СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДОНАСЫЩЕННОСТИ ОБРАЗЦОВ КЕРНА Российский патент 2018 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к нефтяной и газовой геологии, а именно, к проведению экспрессных петрофизических исследований на образцах пород-коллекторов.

Использование в современных петрофизических лабораториях метода центрифугирования является актуальным, так как, в отличие от метода полупроницаемой мембраны, дает возможность быстрого построения зависимости текущей водонасыщенности образцов керна от капиллярного давления.

Метод центрифугирования основан на вытеснении свободной воды из образцов горной породы под действием центробежных сил. Он заключается в центрифугировании насыщенных водой образцов и взвешивании их до и после центрифугировании, что позволяет определить объем воды, оставшейся в керне.

На практике данные, полученные как методом центрифугирования, так и полупроницаемой мембраны, должны совпадать, причем приоритет достоверности полученных результатов всегда отводится методу полупроницаемой мембраны.

При использовании центрифуг для создания в образце керна текущей водонасыщенности возникает методическая трудность, связанная с выбором необходимой длительности вращения ротора на каждом режиме центрифугирования. Правильный выбор длительности центрифугирования позволяет исключить необоснованное завышение времени экспериментов.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ Б.И. Тульбовича [Тульбович, Б.И. Методы изучения пород-коллекторов нефти и газа / Б.И. Тульбович. - М.: Недра, 1979. - 199 с.] для постоянного времени центрифугирования. Недостатками данного технического решения является отсутствие учета длительности центрифугирования для различных литологических типов пород, что приводит к завышению времени экспериментов.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является усовершенствование экспрессных методов петрофизических исследований, проводимых на образцах горных пород.

Поставленная задача решается за счет достижения технического результата дифференцированного определения текущей водонасыщенности образцов методом центрифугирования с учетом фильтрационных параметров каждого отдельного образца.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе определения коэффициента текущей водонасыщенности образцов горных пород с помощью центрифуги без стробоскопического устройства, включающем отбор керна, изготовление образцов цилиндрической формы, экстракцию из него углеводородов, высушивание, взвешивание в воздухе, насыщения рабочей жидкостью, определения массы до и после центрифугирования, отличающийся от известного тем, что до насыщения образцов определяется их проницаемость и рассчитывается продолжительность вращения ротора центрифуги для текущего значения капиллярного давления, проводится насыщение образцов рабочей жидкостью, определение массы до и после центрифугирования.

Способ осуществляется следующим образом.

1. Для определения коэффициента текущего значения водонасыщенности однородных песчаников необходимо использовать образцы с параллельно отрезанными, пришлифованными торцами. Ось образцов должна быть ориентирована параллельно плоскости напластования.

2. Образцы, содержащие углеводороды, очищаются от них путем экстрагирования.

3. Образцы высушиваются в сушильном шкафу. После сушки перед испытаниями образцы необходимо охлаждать и хранить в эксикаторе над прокаленным хлористым кальцием или высокодисперсным силикагелем.

4. Определяется масса m₀ сухих образцов.

4. Определяется газопроницаемость К_пр образцов.

5. Рассчитывается продолжительность вращения ротора при i-м режиме центрифугирования от значения капиллярного давления по формуле:

где t_i - время вращения ротора при i-м режиме центрифугирования, мин; P_кi - капиллярное давление при i-м режиме центрифугирования, МПа.

Значение капиллярного давления при i-м режиме центрифугирования в (1) необходимо рассчитать по формуле Б.И. Тульбовича [Тульбович, Б.И. Методы изучения пород-коллекторов нефти и газа / Б.И. Тульбович. - М.: Недра, 1979. - 199 с.].

Значения коэффициента пропорциональности а и показателя степени Р в (1) зависят от газопроницаемости К_пр песчаников:

для К_пр от 1 до 10 мД, α=55, β=0,08;

для К_пр от 10 до 100 мД, α=45, β=0,10;

для К_пр от 100 до 500 мД, α=40, β=0,12;

для К_пр>500 мД, α=35, β=0,14.

6. Проводят насыщением образцы рабочей жидкостью.

7. Определяется масса m₁ 100% водонасыщенных образцов.

8. Проводится дифференцированное центрифугирование образцов с учетом их газопроницаемости К_пр, и определяется масса m_2i после i-го режима центрифугирования.

9. Рассчитывается значение коэффициента текущего значения водонасыщенности при i-м режиме центрифугирования по формуле:

где m₀ - масса проэкстрагированного и высушенного образца горной породы, г; m₁ - масса 100% водонасыщенного образца горной породы, m_2i - масса образца после i-го режима центрифугирования, г.

Изобретение относится к способу определения текущей водонасыщенности однородных песчаников на центрифуге без стробоскопического устройства. Согласно способу отбирают керн и изготавливают образцы цилиндрической формы. Проводят экстракцию из него углеводородов, высушивание, взвешивание в воздухе и насыщение рабочей жидкостью. Определяют массу до и после центрифугирования. При этом до насыщения образцов определяют их проницаемость и рассчитывают продолжительность вращения ротора центрифуги для текущего значения капиллярного давления. Проводится насыщение образцов рабочей жидкостью, определение массы до и после центрифугирования. Технический результат заключается в ускорении процесса исследования образцов горных пород и дифференцированном определении текущей водонасыщенности образцов методом центрифугирования с учетом фильтрационных параметров отдельного образца.

Способ определения коэффициента текущей водонасыщенности образцов горных пород с помощью центрифуги без стробоскопического устройства, включающем отбор керна, изготовление образцов цилиндрической формы, экстракцию из него углеводородов, высушивание, взвешивание в воздухе, насыщение рабочей жидкостью, определение массы до и после центрифугирования, отличающийся тем, что до насыщения образцов определяется их проницаемость и рассчитывается продолжительность вращения ротора центрифуги для текущего значения капиллярного давления, проводится насыщение образцов рабочей жидкостью, определяется масса до и после центрифугирования.