Coreflooding und präzise Kontrolle des Drucks

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24. August 2020

Coreflooding-Prozesse

Coreflooding wird typischerweise in der Öl- und Gasindustrie durchgeführt, um verschiedene intrinsische Eigenschaften einer Gesteinsprobe zu bestimmen. Dazu gehören unter anderem: Durchlässigkeit, Sättigung, Formationsschäden und Kohlenwasserstoffgehalt. Das Fluid, das in die Probe injiziert wird, besteht in der Regel aus verschiedenen Flüssigkeiten und Gasen, wie Methan, Kohlendioxid, Sole und Öl. Andere Flüssigkeiten wie Säuren, Schaum oder andere Chemikalien können ebenfalls verwendet werden.

Prozessbedingungen in Coreflooding-Systemen

Coreflooding kann unter einer Vielzahl von Parametern durchgeführt werden, die von sehr niedrigen Drücken und Umgebungstemperaturen bis zu Drücken von mehreren hundert Bar (manchmal sogar mehreren tausend Bar) und hohen Temperaturen von bis zu 200°C reichen können. Auch die Durchflussrate kann bei der Analyse von Bohrkernen stark variieren. Oft muss die Durchflussrate wirklich Null sein, während zu anderen Zeiten im Prozess mehrere hundert ml/min erreicht werden können oder erforderlich sein können.

Druckprobleme bei Coreflooding

Aus den oben genannten Parametern und Bedingungen wird deutlich, dass die Kv-Anforderungen dieses Verfahrens einen sehr breiten Bereich haben können und dass verschiedene korrosive oder ätzende Substanzen verwendet werden können. Als Folge dieser weiten Kv-Bereiche kann es eine Herausforderung sein, sicherzustellen, dass der Druck im System präzise geregelt wird, insbesondere bei Durchfluss Null. Außerdem können herkömmliche Vordruckregler nicht mit den großen Unterschieden zwischen dem minimalen und maximalen Durchfluss und Kv umgehen. Auch die chemische Kompatibilität von Materialien kann bei diesen Reglern ein Problem darstellen.

Wie PCS Ihnen helfen kann, Ihre Prozessbedingungen beim Coreflooding zu handhaben

Um den Druck innerhalb des Coreflooding-Systems mit ausreichender Präzision zu gewährleisten, sind die Equilibar Zero-Flow-Regler und die Ultra-Low-Flow-Serie (UxL) – beide Teil der Research-Serie. – eine optimale Lösung. Da diese als Don-Vordruckregler mit einer flexiblen, sensitiven Membran konstruiert sind, haben sie keine Hysterese, was eine sehr hohe Präzision bei der Regelung des Drucks bei Null- oder niedrigem Durchfluss gewährleistet.

Die Eigenschaften der Equilibar Vordruckregler der Research-Serie lösen nicht nur das Problem der präzisen Druckregelung bei Null-Durchfluss, sondern auch die oben genannten Probleme, die herkömmliche Vorruckregler haben:

  • Sie können mit großen Unterschieden zwischen dem minimalen und maximalen Durchfluss und Kv umgehen:
    Die Konstruktion mit mehreren Öffnungen erlaubt den Einsatz des Equilibar über sehr große Kv-Bereiche. Die Vordruckregler der Zero-Flow-Serie sowie der Ultra-Low-Flow Serie haben KV-Bereiche von über 10.000.000 (!), da ihr Kv von 0 bis 012855 bzw. von 8,57E-10 bis 0,04285 reicht. Das ermöglicht die Nutzung großer Druckbereiche und erlaubt Ihrem Prozess den Betrieb bei Durchflüssen Null bis zu mehreren Hundert ml/min (oder sogar über 1 l/min) sowie über große Temperaturbereiche von bis zu 300°C, und das mit nur einem einzigen Regler.
  • Chemische Verträglichkeit:
    In Bezug auf die chemische Kompatibilität ist ein besonderes Augenmerk auf die Materialien zu richten, aus denen Ihre Coreflooding-Geräte bestehen: Da in einem Coreflooding-System mehrere verschiedene Flüssigkeiten verwendet werden können, von denen einige korrosiv auf Materialien wie Edelstahl 316 wirken, muss das Gerät möglicherweise aus anderen Materialien bestehen. Sehr gut geeignet für Coreflooding-Anwendungen ist Hastelloy und sowohl die Equilibar Zero-Flow-Serie als auch die Ultra Low Flow Serie sind in Hastelloy erhältlich. Für den Fall, dass Ihre Anwendung andere Materialien erfordert, sind die ZF- und UxL-Geräte auch in z.B. Zirkonium, Titan, Monel und in anderen kundenspezifischen Metall erhältlich. Lesen Sie mehr über die Materialauswahl hier.

 

Beispiel für den Aufbau einer Coreflooding-Anwendung

In unserem R&I-Fließschema unten werden CO2, Sole und Öl mit Hilfe von Massendurchflussreglern (MFC) in den Kern gepresst. Wie bereits erwähnt, kann die Zusammensetzung der Fluide, die in den Kern gepresst werden, stark variieren. Nach der Probe wird ein Equilibar® Dom-Vordruckregler in Kombination mit einem elektronischen Druckregler mit zwei Ventilen eingesetzt, um den Druck im Probenraum stabil zu halten. In diesem Fall wird der Referenzdruck im Verhältnis 1:1 zum gewünschten Vordruck eingestellt. Der Referenzdruck (auch: Regeldruck) wird in unserem Beispiel elektronisch geregelt, könnte aber auch mit einem manuellen Druckreglereingestellt werden. Ein Coreflooding-Aufbau ist in der Regel mit Manometern oder Druckstransmittern (PT) zur Überwachung des Drucks ausgestattet, wird aber oft auch mit Massendurchflussmessern (MFM) und Flüssigkeits-/Gasabscheidern ausgestattet. Wenn Sie erfahren möchten, wie Sie Ihren Vordruckregler regeln können, klicken Sie auf diesen Link für weitere Informationen.

Kernflutungs-P&ID-Schema mit Equilibar-Druckregler
R&I-Fließschema mit Equilibar-Druckregler für Coreflooding

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Vielleicht interessiert Sie auch diese Fallstudie zur Porendruckübertragung (pore pressure transmission) von Equilibar und der Universität von Aberdeen Petroleum und der Natural Gas Engineering Research Group.

Wenn Sie mehr über unsere Produkte für den Einsatz in Coreflooding-Anwendungen wissen möchten, fragen Sie uns. Wir beraten Sie gerne, um die Leistung Ihres Systems zu maximieren.

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