ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


Визначення проникності гірських порід

Під проникністю гірських порід розуміють їх здатність про­пускати крізь себе рідину або газ за певного перепаду тиску. Визначення проникності порід має виключно важливе значення у нафтовій справі, оскільки цей параметр входить у формули багатьох гідродинамічних розра­хунків руху рідини у пористому середовищі, а також за ним можна побічно дійти висновку щодо нафтогазовіддачі пласта. Існує багато способів, за до­помогою яких визначають проникність порід.


Слід зауважити, що у нафтогазопромисловій геології застосовують оди­ницю проникності квадратний метр (м2, частіше мкм2), згідно з метрологі­чною системою СІ.

У лабораторних умовах визначають абсолютну і ефективну проникність. Відносну проникність обчислюють як відношення ефективної проникності пористого середовища до абсолютної проникності і виражають у відсотках.

Під абсолютною проникністю пористого середовища розуміють проник­ність цього середовища для гомогенного флюїду за відсутності фізико-хімічної дії його на пористе середовище. Якщо проникність зразків визна­чають способом пропускання газу, то отримана величина проникності дорівнює їх абсолютній проникності.

Ефективною фазовою проникністю пористого середовища називають йо­го проникність для одного будь-якого флюїду за наявності в середовищі інших флюїдів.

Для масового промислового визначення газоводопроникності кернів користуються уніфікованою апаратурою ПК-2 і ВК-2. За принципом дії вони відрізняються один від одного лише тим, що одні з них розраховані на роботу з високим, а інші — з низьким тиском.

В одних апаратах визначають проникність порід для газу, в інших — для рідини або для газу і рідини разом.

Коротко зупинимося на принципі роботи цих апаратів.

Апарат ПК-2 для визначення газопроникності керна.Робочий тиск пе­ред керном — до 0,5 МПа при зразковому манометрі і 800 мм ртутного або водяного стовпа — при рідинному манометрі. Межі вимірювання проникності — від 0,1 до 5000 мкм2. Загальний вигляд апарату показано на рис. 3.38.

Повітря або вуглеводневий газ надходить через повітряний фільтр / та регулятор тиску 2 і висушується в хлоркальцієвій трубці 3.

Тиск перед керном, залежно від його величини, визначають за допо­могою зразкового манометра 4 зі шкалою до 5 Па або ж рідинного мано­метра 5 з ртутним заповненням і шкалою з поділками до 800 мм. Для контролю температури газу, що необхідно для визначення його в'язкості, в хлоркальцієвій трубці передбачена кишеня з термометром. Керн помі­щають у гвинтовому затискачі 6. Витрати газу визначають ареометром 7. Перепад тиску на керні встановлюють як різницю між тиском, заміряним перед керном, і висотою стовпа рідини в ареометрі. Витрату газу регулю­ють редукційним регулятором тиску 2 і вентилем хлоркальцієвої трубки З,


Рис. 3.38. Схема приладу для визначення газопроникності (ПК-2).

Пояснення у тексті

Підготовка зразка породи для визначення газопроникності зводиться до такого.

Проекстрагованому і заздалегідь висушеному при 101 — 105 °С зразку за допомогою обережного обточування його ножем, ножовкою або (у разі слабозцементованих зразків) просто рукою надають циліндричної форми. Зразок вирізають з віссю, паралельною нашаруванню порід.

Якщо порода сильнозцементована, зразок можна обточити на наждачно­му крузі з електроприводом. Щоб уникнути утворення тріщин у зразку під час обточування, слід дотримуватися обережності. Після закінчення обробки торці циліндра обмітають волосяною або металевою щіткою. Як стандартні розміри для зразків рекомендуються діаметри 30, 25 та 20 мм і довжина 30 мм.

Перед установкою у прилад зразок обмірюють штангенциркулем.

Підготовлені тверді зразки закладають у кернотримач гвинтового за­тискача за допомогою гумового кільця, а слабозцементовані зразки — за допомогою спеціальних металевих втулок, в які їх вставляють на глетоглі-цериновій замазці або на сплаві Вуда.

