Das Kernströmungstester ist ein Kernausrüstung für die Simulation der Erdschichtbedingungen, die Analyse der Permeabilität von Felsen und der Flüssigkeitsflusseigenschaften in der Ölexplorationsentwicklung. Sein Arbeitsprinzip basiert auf dem Darcy-Gesetz und ermöglicht die dynamische Prüfung von Kernproben durch präzise Kontrolle von Druck, Temperatur und Flüssigkeitsparametern. Im Folgenden werden die Funktionsprinzipien und das Design der Schlüsselkomponenten analysiert:

Arbeitsprinzip: Anwendung des Darcy-Gesetzes

Durch die Simulation von Erddruck, Temperatur und Flüssigkeitsströmungszustand analysiert der Kernströmungstester die Permeabilität und die Flüssigkeitsströmungseigenschaften von Steinen quantitativ. Sein Kernprinzip ist das Darcy-Gesetz: Die Flüssigkeitsgeschwindigkeit im porösen Medium ist in direktem Verhältnis zum Druckgradient und umgekehrt zur Flüssigkeitsviskizität. In den Versuchen wird eine Flüssigkeit (z. B. Öl, Wasser oder chemische Antriebsmittel) mit konstantem Druck oder Durchfluss in den Kernhalter eingespritzt, um die absolute, relative Penetration und die Empfindlichkeitsindikatoren des Reservoirs zu berechnen, indem die Messung der Eingangs- und Ausgangsdruckdifferenz, des Flüssigkeitsstroms und der Zeitparameter des Kerns in Kombination mit der Geometrie des Kerns (Länge, Durchmesser) und der Porosität erfolgt. Beispielsweise erfasst das System in Echtzeit Differenzdruck- und Durchflussdaten mit hochpräzisen Drucksensoren und elektronischen Waagen, um eine Permeabilitätskurve mit einer Fehlerregelung von ±3% durch Softwareverarbeitung zu erzeugen.

Schlüsselkomponententwurf: Modularität und Synergie mit hoher Präzision

Injektionssystem

Es besteht aus einer stationären Strömungspumpe, einem Zwischenbehälter und einem Rohrventil, das die Flüssigkeit mit einem Durchfluss von 0,01 bis 10 mL / min in das Felsenkern präzise injiziert. Die Gleichströmungspumpe verwendet einen nicht-runden Getriebe-Kurbelverbindungsmechanismus, um die Durchflussstabilität zu gewährleisten (Wiederholungsgenauigkeit ± 1%), der Zwischenbehälter verwendet eine kolbenförmige Struktur, Material aus 316L Edelstahl, Druckbeständigkeit bis zu 40MPa, kann die Flüssigkeitsversorgung zirkuliert werden, um Kreuzverschmutzung zu vermeiden.

Simulationssysteme

Kernhalter: Verwendet eine Endflächendichtung, Material aus einer korrosionsbeständigen Legierung HC276, die 50MPa Ringdruck und 180 ° C hohe Temperaturen standhält, um sicherzustellen, dass das Kern während des Tests dicht ist.

Thermostat: Durch die PID-Regulierung der Temperaturkontrolltechnologie, um ein gleichmäßiges Temperaturfeld von 200 ℃ ± 1 ℃ zu erreichen, verwendet der innere Galle einen stillen Achsstromventilator, der heißen Luft zirkuliert, und die Temperaturgleichmäßigkeit ist besser als ± 0,5 ℃.

Ringpumpe und Rückdrucksystem: Die Ringpumpe übt den Ringdruck durch das obere Belastungsrückdruckventil aus, um den Erddruck zu simulieren; Das Rückdrucksystem ist mit einem 600 ml Pufferbehälter ausgestattet, der einen Rückdruck von 20 MPa aushält und eine Verdampfung oder Rückfluss der Flüssigkeit verhindert.

Messsysteme

Druckmessung: Verwenden Sie einen Druckgeber mit einer Genauigkeit von 0,1% F·S, die Reichweite von 0 bis 40 MPa abdeckt und die Daten werden über die RS232-Schnittstelle in Echtzeit an den Computer übertragen.

Durchflussmessung: Kombinieren Sie eine elektronische Waage (Genauigkeit 0,01 g) mit einer Differenzdruckmethode zur Berechnung des Flüssigkeitsstroms durch eine Gewichtsmethode oder berechnen Sie die Antriebsflüssigkeitsmenge mithilfe von Differenzdruckveränderungen im Messrohr.

Temperaturmessung: Verwenden Sie die PT100-Temperaturmesssonde in Kombination mit dem XMT-7512ZX-RZ-Thermometer, um eine geschlossene Temperaturregelung zu erreichen.

Datenerfassung und -verarbeitung

Bestehend aus einer MOXAC168H/PCI Datenerfassungskarte, einer Industriesteuerung und spezieller Software, können Parameter wie Druck, Temperatur und Durchfluss synchronisiert erfasst und automatisch Rohdatenberichte, Analysekurven und Datenbankdateien generiert werden. Die Software unterstützt die Berechnung des Darcy-Gesetzes, die Anpassung der Permeabilitätskurve und die Beurteilung der Speicherempfindlichkeit (z. B. Geschwindigkeits-, Wasserempfindlichkeit- und Säureindex-Berechnung), die Bedienungsoberfläche unterstützt den Mensch-Maschinendialog und ermöglicht unmannte automatisierte Tests.

Technische Vorteile und Anwendungswerte

Der Kernströmungstester ermöglicht eine präzise Wiedergabe der Bodenbedingungen durch eine modulare Konstruktion (z. B. abnehmbare Kernhalter, positiv-rückwärts-Antriebsprozesse) und eine hochpräzise Synergie von Schlüsselkomponenten. Zu den technologischen Vorteilen gehören:

Breiter Parameterbereich: Arbeitsdruck bis zu 50MPa, Temperaturabdeckung Raumtemperatur bis 200 ° C, Durchflussbereich 0,01 ~ 10mL / min, die sich an verschiedene Lagerbedingungen anpassen;

Hohe Zuverlässigkeit: Die Kernkomponenten verwenden importierte Teile (z. B. Konstanzpumpen, Drucksensoren) in Kombination mit korrosionsbeständigen Materialien (HC276, 316L), um langfristige Stabilität zu gewährleisten;

Intelligenter Betrieb: Der Computer steuert den Injektionsfluss, den Ringdruck und die Temperatur automatisch und integriert die Datenerfassung und -verarbeitung, um die Effizienz des Tests zu verbessern.

Diese Anlage wird weit verbreitet für die Beurteilung von Lagern, die Forschung von Ölabnahmeprozessen (z. B. Versäuerung, Fracking-Effekttests) und Experimente zur Ertragsverbesserung eingesetzt, um die Entwicklung von Ölfeldentwicklungsplänen mit wichtigen Daten zu unterstützen. Beispielsweise kann bei der Entwicklung von Lagern mit niedriger Penetration der Grad der Verunreinigung des Lagers (Penetrationswiederherstellungswert) durch einen Kernströmungstester genau beurteilt werden, um die Formulierung des Abschirmungsblockers zu optimieren und die Schädigungsrate des Lagers erheblich zu reduzieren.