Материал: физических свойств пластовых флюидов

СПБГУАП группа 4736

надежно законсервированы в полиэтиленовую пленку и марлю с парафином или помещены в емкость с промывочной жидкостью. .

При определении остаточной водонасыщенности в лабораторных условиях косвенными методами допускается использование образцов пород, отобранных из

характеристики смачиваемости породыколлектора, или после проведения их экстракции, практически не изменяющей естественную характеристику смачиваемости, присущую породам данного литологического состава.

.3.

Рис.1.4. Прибор Закса для определения нефтеводонасыщенности пород 1 — холодильник; 2 — ловушка; 3 — воронка Шотта; 4 — колба с растворителем

Рис. 1.5. Прибор для изучения распределения пор по размерам методом «полупроницаемых перегородок».

1— образец; 2 — камера; 3 — мембрана (полупроницаемая перегородка); 4 — манометр; 5 — градуированная ловушка; 6 — пружина

11

СПБГУАП группа 4736

Определение остаточной водонасыщенности прямым (дистилляционно-экстракционным ) методом

Определение остаточной водонасыщенности выполняется по следующей схеме:

-образцы помещаются в воронку Шотта аппарата Закса, рис.1.4.( после определения их массы на электронных весах), в колбу на 2/3 объема заливается толуол; закипающий выше точки кипения воды (110 °С).

-регулируется подача воды через холодильник;

-включаются нагревательные приборы;

При кипении растворителя вода испаряется из образца, вместе с растворителем охлаждается в холодильнике и стекает в ловушку. Так как вода тяжелее углеводородных растворителей, она накапливается в нижней части ловушки, избыток же растворителя стекает обратно в колбу. При этом в приборе Закса чистый растворитель вначале попадает

вцилиндр с керном, растворяет нефть и стекает через пористую перегородку в колбу.

-периодически фиксируется накопление воды в ловушке аппарата Закса;

-при прекращении приращения воды в ловущке образец помещается в аппарат Сокслета, производится экстрагирование тяжелых углеводородных и органически остаков более сильным экстрагентом (спирто-бензольная смесь);

-производится определение открытой пористости по ГОСТ 26450.1-85 с вычислением пустотного пространства образца;

-рассчитывается остаточная водонасыщенность по формуле

Sв. ост. = Vв.ост. / Vп

Где Sв. ост.- водонасыщенность остаточная, доли единицы

Vп - объем пустотного пространства образца породы, см3. Vв.ост - объем воды в образце породы, см3.

- вводится поправка в значения остаточной водонасыщенности, учитывающий уменьшение объема пор за счет выделения при испарении минерализованной воды по формуле:

Где Sв. ост.- остаточная водонасыщенность с учетом сухого остатка солей, доли единицы;в - плотность дистиллированной воды, г/см3;р - плотность минерализованной воды, насыщающей образец, г/см3

- средняя плотность солей, растворимых в минерализованной воде, г/см3: С- содержание солей в 100г минерализованной воды в керне, % весовые.

Так как в большинстве случаев пласт вскрывается обычными водными глинистыми растворами, предложен ряд косвенных методов определения остаточной водонасыщенности:

-метод полупроницаемых мембран (капилляриметрический метод)

-метод центрифугирования;

12

СПБГУАП группа 4736

- метод электропроводности.

ОСТ 39-204-86 «Нефть. Метод лабораторного определения остаточной водонасыщенности коллекторов нефти и газа по зависимости насыщенности от капиллярного давления»

Определение остаточной водонасыщенности капилляриметрическим методом

Определение остаточной водонасыщенности капилляриметрическим методом (полупроницаемой мембраны) выполняется по следующей схеме:

- образец породы цилиндрической или правильной призматической формы с известными физическими свойствами, насыщенный минерализованной или пластовой водой, после определения массы устанавливается на полупроницаемую мембрану в герметической камере капилляриметра, обеспечивая надежный контакт образца и мембраны;

-в камере капилляриметра создается избыточное давление и фиксируeтся количество вытесненной (дренированной) из образца воды с помощью бюретки ( или специального бюкса), соединенной с нижней частью камеры, т.е.с пространством под полупроницаемой мембраной, либо взвешиванием образцов при групповом дренировании. При прекращении оттока воды из образца увеличивается давление в камере на определенную величину и снова записывается количество выходящей из образца воды.