Кернотримач встановлюють у підставку і затискають ходовим гвинтом шляхом обертання маховика.

Перед початком випробування слід визначити відсутність можливих витоків газу (повітря) у системі. Для цього у ній створюють тиск або ваку­ум при закритих кранах на вході і виході зразка. За відсутності витоків тиск на манометрі має залишатися незмінним.

Проникність визначають вимірюванням щосекундного витрачання газу (повітря) через поперечний перетин керна за трьох різних перепадів тиску (різниця тиску до і після керна).


Рис. 3.39. Загальний вигляд приладу ВК-2 для визначення водопроникності керна.

Пояснення у тексті

У разі роботи з ареометром щосекундне витрачання газу (повітря) ви­значають за перепадом тиску ареометра, згідно з градуювальною таблицею для певного капіляра. В отримані значення потім вносять поправку залеж­но від барометричного тиску і температури.

Якщо відомі щосекундне витрачання газу (повітря), перепад тиску, діаметр і довжина зразка, а також в'язкість за температури досліджень, коефіцієнт газопроникності Кт обчислюють за вищенаведеною форму­лою.

Газопроникність визначають лише тоді, коли рух газу (повітря) у зраз­ку відбувається за законом лінійної фільтрації.

Ламінарність режиму в процесі визначення проникності контролюєть­ся побудовою графіка залежності витрачання газу (повітря) як функції від перепаду тиску <2 = /(Ар), яку зображують у вигляді прямої, що проходить через початок координат.

Точки, що не лежать близько до прямої, до підрахунку коефіцієнта проникності не включають.


Апарат ВК-2 для визначення водопроникності. Апарат складається з та­ких вузлів: напірної посудини 7, шафи 2 із затискачем і маніфольдом із зразковими манометрами З та ртутного манометра 4 (рис. 3.39).

Напірна посудина розрахована на тиск до 1,6 МПа. Установка герме­тична при залишковому тиску до 0,5—1,0 мм рт. ст. Апарат розрахований на підігрів рідини в напірній посудині до температури 100—120 °С.

Витрату води, перекачуваної через керн, вимірюють у циліндрі об'є­мом 100 мл з ціною поділки 1 мл.

Апарат допускає визначення коефіцієнта проникності в межах 0,5— 3000 мкм2.

Для визначення водопроникності порід на апараті ВК-2 напірну посу­дину приблизно на 3/4 об'єму заповнюють водою і через кутовий вентиль з'єднують з вакуумним насосом.

Вентиль, що перекриває вихід води в маніфольд, закривають. Потім пускають вакуум-насос і витісняють воду протягом 2—3 год. Після цього вакуум-насос відключають, сполучають напірну посудину з атмосферою, а патрубок, що веде до маніфольду, заповнюють водою.

Потім кернотримач з досліджуваним керном укріплюють у затискачу, вакуум-насос приєднують до скляного крана затискача і вакуумують уста­новку маніфольда із затискачем. При цьому вентиль, що перекриває рідин­ний манометр, має бути закритий.

Після закінчення цієї операції слід закрити скляний кран і перекона­тися в тому, що апарат герметичний. Потім поволі відкривають вентиль впускання маніфольда. При цьому вода почне надходити до затискача. Після того як бульбашок повітря в коліні У-подібного манометра помічено не буде, напірну посудину з'єднують з джерелом стислого повітря і, відкри­вши кран затискача, розпочинають дослідження.

Водопроникність Кв визначають вимірюванням витрати води через по­перечний переріз керна і різниці тиску по обидва його боки. Розрахунок ведуть за формулою фільтрації згідно з лінійним законом:

3.8.10. Визначеннякоефіцієнтів водо- інафтонасиченості

Коефіцієнтом водонасиченості породи називають відношен­ня об'єму води, що міститься в ній, до сумарного об'єму пор.

