DE1598244A1 - Verfahren zur Feststellung der Verteilung von zwei nicht mischbaren Medien in einem poroesen Koerper - Google Patents

Verfahren zur Feststellung der Verteilung von zwei nicht mischbaren Medien in einem poroesen Koerper

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DE1598244A1
DE1598244A1 DE19661598244 DE1598244A DE1598244A1 DE 1598244 A1 DE1598244 A1 DE 1598244A1 DE 19661598244 DE19661598244 DE 19661598244 DE 1598244 A DE1598244 A DE 1598244A DE 1598244 A1 DE1598244 A1 DE 1598244A1
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Le Fournier Jacques Fran Marie
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CIE D EXPLORATION PETROLIERE S
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/08Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
    • GPHYSICS
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    • G01N1/28Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
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Description

(Societe Anonyme) Compagnie d'Exploration Petroliere^ Paris, 15, Rue Nelaton 7
"Verfahren zur Feststellung der Verteilung Yon zwei nicht ^ mischbaren Medien in einem porösen Körper.11
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Peststellung der Verteilung τοη zwei nicht mischbaren Medien in einem porösen Körper.
Diese Feststellung ist für zahlreiche Gebiete τοη Bedeutung und obwohl die Erfindung im nachstehenden besonders auf deren Anwendung bei der Erdölforschung und -gewinnung ge- j richtet ist, erstreckt sich ihr Anwendungsgebiet auf alle Industriezweige, deren Tätigkeit mit den Problemen der Flüssigkeitszirkulation in porösen Körpern verbunden ist.
Bei der Erdölgewinnung gestattet nämlich diese Feststellung eine bessere Auswertung der entdeckten ÜlroLder, in dem Maße, in welchem es möglichvird, diu in dem Spuichergetjtßin yon den Medien eingenommene ilteLLa t'estaiiütoLlen,
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' und nutaliehe zusätzliche Zahlendaten zu errechnen, um die Gewinnung von Kohlenwasserstoffen zu berechnen und zu planen, insbesondere kann sie ein praktisches Kontrollmittel der Betriebsergebnisse darstellen, die mit den verschiedenen Techniken der "sekundären Rückgewinnung" der Medien in einer Erdölquelle erzielt werden.
Bei den mit der Erdölgewinnung verbundenen geologischen Anwendungen liefert diese Feststellung den Forschungstechnikern Angaben, die ihnen ermöglichen, ihre Nachforschungen zu orientieren durch Informationen über die Beziehungen zwischen der Gesteinskunde und der relativen Qualität der Speicher mit Bezug auf die verschiedenen Medien bzw. Fluiden.
Die Erfindung macht sich zur Aufgabe, ein Verfahren zu schaffen, welches ermöglicht, diese Feststellung durch die mikroskopische Beobachtung der Verteilung von diphasischen . - Gemischen von F^iden in einem porösen Körper bei gegebenen Kapillardruckverhältnissen nach Stabilisierung der Verteilung vorzunehmen, indem dünne Streifen des porösen Körpers mikroskopisch untersucht werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Feststellung der Verteilung von zuei untereinander nicht mischbaren Medien in einem porösen Körpor 13t dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb einen Systems, bestehend aus einer" Probe de3 betreffenden porösen Körpern, die rauniUßig begrenzt und mit zuei nicht mischbaren Verauohsiaodien
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BAD ORIGINAL
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in veränderlichen Verhältnissen bzw. Anteilen gesättigt ist, ein Ruhezustand geschaffen wird, der in jeder Stelle durch einen gegebenen Kapillar druck bedingt ist, daß dieser Ruhezustand durch Fixierung der Verteilung dieser Medien filiert wird, daß aus dem Probekürper, In bestimmten Bereichen, eine Anzahl von dünnen Streifen ausgeschnitten werden, und daß diese Streifen zwecks Feststellung der Medienverteilung einer mikroskopischen Beobachtung unterzogen werden«
Nach einer als vorteilhaft anzusprechenden Durchführungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der erwähnte Ruhezustand in dem System durch Desorption im Sohleuderverfahren bewirkt, indem im Laufe dieser Desorption ein Paar von Versuchsfluiden verwendet wird, bestehend aus Luft und einem wärmehärtenden Kunstharz, dem ein "Markierer" zugegeben ist, damit es nachträglich augenfällig wird. Alsdann wird dieser Ruhezustand fixiert, indem die physikalischen Faktoren, die diesen Ruhezu- , stand bedingen, bis zur Polymerisation des Harzes aufrechterhalten werden, dann wird im Laufe eines zusätzlichen Sättigungsvorganges die Luft durch ein anderes Harz ersetzt, welches von dem erstgenannten Kunstharz leicht unterschieden werden kann. Der in dem ersteren Harz vorhandene "Markierer" kann ein Färbemittel sein und das zweitgenannte Harz kann eine andere Farbe haben, als das erstgenannte.
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Im nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der einzigen beiliegenden Zeichnung näher erläutert, in welcher eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendbare Vorrichtung schematisch dargestellt ist.
Um die Verteilung von zwei nicht mischbaren Medien bzw, Fluiden in einem porösen Körper, z.B. in porösem Gestein, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren festzustellen, wird zunächst