Ступенчатое увеличение давление в камере продолжается до тех пор, пока не прекратиться приращение объема воды в мерной бюретке при выдержке образца в течение определенного времени или достижения давления, близкого давлению прорыва для данной полупроницаемой мембраны. Число ступеней приращения капиллярного давления определяется в зависимости от коллекторских свойств породы, в частности от величины пористости и проницаемости, но не менее 5.

-.после окончания испытания образец извлекается из камеры и определяетсяь его масса на аналитических весах для оценки количества остаточной воды при максимальном давлении вытеснения (капиллярном давлении).

-при использовании в качестве вытесняющего агента в капилляриметре углеводородной жидкости содержание остаточной воды в образце после испытания определять либо весовым способом, либо в приборе Закса или реторте.

-рассчитывается остаточная водонасыщенность по формуле

Sв. ост = (Vп - Vв.выт.) / Vп

Где Vп - объем пустотного пространства образца породы, см3.

Vв.ост - объем воды, выделившейся из образца, определенный по мерной бюретке или взвешиванием, см3.

Методом капилляриметрии наиболее часто определяется относительное содержание в пористой среде пор различного диаметра

Распределение пор по размерам.

Наиболее часто относительное содержание в пористой среде пор различного диаметра определяют капилляриметрическим методом (методом полупроницаемых перегородок). Схема прибора приведена на рис. 1.5. Образец, насыщенный моделью пластовой воды устанавливают в камере 2 на полупроницаемую перегородку 3, также насыщенную

13

СПБГУАП группа 4736

пластовой водой. Жидкость из керна вытесняется воздухом, давление которого создается внутри камеры 2. При повышении давления воздух вначале проникает в крупные поры образца и жидкость из них уходит через поры мембраны 3 в градуированную ловушку 5. Воздух из камеры 2 через мембрану 3 может прорваться только тогда, когда давление в ней превысит капиллярное давление менисков в порах мембраны. Повышая ступенями давление в камере 2 и регистрируя соответствующие объемы жидкости, вытесненные в ловушку при различных давлениях, определяют состав пор по размерам. Соотношение между радиусом и величиной давления описывается уравнением Лапласса:

,

где: σ – поверхностное натяжение, дин/см, θ – краевой угол,

r – радиус, см,

Рк – давление, дин/см2, отсюда:

.

Результаты анализа обычно изображают в виде дифференциальных кривых распределения пор по их размерам), откладывая по оси абсцисс радиусы поровых каналов в микронах, а по оси ординат F(R) = dV/dR изменения объема пор, приходящееся на

единицу изменения их радиуса. По результатам, полученным в процессе опыта по изучению распределения пор, можно построить кривые «капиллярное давление - водонасыщенность» (рис.1.6). По оси абсцисс откладывается водонасыщенность породы (в долях единицы или процентах), а по ординате - капиллярное давление Рк, соответствующее данной водонасыщенности.

Расчет радиуса капилляров образцов.

1) Соотношение между радиусом и величиной давления описывается уравнением Лапласса:

где: σ – поверхностное натяжение, дин/см, θ – краевой угол,

r – радиус, см,

Рк – давление, дин/см2, отсюда:

.

2)Для воды cos θ = 1.

3)σ = 72,5 дин/см, 1 дин/см = 10-3 н/м.

4)При опытах устанавливаются следующие ступени: 0,005; 0,01; 0,015; 0,025; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0 МПа

5)2ctcos0 = 2-72.5-l = 145dKH/c.v

1 дин/см = 10~3 н/м, следовательно, 145 дин/см = 0,145 н/м

2·σ·cos θ = 0,145 дин/см Например: Если Рк = 0,005 МПа

14

СПБГУАП группа 4736

Если

Рк = 0,1 МПа

Определяем изменения радиуса dR и среднего радиуса Rср по формуле: dRi = ri – ri+1;

= 0,5(ri + ri+1).

Определяем изменения объёма воды в порах dV по формуле:

dVi = Кв i – Кв i+1.

Определяем отношение dV/dR.

Табл.1.1.

Рис.1.6.

По данным исследования пористости и проницаемости можно классифицировать коллектор(табл.1.2.)

15