Водонасиченість зразків порід у лабораторних умовах визначають на апараті Діна і Старка, який складається з металевої колби місткістю 500 см3,


Рис. 3.40. Схема установки Діна і Старка:

/ — скляна колба; 2 — скляна пастка; З — скляний холодильник

скляного приймача, відкаліброваного на 10 см3, і зворот­ного скляного холодильника з гладенькою внутрішньою поверхнею (рис. 3.40). Колбу підігрівають на електричній печі закритого типу.

Методика роботи зводиться до такого: з середини кер­на відбирають 50—100 г заздалегідь очищеного пензликом зразка і завантажують у металеву колбу. Після цього в неї наливають 200 см3 заздалегідь висушеного хлористим каль­цієм толуолу або бензину прямої перегонки з температу­рою кипіння 80—120 °С.

Досвід показує, що ліпшим розчинником є толуол, йо­го температура кипіння близько 110 °С.

Закінчивши заповнення колби, збирають апарат, при цьому встановлюють його строго вертикально. Всі частини апарата з'єднують між собою за допомогою корків і для

герметичності заливають колодієм.

Складання апарата закінчують тим, що нижнє відведення холодильни­ка з'єднують з джерелом живлення водою, а верхнє — з каналізаційною раковиною.

Процес дистиляції вважають закінченим, коли збільшення об'єму води в приймачі припиняється і шар розчинника, що знаходиться над рівнем, стає абсолютно прозорим. Якщо в трубці холодильника на­прикінці операції затримуються краплі води, то їх скляною паличкою зіштовхують у приймач і лише після цього проводять остаточний відлік об'єму води.

Коефіцієнт водонасиченості а зразка визначають за формулою



 


Середня частина 2 апарата має дві трубки, одна з яких призначена для проходження пари розчинника з колби в екстрактор, а інша — для спус­кання конденсату розчинника з екстрактора назад в колбу.

Для теплоізоляції і запобігання передчасній конденсації пари розчин­ника на шляху проходження їх до екстрактора першу з цих трубок обмоту­ють азбестовим шнуром. Колби апарата рекомендується підігрівати в елек­тричній печі закритого типу.

Для визначення нафтонасиченості шматочок керна, очищений пенз­ликом, після зважування в патроні з фільтрувального паперу відомої маси занурюють у частину 2 апарата Сокслета. Патрон виготовляють з вологого паперу, який нагвинчують на циліндричну дерев'яну болванку, що має діа­метр, дещо менший за діаметр екстрактора. Папір на кінці болванки аку­ратно загинають для отримання дна патрона, який потім висушують у тер­мостаті при 102—105 °С до сталої маси і охолоджують в ексикаторі.

Завантаживши зразок в апарат, у колбу наливають розчинник, наприк­лад чотирихлористий вуглець або бензин. Потім апарат збирають і вклю­чають до роботи. Процес екстракції вважається закінченим, коли розчин­ник, що зливається з екстрактора в колбу, стає абсолютно прозорим і не зафарбовує фільтрувальний папір. Після цього зразок з патроном поміща­ють у сушильну шафу, де висушують його до сталої маси за температури 102-105 °С.

Слід зазначити, що перед кожним зважуванням зразок охолоджують в

ексикаторі.

Часто в процесі екстрагування слабозцементованих порід з великим вмістом частинок діаметром 0,005 мм і менше ос­танні проходять через фільтрувальний папір і осідають на дні колби. Щоб уникнути помилок, вміст колби фільтрують через фільтр з "синьою смужкою", потім його промивають гарячим розчинником (наприклад бензином) і, нарешті, разом з пат­роном висушують за температури 102—105 °С до сталої маси.



 



ньою поверхнею і гільзи 4 — скляного циліндра (діаметр 4 см) з пористим скляним дном.

Перші три частини апарата мають бути так пришліфовані між собою, щоб не відбувалося виді­лення пари розчинника.

Для роботи апарата гільзу поміщають у горло­вину колби. У верхній частині гільзи є два отвори, в яких укріплюють дротяну дужку для зручності ви­тягання гільзи з колби. На нижній частині прийма­ча об'ємом 3,5 см3 нанесені поділки ціною 0,02 см3. Колбу з розчинником підігрівають в електричній печі закритого типу.

