Устройство для измерения водонасыщенности пористых материалов Советский патент 1985 года по МПК G01N7/10 

1

. Изобретение относится к нефтяной промьшшенности, а именно к технике лабораторных экспериментов в области физики нефтяного пласта, и может быть использовано для изучения структуры пористых сред, в частности горных пород - коллекторов нефти и газа, путем построения зависимости между капиллярным давлением и водонасьпценностью пор в условиях, близких к пластовым.

Цель изобретения - повышение точности измерений за счет упрощения конструкции установки.

На фиг. 1 представлена схема устройства для измерения водонасыщенности пористых материалов при различных давлениях вытеснения воды нефтью; на фиг. 2 - график зависимости капиллярного давления от водонасьпценности.

Устройство содержит кернодержатель 1 с керамической мембраной 2, служащий для помещения испытуемого образца 3. Усеченная часть кернодержателя 1 гидравлически соединена со средством для измерения количества вытесненной воды, выполненный в виде пресс-бюретки А и смотрового глазка 5. Верхняя част кернодержателя гидравлически соединена с сосудом 6 для вытесняющей жидкости. Дифференциальный манометр 7 гидравлически связан с надмембранной и подмембранной частями кернодержателя 1 и с пресс-бюреткой 4 средства для измерения количества вытесненной воды. Образцовый манометр 8 гидравлически соединен с сосудом 6 для вытесняющей жидкости. Верхняя часть кернодержателя соединена с сосудом с вытесняющей жидкостью через средство создания перепада давления, выполненное в виде гибкой и-образной трубки 9 с камерами 10 и 11 на каждом из ее концов и байпасной трубой 12 между ними. Один конец трубки 9 средства создания перепада давления гидравлически связан с над.мембранной частью кернодержателя 1 и дифференциальным манометром 7, другой - с сосудом 6 для вытесняющей жидкости, смотровым глазком 5 средства для измерения вытесняемой воды. Гибкая и-образная трубка 9 установлена так, что один из ее концов с установленной на нем камерой

38682

перемещается относительно другого конца в вертикальной плоскости на требуемое расстояние. К баллону 13 со сжатым азотом подключены все 5 элементы через сосуд 6 для вытесняющей жидкости. К сосуду 6 для вытесняющей жидкости подключен вентиль 14, служащий для снижения повышенного давления в устройстве.

Соединительные трубки 15 связьшают между собой все элементы и узлы устройства.

Устройство работает следующим образом..

5 Испытуемый образец 3, предварительно насыщенный минерализованной водой (моделью природной воды, содержащейся в изучаемрй пористой среде) , устанавливается на мембране 2

0 кернодержателя 1. Элементы установки и связывающие их соединительные трубки 15 заполняются водой, аналогичной насыщающей образец, и нефтью (фиг. 1). Моделируемое пластовое

5 давление создается во всех частях устройства и поддерживается с помощью баллона 13 через сосуд 6 для вытесняющей жидкости, а замеряется и контролируется образцовым манометром 8. Перекрыв байпасную трубу 12, производят перемещение крн;да трубки с камерой 10 заполненного ртутью задатчика капиллярного давления вниз относительно конца труб, ки с камерой 11. В результате

создается превышение давления несмачивающей жидкости в надкамерной части кернодержателя 1 над давлением смачивающей жидкости в его подд мембранной части, которое контролируется дифференциальным манометром 7. При созданном перепаде давления происходит вытеснение жидкости из тех пор образца, где капиллярное

5 давление меньше этого перепада. Замер количества вытесненной из образ,ца воды производят пресс-бюреткой 4, фиксируя положение поверхности раздела вода - вытесняющая фаза чеQ рез смотровой глазок 5. После оттока воды, заканчивающегося в то время, когда перепад давления равен капиллярному давлению в поровых каналах, вновь производят перемещение камеры 10 и замер количества вытесненной из образца воды. После завершения опыта перекрывается вентиль баллона 13 и сжатый

азот для понижения давления в установке до атмосферного стравливается через вентиль 14.

Таким образом, предлагаемая уст новка позволяет производить измерения водонасыщенности кернов в зависимости от капиллярного давления с учетом .пластовых условий с высокой точностью за счет того, что задатчик капиллярного давления обеспечивает плавное изменение перепада давления между вытесняемой и вытесняющей жидкостями.

Использование предлагаемого устройства способствует повьшению точности определения нефтенасыщенности продуктивных коллекторов для подсчета запасов и проектирования разработки месторождений.

Средство для создания пеперада давления.выполнено в виде U-образной трубки и этим подобно жидкостному манометру. Использование гибкой трубки, заполненной ртутью, по поляет за счет смещения по вертикали одного из ее концов относительно другого, не применяя какихлибо механических устройств(пресссов или насосов высокого давления) устанавливать ртуть в коленах сообщакмцегося сосуда на разных уровнях и этим создавать на полупроницаемой мембране перепад давления, имитирующий капиллярное или менисковое давление в образце. Причем величина перепада давления определяется высотой относительно смещения концов U-образной трубки; смещение концов U-образной трубки производится ступенчато вручную с любой величиной шага. Благода1838684

ря герметизации системы при создании перепада давления относительным перемещением концов U-образной трубки все узлы остаются в первоначальJ ном положении, что сводит к минимуму появление каких-либо неисправностей. Выполнение трубки любой другой формы, например шарнирной, усложняет конструкцию задатч жа, 10 так как появляются промежуточные элементы, которые снижают точность измерения, а вьтолнение задатчика в виде и-образной гибкой трубки повышает точность, так как исключается f5 наличие промежуточных элементов.

На фиг. 2 представлен график, где показаны кривые зависимости капиллярное давление - водонасыщеиность,

20 полученные для одного и того же образца керна в атмосферньпс условиях (q), а также при давлении 8 МПа и температуре 85 С при дренировании (Ь) и впитывании (с) смачивающей жидкости через полупроницаемую мембрану. Полученные данные свидетельствуют не только о достоверности достижения цели изобретения, но и о том, что в пластовых

30 условиях при равном капиллярном

давлении водонасыщенность коллекторов ниже на 1,5-6%, чем в атмосферных. Следовательно, на эту величину (в процентах от объема пор про, дуктивного пласта) будут занижены запасы нефти, если для их подсчета использовать зависимость полученную в атмосферных условиях. Использование изобретения приводит к поди вьшению точности определения нефтен асыщенности продуктивных пластов.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВОДОНАСШЩННОСТИ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ при различных давлениях вытеснения воды нефтью, включающее гидравлически связанные между собой кернодержатель с керамической мембраной, средство для создания перепада давления, заполненное тяжелой жидкостью, и средство для измерения перепада давления, сосуд для вытеснякмцей жидкости, соединенный с баллоном со сжатым азотом, средство для измерения количества вытесненной воды и манометр, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения путем упрощения конструкции устройства, € средство для создания перепада дав(Л ления вьтолнено в виде гибкой U-образной трубки, снабженной камерами и байпасной трубой с вентилями, подсоединенной к ее концам. СХ) САЭ 90 Од эо