Способ определения сорбционной способности пористого образца Советский патент 1979 года по МПК G01N7/10 

I

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть применено при определении сорбционной емкости пород в лабораторных условиях.

Вопросу определения сорбционной емкости пород в настоящее время уделяется большое внимание. Это обусловлено тем, что при контактеприродного углеводородного газа,находящегося под давлением, с развитой поверхностью песчано-глинистого материала пластовколлекторов значительная доля углеводородов (особенно их тяжелых компонентов) находится в сорбированном виде.

Процесс сорбции можно разделить на две составляющих; адсорбцию углеводородов поверхностными слоями породы и абсорбцию ее более глубокими слоями. При контакте породы с углеводородным газом оба процесса идут одновременно. Однако скорость адсорбции намного превышает скорость абсорбции. Это обстоятельство имеет большое

,значение при анализе результатов. экспериментальных исследований, связанных с фильтрахшей газа или газоксиденсатной смеси. - - , Важно, например, зная длительность

эксперимента со снижающимся давлением, оценить какое количество ранее сорбированного газа десорбируется и будет извлечено, а останется в породе. Раздельное определение количеств адсорбированного абсорбированного газа имеет значение и при анализе разработки месторождения (особенно при оценке запасов и режимов разработки).

В то же время оценить возможное количество десорбированного гада можно только зная количество адсорбированного и абсорбированного газа., Так например, за короткий. промежуток времени снижения давления в ходе эксперимента может быть извлечен только адсорбированный газ, а за несравненно больший период разработки месторождения - и часть абсорбированного.

Однако в настоящее время не существует способов : раздельной оценки количеств а асорбировайного и абсорбированного газа.

Известен способ, основанный на TXJM, ЧТО й6 экспериментальным данным прО SojMrr оценку запасов газа с учётом процессов сорбции в месторождениях с разной пластовой температурой при разййх давлениях, а также рассматривают совместное влияние температуры и давления на изменение сорбиионной способности пород-коллекторов газа l}.

Эксйерймёнты проводят на установке, основными узлами которой являлись бомба PVT , колонка с пористой средой, грузо-порошневой манометр и термостат.

Было установлено, что при одном и том же давлении объем газа, полученный из колонки с пористой средой, превышает объем газа , полученный из бомбы PN/T без пористой среды. Это объясняется наличием в пористой среде адсорбированного газа, который десорбирубтся при снижении давления.

Кроме того, было установлено, что повышение теЛпературы уменьшает сорбдаонную способнсють ifbp5H ii:cffi7ieit:T5poB.

Известен способ ойенки количества сорбированного газа в условиях существ. вования двойной пористости . Методика исследований заключалась вснижении дарения в МО дели пласта с последующей регистрацией нарастания давления за счет медленного перетока газа из мйкропор в макропоры. Для оценки сорбцнриной емкоста пород в обраШёТШрвб начально находившемся под давлением давление понижают до некоторой величины Р , а затем следят за его уве- Лйчением вследствие десорбции газа. Определив величины давлений Poi и восстановившееся давление Pjj, а также объем порового пространства породы : (естественного или искуственного), оп ределяют количество сорбирО Ванного газа 2. : -:

Однако при определении количества сорбированного газа по этому способу не прр изводится раздельный учет коли-, честв адсорбированного и абсорбированного газа, а точность определения количества сбрбирйв;айного газа Йойтавлёна в зависимость от опыта и интуиции исследователя.

Цель изобретение - повьипения-точноста определения сорбционнрй сп;.особности образца за счет вьвделения из него адсорбированного газа.

Это достигается тем, что после выдержки образец подвергают воздействию ультразвукового поля с частотой 15-30 килогерц.

При этом молекулы газа, находящиеся ближе к поверхности образца (адсорбированный газ), при воздействии на них ультразвука отрываются (десорбируются), давление в образце начинает расти и через 1-2 ч после начала ультрзвукового воздействия вырастает до стабилизированной величины, что позволяет независимо от опыта исследователя и его интуиции однозначно определить .количество адсорбированного газа.

Схема осуществления способа показана на чертеже.