Узявши із середини зразка шматок породи ма­сою 50 г і видаливши з нього верхній шар завтов­шки 0,5—1,5 см, після очищення пензликом зва­жують у гільзі на терезах з точністю 0,01 г. Перед зважуванням гільзу висушують у термостаті за тем­ператури 102—105 °С до сталої маси. Потім колбу заповнюють до половини толуолом і встановлюють в ній гільзу із зразком, після чого нижнє бічне відведення холодильника за допомогою каучукової трубки з'єднують з джерелом живлення водою, а верхнє — з нижнім відведенням холодильника іншого апарата і т.д.

Верхнє відведення холодильника з'єднують зі стоком. Закінчивши складання апаратів, розпочи­нають процес одночасної дистиляції води і екст-


рагування нафти із зразка. Увесь час зразок має рис. 3.42. Апарат Закса
бути занурений у розчинник і з підвищенням тем- ЛП-4 для одночасного ви-
ператури не переливатися через край гільзи. значення вмісту нафти і

Процес перегонки води із зразка вважають закін- води

ченим тоді, коли не спостерігається збільшення об'єму води в приймачі і шар розчинника, що знаходиться над рівнем води, стає абсолютно прозорим.

За наявності в трубці холодильника крапельок води їх зіштовхують скляною паличкою у приймач, в якому потім і визначають об'єм води. Ек­страгування зразка вважають закінченим, якщо після зливання з гільзи в колбу розчинник виявиться прозорим або якщо після випаровування на лабораторному склі не залишиться жирного сліду.

У деяких випадках для більшої точності після екстрагування толуолом останній з колби виливають і проводять додаткове екстрагування чотири-хлористим вуглецем.

Визначення тиску насичення

Тиском насичення пластової нафти називають мінімальний тиск, за якого проба нафти ще знаходиться у рідкому однофазному стані. Зі зниженням тиску на нафту нижче тиску насичення з проби нафти почи-


нає виділятися розчинений в ній газ, і проба стає двофазовою газонафто­вою сумішшю. Звідси випливає: якщо відомий пластовий тиск і визначе­ний тиск насичення, можна робити висновок щодо стану нафти в пласті. Якщо пластовий тиск менший за тиск насичення, нафта знаходиться у двофазному стані, тобто над нафтою в пласті є газ. Якщо ж пластовий тиск більший за тиск насичення, то в пласті є лише рідина. Тиск насичення проби визначають двома методами:

• безпосереднім спостереженням за показниками манометра, що зна­
ходиться на маніфольді вимірювального ртутного преса, і лабораторного
приладу, що контролює тиск у бомбі;

• побудовою кривої залежності зміни об'єму проби від тиску в бомбі,

та інтенсивним гойданням останньої. Проба знаходитиметься в однофаз­ному стані тоді, коли під час незначного натискання преса спостерігати­меться різке збільшення тиску.

Для визначення тиску насичення першим методом повільно, ступін­часто знижують тиск від значень, за яких проба, безумовно, знаходиться в однофазному стані, і стежать за показниками манометра. Після чергового зниження тиску бомбу розгойдують.

У момент початку виділення газової фази тиск стабілізується, а під час розгойдування бомби — трохи зростає. Сталий тиск і є тиском насичення.

Другий метод визначення тиску насичення є точнішим. Він полягає в тому, що при однакових інтервалах збільшення об'єму тиск однофазної системи зменшується значно інтенсивніше, ніж тиск двофазної системи. Зміну об'єму і тиску вимірюють за допомогою вимірювального преса. В

Зміну об'єму проби в бомбі визначають вимірювальним пресом з узят­тям відліків на пресі та зразковому манометрі.

Перпендикуляр, опущений з точки перегину на вісь р, дає відлік, який дорівнює тиску насичення нафти за певної пластової температури.

