Отбор проб пластовой нефти

Исследование свойств нефти начинают с отбора проб. Наиболее достоверные данные о свойствах пласто­вых нефтей получают при исследовании глубинных проб, отобранных с забоев скважин. Отбор проб осуществля­ют глубинными пробоотборниками, опускаемыми в скважины на проволоке и реже на трубах. После отбора пробы на забое скважины камеры глубинных пробоотборников герметически закрываются, чем обеспечивается сохране­ние естественного газосодержания нефти.

В зависимости от свойств нефти применяют пробоотборники с проточными или непроточными камерами. Маловязкие нефти с незначительным содержанием парафина отбирают пробоотборниками с проточными камера­ми. Их спускают в скважину с открытыми клапанами и их камера непрерывно промывается восходящим потоком нефти.

Рис. 3.4. Пробоотборники ПД-ЗМ (а) и ВПП-300 (б).

а - 1 - корпус; 2 - часовой механизм; 3 - ходовой винт; 3 - ходовой винт;

4 - - валик; 5 - рычаг; 6 - шток верхнего клапана; 7 — верхний клапан;

8 - игла; 9 - шарики; 10 — муфта; 11 - приемная камера; 12 - нижний клапан;

13 - шток нижнего клапана

б - 1 - корпус; 2 - балластная камера; 3, 12 - гидравлическое сопротивление;

4 - приемная камера; 5, 10 - поршень; 6 клапан; 11 - камера реле времени;

13 - камера

На рис. 3.4, а приведена схема устройства пробоотборника ПД-ЗМ с проточной камерой. При подготовке прибора к спуску нижний клапан 12 открывают, отжимая деревянной оправкой штифт на штоке 13, а верхний кла­пан 7 удерживают в открытом положении через отверстие в корпусе пробоот­борника. При этом игла 8 верхнего клапана 7 раздвигает шарики 9 замка, муфта 10 упирается в них выступами и удерживает от закрытия нижний клапан. Верхний клапан остается в открытом состоянии посредством рычага 5, упирающегося в шток 6. Закрытием клапанов управляет часовой механизм 2. При выдержке пробоотборника на забое часовой механизм 2 вращает валик 4, скрепленный с рычагом 5. Перемещаясь, валик поворачивает вокруг оси рычаг 5, который через заданный промежуток времени соскальзывает со штока 6. Под действием пружины шток закрывает верхний клапан 7. Одновременно игла 8 выходит из шарикового замка, освобождает муфту 10, и нижний клапан 72 закрывается. Большая полезная вместимость пробоотборника ПД-ЗМ (800 см³), простота конструкции и обслуживания обеспечили ему широкое применение для отбора проб маловязкой нефти. Однако отбор им высоковязких парафинистых нефтей затруднен из-за опасности закупорки отверстий пробоотборника и плохих условий промывки камеры пробоотборника при его спуске. Пробы таких нефтей отбирают пробоотборниками с непрочными камерами, клапаны которых при спуске закрыты. Открытие и затем закрытие клапанов осуществляется специальными механизмами управления

На рис. 3.4, б приведена схема устройства пробоотборника с непроточной камерой ВПП-300. Пробоотборник состоит из трех блоков:

приемной 4 и балластной 2 камер и гидравлического реле времени, управляющего открытием клапанов Перед спуском прибора в скважину приемная 4 и балластная 2 камеры заполнены воздухом при атмосферном давлении, вход в приемную камеру закрыт форклапаном 7. Камера реле времени заполняется маслом необходимой вязкости.

Через отверстия 8 нефть из скважины проникает в пробоотборник и приводит в действие реле времени. Поршень 10 под давлением нефти вытесняет масло из камеры // через гидравлическое сопротивление 12 в камеру 13. С поршнем 10 свободно перемещается шток 9. Холостой ход реле времени, необходимый для спуска пробоот­борника на заданную глубину, продолжается до тех пор, пока головка штока 9 не дойдет до хвостовика форклапа-на 7. Скорость движения поршня 10 и, соответственно, продолжительность холостого хода регулируются вяз­костью масла в камере / 7. При дальнейшем движении вниз шток 9 потянет за собой форклапан 7, который выйдет со своего посадочного места и откроет вход в приемную камеру 4. Нефть из скважины, поступая через отверстия 8, отожмет клапан 6 и проникнет в приемную камеру. Под действием давления нефти поршень 5 будет продвигать­ся, вытесняя воздух из приемной камеры в балластную 2. Наличие гидравлического сопротивления 3 замедляет движение поршня и поэтому на входе в пробоотборник нет большого перепада давления, способного вызвать раз-газирование нефти. Когда поршень 5 дойдет до крайнего положения и вся приемная камера заполнится нефтью, клапан 6 под действием пружины закроется. Пробоотборник комплектуется тремя сменными приемными камера­ми, что позволяет при использовании одного гидравлического реле времени отобрать три пробы нефти.

Отобранные пробы нефти переводятся в специальные контейнеры или транспортируются в лаборатории в корпусе пробоотборника.