Способ определения коллекторских свойств влагонасыщенных горных пород Советский патент 1992 года по МПК E21B47/00 

Изобретение относится к геологоразведочным работам на нефть и газ и может быть использовано при исследовании разреза и выделении в его составе гранулярных коллекторов.

Известный способ определения коллек- торских свойств влагонасыщенных горных пород заключается в отборе шлама основной породы, его отмывке от бурового раствора, формировании пробы полностью влагонасыщенного шлама толщиной 3 мм и массой 10 г, ее высушивании при 60° С с постоянной регистрацией потери массы, определении времени высушивания (т)до выхода кривой на асимптоту, расчете коэффициента открытой пористости (Кп.о.), сравнивании времени высыхания пробы с граничным временем высыхания (т)и определении коллекторских свойств исследуемых отложений по значению параметра

Т/Тгр.

Недостатком данного способа является погрешность определений, возникающая на этапе подготовки пробы шлама к исследованию. На практике подготовка влагонасыщенного шлама проводится либо путем промывки шлама водой от посторонних примесей и удаления излишков влаги с поверхности шламинок фильтровальной бумагой (при работе на скважине), либо предварительным перенасыщением шлама и последующим удалением излишков влаги с

VI

ю

00

Јь

00

ю

ю

поверхности шламинок фильтровальной бумагой (при исследовании шлама в стационарной лаборатории). Однако субъективность определения степени удаления поверхностной влаги приводит к неполному ее удалению или удалению вместе с нею поровой влаги. Погрешность же оценки фильтрационно-емкостных свойств пород объемно-весовыми способами, обусловленная недонасыщением образца или непол- ным удалением влаги с его поверхности, может значительно превышать метрологическую погрешность способа.

Целью изобретения является повышение точности определений коллекторских свойств за счет исключения погрешности, вызванной недонасыщением частиц пробы шлама или неполным удалением поверхностной влаги с их поверхности.

Указанная цель достигается тем, что пе- ред высушиванием пробу шлама перенасыщают водой, а время высыхания пробы (г) при нагревании определяют как разность времен, соответствующих началу второго и концу первоначального прямоли- нейных участков кривой изменения веса пробы. На кривой сушки избыточно насыщенной пробы в ее начале имеется прямолинейный участок. Прямолинейность этого участка указывает на постоянную скорость удаления влаги из пробы, что соответствует выходу влаги одной формы связи. Наибольшая скорость изменения массы пробы на этом участке указывает на то, что удаляется влага наименьшей степени связи. Следова- тельно, этот участок соответствует выходу влаги, находящейся на поверхности частиц (поверхностной .влаги). При определении потери веса (AG) и времени высыхания про бы (т) за точку отсчета принимается конец прямолинейного участка на кривой сушки. Таким образом, получаемые величины А Сит характеризуют процесс удаления воды большей степени связи, чем поверхностная, а именно влаги перового пространст- ва частиц. Следовательно, описанный прием подготовки к исследованию пробы и определения основных параметров (AG и т) исключает возможность недонасыщения перового пространства частиц шлама и по- зволяет учитывать влияние поверхностной влаги на результаты определения. Поэтому заявляемое дополнение исключает возникновение погрешности измерений, обусловленной степенью влагонасыщения образца, и повышает точность определений.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом

Из выходящего из скважины бурового раствора с помощью шламоотборника извлекается шлам горной породы. Весь объем шлама отмывается от бурового раствора водой, после чего из него отбираются частицы основной породы. Из частиц основной породы с помощью калибров выбираются те, наименьший размер которых (толщина) находится в пределах 3 ± 0,3 мм. Эти частицы помещаются в сосуд с водой для донасы- щения, так как в процессе отбора шлама основной породы и выбора частиц необходимого размера они могут потерять поро- вую влагу. Извлеченные из сосуда с водой частицы перенасыщены (содержат поверхностную влагу), и для удаления поверхностной влаги их подсушивают или промокают фильтровальной бумагой до появления в окраске матового оттенка. Затем взвешиванием на лабораторных весах (точность ±1 мг) формируется проба массой 10 г ±10 мг и помещается в пикнометр для определения ее объема (V). Объем определяется с точностью ±0,05 мл. Результаты определений фиксируются в журнале исследований, куда уже занесены сведения о площади бурения, номере скв.ажины, интервале исследований. После определения объема пробы частиц доводятся до стадии насыщения описанными выше приемами и раскладываются в один слой на металлической пластинке. Затем в соответствии с известным способом пластина с пробой помещается в предварительно прогретый до 60° С термостат установки по исследованию шлама гор- ной породы методом изотермического высушивания. В предлагаемом способе перед помещением в термостат частицы шлама, разложенные на металлической пластине, перенасыщаются путем нанесения поверхностной влаги с помощью пульверизатора. Производится регистрация кривой потери веса до выхода на асимптоту.

В известном способе основные параметры процесса исследований потеря ве- ca(AG) и время высушивания (т) определяются как значения веса и времени, соответствующие координатам точки выхода кривой потери веса на асимптоту. В предлагаемом способе эти параметры определяются на криволинейном участке кривой. Прямолинейный участок ОА исключается из рассмотрения, как соответствующий удалению из пробы поверхностной влаги частиц. Дальнейшие операции по осуществлению способа не отличаются от таковых в известном способе. По значению AG и V определяется влагонасыщенность пробы, соответствующая открытой пористости (Кп.о) по формуле

Кв 7 Ю0%-Кп.о, где у- удельный вес флюида, насыщающего пробу.

С использованием эталонной зависимости по величине Кп.о определяется значение граничного времени высыхания пробы тгр. Затем определяется параметр г/ггр. При его значении менее 0,95 порода относится к коллекторам, а при значении более 1,05- к непроницаемым породам. При величине параметра, находящейся между 0.95 и 1,05, делается вывод о неоднозначности результатов исследований.

определении Кп.о до 15%, что является вполне приемлемым при использовании в качестве объекта исследования шлама горной породы.

Таким образом,применение описанных

выше дополнительных приемов позволяет повысить точность определения без изменения конструкции установки и основных приемов исследований. Кроме того, исследование перенасыщенной трубы шлама упрощает процесс подготовки шлама к высушиванию, а именно исключает необходимость тщательного удаления поверхностной влаги перед помещением пробы в

установку.

ri

Изобретение относится к геологоразведочным работам и м.б. использовано при исследовании разреза и выделении в его составе гранулярных коллекторов. Цель - повысить точность определения коллектор- ских свойств. Для этого из выходящего из скважины бурового раствора извлекают шлам горной породы, отмывают его водой и отбирают частицы основной породы, осуществляют избыточное ее насыщение и высушивают, Кривая сушки перенасыщенной пробы имеет в своем начале прямолинейный участок, который указывает на постоянную скорость удаления влаги из пробы, что соответствует выходу влаги одной формы связи. Наибольшая скорость измерения массы пробы на этом участке указывает на удаление влаги наименьшей степени связи (поверхностная влага). При определении потери веса и времени высыхания пробы за точку отсчета принимают конец прямолинейного участка на кривой сушки, Получаемые величины - потери веса и время высыхания пробы- характеризуют процесс удаления влаги из порового пространства частиц. 1 ил. (Л

Необходимость проведения предлагаемых дополнительных операций вызвана практикой осуществления способа, описанного в основном изобретении, выявившей расхождение значений открытой пористости Кп.о, определяемой методом сушки и другими методами (в частности методом насыщения и ядерно-магнитного резонанса). Расхождение значений Кп.о достигает 30%. Выполнение исследований в соответствии с предлагаемым дополнением уменьшает максимальное расхождение в

и

Формула и-з обретения Способ определения коллекторских свойств влагонасыщенных горных пород по авт. св. № 1425309, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, перед высушиванием пробу шлама перенасыщают водой, а время высыхания пробы при нагревании определяют как разность времен, соответствующих началу второго и концу первоначального прямолинейных участков кривой изменения веса пробы.

20

25

0. 1г2

Потеря Веса прооы