В колонку 1 с пористой средой 2, жестко закрепленную на магнитострикторе ультразвукового генератора 3, из баллона 4 при закрытом вентиле 5 на выходе подают природный газ. Давление в колонке с пористой средой поднимают до некоторой величины, например, до 5-10 М Па, и рёгистриру ют образцевы ми манометрами 6 и 7. Затем входной вентиль 8 закрывают и фиксируют давления: начальное - Р( , на входе - Р и выходе г- Необходимо вьшолнит следующее условие

р Tj

-Bt ВЫХПосле этого колонку с пористой средой, насыщеннуюгазом, выдерживают некоторое время до завершения сорбционных процессов. Вследствие iабсорбции газа: йбвёрхйЪйт ьюпор6вых каналов, глинистым цементом и самой породой давление снижается до некоторой стабилизированной величины. Длительность процесса снижения давления вследствие поглощенййЧАСТИ газа породой будет зависеть от состава породы. ИзмеряЮ|Т стабилизикоторое меньше

рованное давление

V РН .

После колонку с пористой средой подвергают воздействию ультразвукового поля генератора,3 с частотой 15-30 килогерц. Время озвучивания зависит от мощности ультразвукового генератора, от размеров колонки и состава пористой среды. Сразу же после начала воздействия ультразвукового поля на колонку с пористой средой начи, нают регистрировать рост давления до

.полной стабилизации да шения Р

1Рц -Ь-) давления действии ультразвукового поля объясняется десорбцией адсорбированного газа. В то же время Р Рц так как десорбируется только газ, сорбированный поверхностью; из глубинных слоев глинистых частиц и самих зерен породы он выделяться не будет из-за большой разности в скоростях десорбции. . Зная величины .давлении Рц; Р/ и и также объем порового пространства образца породы (естественного или искусственного), легко определить раздельно количество Адсорбированного и абсорбированного газа Ч. ,., РИ То J , QO J сит где QQ - количество газа в колонке с пористой средой при начально давлении Рн; Ui - объем порового пространства колонки, начальной давление, МПа;; 2...- коэффициент сверхсжимаемост при начальном давлении; Тд - стандартная температура (29 Т - температура колонки с пористой средой; . - агмосферное давление, Определяем количество газа в колон ке после стабилизации давления до вел чины Р, т.е. после завершения сорбционных процессов сТ t, о ч «о-Сгде Q - количество газа в колонке jio ле стабилизации давления до величины Р - Стабилизированное давление после выдержки образца до завершения сорбционных процессов;:Z, - коэффициент ; сверхсжимаемост ч при давлении . . После воздействия ультразвукового поля на колонку с пористой средой дав ления выросло до стабилизированной величины P-t, а количество газа в порах снизилось. .,М., где О - количество газа в колонке-с пористой средой после озвучивания ультразвуком; Р, - давление в колонке с порис той средой после озвучивания ультразвуком; 21 - коэффициент CBepxcKHMaeMOCTO при давлении Р. Количество адсорбированного газа пределяют из следующей зависимости Q W«.-4rt ч, абсорбированного из зависимости Qo,5 G|o-( Использование экспериментальных данных, полученных с помощью предлагаемого способа позволит повысить точность подсчета запасов газовых и газоконденсатных месторождений за счет учета количеС -ва адсорбированного и абсорбированного газа; составить прогноз возможности извлечения количества адсорбированного газа по мере снижения пластового давления. Формула изобретения Способ определения сорбционной способности пористого образца путем насыщения его газом, измерения давления в образце после насыщения, выдержки образца до окончания сорбционных процессов с последующим измерением давления, от л и. чающийся тем, что, с целью повышения точности определения сорбционной способности обраэца за счет выделения из него адсорбционного газа, после выдержки образец подвергают воздействию ультразвукового поля с частотой 15-30 килогерц. Источники информации, принятые во вйимйниё при экспертизе 1. Разамат М. С. и др. Совместное влияние температуры и давления на сорбционные процессы в условиях пластаТ, Известия высших учебных заведений, Нефть и газ . Изд. Института нефти и химии имени Азизбекова, Баку, № 6, 1976, с. 38-41. 2. Мирзаджанзаде А. X., ЕнтовЕ.М. К оценке адсорбционной емкости пород . Инженерно-физический журнал, изд. Наука и техника , Минск, т. 28, 1975, № 5, с. 807-810..

JI---:-