Пластову нафту, яка є гомогенною газонафтовою сумішшю складного хімічного складу, можна розглядати як псевдобінарну суміш двох компо­нентів — газу і стабілізованої нафти.

Під газом розуміють суму фракцій, виділених із суміші в газовій фазі за нормальної температури і зниження тиску до нормального.

Під стабілізованою нафтою розуміють рідину, що не містить розчине­ного газу за нормальних умов. У разі підвищення тиску в стабілізованій нафті розчиняється значна кількість газу.

В промисловій технології вміст газу і нафти оцінюють величиною так званого газового фактора. Під газовим фактором розуміють відношення дебіту газу, визначеного за нормальних умов, до дебіту нафти (в тоннах) за той самий проміжок часу.



Під час досліджень пластових нафт зручніше виражати газовий фактор у безрозмірних одиницях із зарахуван­ням об'єму газу до об'єму нафти.

З огляду на те що у деяких випад­ках у нафті багатих на газ родовищ може міститися вільний газ, доречно ввести поняття "газовий фактор роз­чиненого газу", маючи на увазі під цією величиною об'ємний вміст роз­чиненого газу на одиницю об'єму ста­білізованої нафти.

Під коефіцієнтом збільшення об'є­му пластової нафти розуміють відно­шення об'єму пластової нафти до об'є­му стабілізованої нафти, яка виділила­ся з певного об'єму пластової нафти під час її дегазації.


Визначення газової складової про- Рис 343 залежність зміни об'єму від би полягає в тому, що пробу в умовах зміни тиску пластової температури і тиску, що на

2,0—3,0 МПа перевищує тиск насичення, переводять в однофазний рід­кий стан, а потім, при цьому самому тиску, частину проби (3—5 мл) ви­пускають у газосепаратор. У газосепараторі проба дегазується. Стабілізо­вана нафта збирається у нижній частині сепаратора, а газ накопичується в газомірі. У сепараторі та газомірі вимірюють об'єми стабілізованої наф­ти і газу, що виділився, за атмосферного тиску і кімнатної температури.

Поділивши об'єм газу, приведений до тиску 760 мм рт. ст. і температу­ри 20 °С, на об'єм стабілізованої нафти, приведений до тих самих умов, одержують величину газового фактора проби.

З цього самого досліду визначають коефіцієнт збільшення об'єму про­би. Для його обчислення слід об'єм проби, витісненої пресом з бомби РУТ, поділити на об'єм стабілізованої нафти.

3.8.13. Суть визначення співвідношень РV— Т пластових нафт

Пластова нафта, будучи газонафтовою сумішшю із знач­ним вмістом газу, зі зміною тиску і температури здатна значно змінювати­ся в об'ємі.

Залежність між питомим об'ємом суміші й тиском за сталої температу­ри, за аналогією з ізотермічною зміною стану газу, можна називати ізотер­мою пластової нафти. Сімейство ізотерм пластової нафти для того або іншого діапазону температур називають співвідношеннями Р—У—Т.

Визначення співвідношень Р—У—Т здійснюють за допомогою приладу, який називають бомбою РУТ-4.


Об'єм і тиск регулюють зміною об'єму ртуті в бомбі за допомогою ртутного вимірювального преса.

Для проведення досліду за тієї чи іншої температури бомбу термоста-тують.

У процесі дослідів РУТ можна визначити:

• коефіцієнт стиснення нафти в рідкій фазі;

• коефіцієнт термічного розширення нафти в рідкій фазі;

• питомий об'єм нафти за пластових умов;

• питомий об'єм суміші залежно від тиску за різних температур.

Під коефіцієнтом стиснення нафти в кожній фазі розуміють співвід­ношення

Об'єм проби за певного тиску і температури обчислюють за показника­ми вимірювального ртутного преса з урахуванням поправок на деформацію бомби, стиснення та термічне розширення ртуті, що знаходиться в ній.

Коефіцієнти стиснення і термічного розширення проби визначають лише для насиченої нафти за тиску, який перевищує тиск насичення.

© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти