Kőzetmagok CT vizsgálataihoz fejlesztett eszközök

Miskolci Egyetem Alkalmazott Földtudományi Kutatóintézet Műszerfejlesztési és Informatikai Osztály

Kőzetmagok CT vizsgálataihoz fejlesztett eszközök Dr. Füvesi Viktor, Vörös Csaba, Konyha József, Pintér Ákos

Miskolc 2015. június 18.

 Bevezető  CT alkalmazása kőzet vizsgálatokhoz  MŰFIO kapcsolódó projektjei  Kiszorító berendezések  Tervezés és kivitelezés  Felújítás  CT-vel használható magtartó cellák  Cellák különféle nyomásokhoz  Akusztikus mérések elvégzésre alkalmas cella  Jelenlegi fejlesztések

Innovatív technológiák a fluidumbányászatban 2015. június 18.

Kőzetmagok CT vizsgálataihoz fejlesztett eszközök III. Szekció - Rezervoár mechanikai kutatások

2

 3D információ a minta belsejéből  Adatvoxelek - általában max: 0.06 x 0.06 x 0.06 mm  Sűrűségtérkép (H.U. értékek) • • • • •


effektív (a feltöltő folyadékra vonatkozó) porozitás, effektív térfogat %, felszívási profil (telítettség változás eloszlása a feltöltés alatt), telítettség % ill. telítettség eloszlás több fázis esetén, fázis térképezés az időben, relatív permeabilitás értékelés (a kiszorító berendezés által szolgáltatott adatok kalibrációja mellett) kihozatal % (EOR, kemikáliák hatékonyság vizsgálata – tesztek)


3

 2003 – Kiszorító berendezés tervezés és kivitelezése  berendezés és cellák fejlesztése  2009 – Nagynyomású CT vizsgálatra alkalmas kőzetmag-tartó fejlesztése  cella fejlesztés  2010-11 – MicroCT kiszorító berendezésének és cellájának fejlesztése  központi egység, szivattyúk és cellák fejlesztése  2012-13 – Akusztikus hullámterjedési (P,S) sebesség meghatározása kőzetmagokon, rezervoár körülmények között végzett CT mérések egyidejű elvégzésével, szeizmikus adatok értelmezéséhez  próbamérések, cella fejlesztés, éles mérések  2014 – Kiszorító berendezés felújítása  berendezés fejlesztés  2014-15 – Akusztikus próbamérések P és S hullámok mérése  tesztmérések és azok értelmezése Innovatív technológiák a fluidumbányászatban 2015. június 18.


4



5

2003 Kőzetmag átmérő: 3” és 4” Kőzetmag hossz: 250 mm

Köpenynyomás:

700 bar

Pórusnyomás:

500 bar

Hőmérséklet:

max. 80 °C

Telítettség:

gáz-, víz-, olaj- és polimer telítettség beállításának biztosítása



6



7

Számítógépes feldolgozás Nyomáskülönbség távadó Honeywell STD130-E1A-00000,3A (0-7 bar) Folyadék termosztát Cole Parmer A-12108-15 (-20…150°C)

Végnyomás-szabályozó TEMCO BPR-100 (700 bar) Enerpack kézipumpa Rozsdamentes és plexi tartályok rétegvíz, olaj, polimer

Vákuumszivattyú Cole Parmer A-79201-05

Hőmérséklet távadók Honeywell STT15R

Gáznyomás-szabályozó TESCOM 44-1166-24 (690 bar)

Nyomástávadók Honeywell STG20P

Szeleprendszer Swagelok SS-83 series

Áramlástávadó Bronkhorst F131M-HGD

Programozható nagynyomású pumpák ISCO 260D (266 ml, 0-500 bar)


Köpenynyomás szabályozó egység ME AFKI (700 bar, 50 ml)


8

2014 Célok  Ergonomikus kialakítás  Korszerűsítés szoftveres és hardveres szinten  Rendszerterv újra gondolása  Holt terek csökkentése  Használaton kívüli egységek elhagyása



9



10



11



12



13

2003 Pórusnyomás 5 bar

Köpenynyomás 10 bar Hőmérséklet 20 °C

Magátmérő 2 5/8” és 4”

Nyomás 1 bar

Maghossz max. 250 mm

Hőmérséklet

20 °C Magátmérő 2 5/8” és 4” Maghossz 1000 mm Innovatív technológiák a fluidumbányászatban 2015. június 18.


14

2009 Pórusnyomás 300 bar Köpenynyomás 350 bar Hőmérséklet 0-120 °C

Magátmérő 2 5/8” és 4” Maghossz 20-200 mm Folyadék bemenet két független bemenet Innovatív technológiák a fluidumbányászatban 2015. június 18.


15



16

2011

Kőzetmag átmérő: 1/2” Kőzetmag hossz: 24 mm Köpeny-nyomás: 400 bar Cella anyaga: AlSiMg + karbonköpeny Hozzávezetések: 1/16" (ID 0,005”) PEEK Tube Innovatív technológiák a fluidumbányászatban 2015. június 18.

Kőzetmag átmérő: 16 mm Kőzetmag hossz: 36 mm Nyomás: 1000 bar Cella anyaga: AlSiMg + karbonköpeny Hozzávezetések: 1/16" (ID 0,005”) PEEK Tube


17

2011 Köpenynyomás szabályozó pumpa ME AFKI HPP-M 400/35 (400 bar, 35 ml)

Szeleprendszer Swagelok SS-83 és SS-31 series

Adagolópumpa ME AFKI HPP 400/100 (400 bar, 100 ml)

Rozsdamentes tartályok

Adagolópumpa ME AFKI HPP 1000/30 (1000 bar, 30 ml)

Gázpalack

Vákuumszivattyú

Nyomástávadó

rétegvíz, olaj Luxfer Co. L87A (450 bar)

Busch PB 0008 B000

Keller LEO-3 (0-400 bar)

Végnyomás szabályozó szelepek Linde V-1315 (400 bar)

Nyomáskülönbség távadó Siemens 7MF 4533 (0,05…5 bar / 400 bar)

Gáznyomás szabályozó Linde 4925902-86-D10 (414 bar)

Számítógépes feldolgozás



18

Telítési és kiszorítási vizsgálatok Kőzetminták CT vizsgálatai

SKYSCAN 1172 High Resulotion készülék Innovatív technológiák a fluidumbányászatban 2015. június 18.


19



20

2012 Kőzetmag átmérő: 4” Kőzetmag hossz: 150-250 mm Köpenynyomás: 1000 bar Pórusnyomás: 400 bar Hőmérséklet: max. 150 °C Hullámterjedés: min. 1 hossz- és min. 2 keresztirányú P és S mérés Telítettség: gáz-, víz- és olajtelítettség beállítás biztosítása A hullámterjedési mérés: 100 kHz… 1MHz tartomány



21



22

 Nem terheljük a magot a cella összeszerelése alatt  Felgyorsítja és megkönnyíti a cella összeszerelését és szétszedését



23

TDS2012C

LAPTOP

5072PR Oszcilloszkóp

USB Ch1

SYNC RF OUT OUT PXI-5402 Pulser/Receiver Szignál generátor

Ch2

TX/RX

RX

Koax

P

TX

Kőzet minta

P

RX

Cella



24

2013. június 6. Kaposvár Innovatív technológiák a fluidumbányászatban 2015. június 18.


25

A magtartó felülnézeti, oldal és hosszmetszeti (a köpenyben) - CT képei Innovatív technológiák a fluidumbányászatban 2015. június 18.


26

Vízfront előrenyomulási képei

Numerikus számítások laboratóriumi eredmények

CT képeken is nyomon követhető



27

Köpenynyomás

Besajtolt mennyiség [cm3]

Hullámterjedési idő [m/s] Köpenynyomás [psi] Pórusnyomás [psi]

Hullámterjedési idő

Pórusnyomás



28

Keresztirányú (palást) mérések elvégzésére alkalmas cella fejlesztése:  Fejek mozgatása a palást mentén, mérés szénszál, víz és gumigyűrűn keresztül  Axiális gerjesztéssel S hullámok mérése több sugárúton



29

2CH

Sync

RX Olympus 5072 Pulser/Receiver jelgenerátor

RX

Olympus TX/RX TX

5V 16CH

380V 8CH 8CH



30



31

[1] BOGNER P., FÖLDES T., ZÁVODA F., REPA I.: A CT és MR vizsgálatok lehetőségei a szénhidrogénkutatásban , Magyar Radiológia 2003. október, 231-237.o. [2] MEES ET AL.: Applications of X-ray Computed Tomography in the Geosciences. Geological Society, London, Special Publications, 215 2003. [3] FÖLDES T., KISS B., ÁRGYELÁN G., BOGNER P., REPA I., HIPS, K.: Application of medical computer tomograph measurements in 3D reservoir characterization, Acta Geologica Hungarica, Vol.47/1, pp. 63-73, 2004. [4] BERTANI: Geothermal power generation in the world. 2005-2010. Update report 008 World Geothermal Congress, Bali 2011. [5] FÖLDES T.: Komputertomográfiás (CT) röntgen árnyékolásvizsgálatok akusztikus szondákon és kőzetmintákon, Jelentés, 2012. [6] ME AKKI: Kőzetmagok röntgensugaras (CT) mérésére szolgáló berendezés, Műszerkönyv – „D” terv, Miskolc-Egyetemváros, 2003. [7] ME AFKI: Nagynyomású CT vizsgálatra alkalmas kőzetmag tartó, Műszerkönyv, Miskolc-Egyetemváros, 2009. [8] ME AFKI: HPA-MCT/2010 jelű MicroCT vizsgáló berendezés, Műszaki leírás, Miskolc-Egyetemváros, 2010. [9] ME AFKI: Akusztikus hullámterjedés (P,S) sebesség meghatározása kőzetmagokon, rezervoár körülmények között végzett CT mérések egyidejű elvégzésével, szeizmikus adatok értelmezéséhez, Specifikáció, MiskolcEgyetemváros, 2012. [10] ME AFKI: Akusztikus hullámterjedés (P,S) sebesség meghatározása kőzetmagokon, rezervoár körülmények között végzett CT mérések egyidejű elvégzésével, szeizmikus adatok értelmezéséhez, Jelterjedés sebességének mérése rezervoár körülmények között, Mérési jegyzőkönyv, Miskolc-Egyetemváros, 2013. Innovatív technológiák a fluidumbányászatban 2015. június 18.


32

E tanulmány alapjául szolgáló kutató munka a Miskolci Egyetem stratégiai kutatási területén működő Fenntartható Természeti Erőforrás Gazdálkodás Kiválósági Központ keretében valósult meg.



33

Köszönöm megtisztelő figyelmüket!



34

Kőzetmagok CT vizsgálataihoz fejlesztett eszközök

Recommend Documents