистанционная ячейка до 10 000 фунт/дюйм2 при 1500C.
    Смачиваемые детали выполнены из Hastelloy C.
  • Лабораторная консоль, укомплектована клапанами, коллектором, вакуумом и системой подачи растворителя для соединения с контактным сепаратором нефти, и PVT системой 3000.
  • Равновесный контактный сепаратор нефти для измерения отношений газ/нефть и объемных коэффициентов пласта.
    Система выполняет двухступенчатую сепарацию: первая ступень – давление понижается до 500 psi, вторая – до атмосферного давления. Другие особенности – возможность дифференциального разгазирования и пирексовая рубашка для циркуляции тепло- и хладагентов вокруг камеры дегазатора.
  • Цифровая видеокамера высокого разрешения для записи и отображения фазового поведения для сообщений и инженерных расчетов пластов.
    Система укомплектована многофункциональным видео, компьютером, крепежом и кабелями.
  • Смонтированный на тележке ручной насос укомплектован цифровым датчиком давления, гидробаком, пробоотборником и клапанами управления жидкостями.
    Насос разработан перемещения образцов пластовых нефтей из переносных цилиндров высокого давления в PVT систему для анализов. Рабочее давление 10000 фунт/дюйм2. Объем 250 см3.
  • Цилиндр c плавающим поршнем, высокое давление, используемое для хранения образцов, накопитель жидкости для кернов и PVT, защита лабораторных образцов, специализированное изучение расхода и другие использования.
    Цилиндр устойчив к H2S и CO2 и другим коррозионным материалам. Объем 750 см3 с рабочим давлением 15000 фунт/дюйм2
  • Вспомогательный компрессор высокого давления для сжатия образцов промышленного газа низкого давления в лабораторных цилиндрах или ячейках. Максимальный выход 10000 фунт/дюйм2.
    Прибор имеет панель управления с входным и выходным датчиками и клапанами управления.
  • Бесперебойный источник питания / Защита от помех / Регулятор используется в большинстве лабораторий для подавления помех, регулировки напряжений, изоляции и батарейного питания, по крайней мере, на 10 минут максимальной нагрузки.
    Блок на 220 В AC имеет мощность 10-15 кВА — однофазный. Обычная лабораторная нагрузка — 10-13 кВА. UPS требуется при многих лабораторных ситуациях, если флуктуации напряжения или сетевой шум влияет на чувствительность компонентов лабораторного оборудования
  • Комплекты запасных частей на 2 года работы для PVT системы.
  • Оборудование для обнаружения точки появления твердой фазы.
    Акустическая высокотемпературная ячейка высокого давления для определения точки выпадания парафинов и асфальтенов в осадок рассчитана на работу при высоких температурах (до 2000С) и давлениях (до 20000 psi). Ячейка помещается в термостат между насосной ячейкой с окошком и ячейкой с плавающем поршнем. Исследуемая жидкость закачивается в акустическую ячейку. Затем давление в ячейке понижается до момента фазового перехода (выпадение асфальтенов и парафинов в осадок), который происходит в момент резкого уменьшения амплитуды УЗ-сигналов, распространяющихся в ячейке. Программно е обеспечение cистемы снабжено графическим интерфейсом и используется совместно с базовым ПО системы 3000.
  • Программное обеспечение PVTsim для компьютерного моделирования поведения свойств пластовых флюидов, композиционного анализа, анализа парафинов, асфальтенов и т.п.