* eine Probe des Gesteins in einer Sättigungszelle gesättigt, in welcher ein Hochvakuum und ein hoher Druck (in der Größenordnung von z.B. 150 kg/cm2) bei passender Temperatur geschaffen werden kann, wobei die Temperatur in Abhängigkeit der Charakteristiken des verwendeten Harzes gewählt wird, z.B. von ca. 700C im Fall eines wärmehärtenden Harzes entsprechend der nachstehend aufgeführten Zusammensetzung. Vorteilhaft wird ein fluoreszierendes Harz, z.B. ein rotes Harz folgender Zusammensetzung verwendet:
. Araldit F + Härtungsmittel 905 + Beschleuniger DI 061 + Verflüssigungsmittel BD 1 + Bhodamin B.
Ist die Sättigung wie oben angegeben vollendet, so geht man zur Teildesorption im Schleuderverfahren über. Zu diesem Zweck •wird die in der Zeichnung schematisch dargestellte Vorrichtung verwendet, die aus einer Zentrifuge besteht, deren .Drehachse 1 nur dargestellt ist. Diese Zentrifuge ist mit speziellen Bechern 2 ausgerüstet zur Aufnahme von Probe tragenden Bohren 3, deren Boden
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abgeschlossen ist, wie bei 4 gezeigt, und die im Bereich ihres . unteren Endes Öffnungen 5 kleinen Durchmessers aufweisen. Die Zentrifuge besitzt eine Antriebsvorrichtung, die sie bei einer genau einstellbaren Drehgeschwindigkeit antreiben kann, welche jedoch in einem Drehzahlbereich von 750 bis 10.000 Umdrehungen pro Minute einstellbar ist, und bei der die Geschwindigkeit z.
B. mittels einer stroboskopischen Vorrichtung kontrolliert wer-
- J den kann. Eine Heizvorrichtung mit thermostatischer Regelung ist ™
ebenfalls vorgesehen.
Nachdem der rohrförmige Probeträger 3 in dem Becher 2 eingelegt ist, wird die Zentrifuge in Gang gesetzt und die Desorption bei einer Geschwindigkeit und einer Temperatur, die scharf kontrolliert bzw. beherrscht werden, bis zur Gelbildung durchgeführt .
Während des Betriebes der Zentrifuge entsteht allmählich i ein Ruhezustand bzw. Ausgleichszustand innerhalb der Einheit, wobei das überschüssige Harz durch die Öffnungen in den Becher 2 fließt, auf dessen Boden es sich sammelt, um eine Luft-Harz-Kontaktfläche größeren Krümmungshalbmessers zu bilden, etwa in einer in der Zeichnung mit H bezeichnete Ebene. Wie nachstehend angegeben, dient nachher diese Fläche als Bezugsebene.
Nach der Verfestigung des Harzes wird unter Vakuum und unter Druck; mittels eines wärmehärtenden Harzes, welches eine andere
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Farbe als das erstere Harz hat, z.B. eine blaue Farbe, eine weitere Sättigung bewirkt, indem wie vorstehend angegeben verfahren wird. Das blaue Harz kann z. B. die folgende Zusammensetzung haben: DER 331 + DETA + Verflüssigungsmittel BD1 + Oracete B. Im laufe dieses Vorganges wird die Luft, die während der Desorption in die Probe eingedrungen war, durch das neue Harz ersetzt, welches für die Dünnsdicht-Beobachtung die von ■* der luft besetzten Bäume "Verkörpert" und das zweite Medium des Versuchsmedienpaares darstellt. Ist die Sättigung erfolgt, so wird das Harz in einem Trockenofen ausgehärtet.
So erzielt man ein System, in welchem der vorerwähnte Buhezustand fixiert ist. Zur mikroskopischen Beobachtung dieses Systems werden alsdann, in Bereichen, die mit Bezug auf die erwähnte Beaugsebene H geortet sind, dünne Plättchen bzw. Schichten bzw. Streifen entnommen und die Verteilung der Harze mittels des Mikroskopea festgestellt. Diese Verteilung ergibt sich aus einem Ruhezustand, der dem Ruhezustand zwischen zwei natürlichen Medien unter bestimmten Lagerstätten-Flözverhältnissen gleichzustellen ist, da durch die vorstehend beschriebenen Vorgänge ein ähnliches System gesohaffen ist, welches ein natürliches System wiedergibt, das unter diesen definierten Verhältnissen vorliegt.
Ss kann nämlich anhand einer klassischen Schlußfolgerung bewiesen verein, dai die erzielte Verteilungsart τοπ einem Buhe-
• » ■ -7
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zustand abhängig ist, welcher τοη den folgenden Faktoren bestimmt wird:- Morphologie des Porositätsnetzes, Drehgeschwindigkeit der Zentrifuge, Dichte des Harzes, Abstand der Bezugsebene von der Drehachse, und Abstand des Entnahmebereiches τοη der Drehachse, und daß die Art der Verteilung der beiden Harze mit der Art der Verteilung Tergleichbar ist, die unter bestimmten Verhältnissen des Kapillardruckes bei einem gegebenen Medienpaar in dem gleichen Netz vorliegen würde.
Die mikroskopische Untersuchung in dünnen Schichten, die eine an sich bekannte Technik ist, gestattet alsdann diese Feststellung genau und mit Sicherheit vorzunehmen.
Die DurchführungsTorgänge können im (reblet der technischen Äquivalenzen abgewandelt werden, ohne daß hierfür der Rahmen der Erfindung verlassen wird.
Sämtliche aus der Beschreibung und der Zeichnung, einschließlich der konstruktiven Einzelheiten, hervorgehenden Merkmale und Verfahreng£hritte können in beliebigen Kombinationen erfindungswesentlich sein.
-Patentansprüche -009885/0380

Claims (8)

DIPL.-ING. A. GRÜNECKER - DR.-ING. H. KINKELDEY PATENTANWALT! 8000 MÜNCHEN 22, MwdmllUnstriSe 43. Telefon 297100/2967 44 Telegramm-Adreiie: Monapat München P 1113 13/Ks Patentansprüche :
1. Verfahren zur Feststellung der Verteilung von zwei nicht mischbaren Medien in einem porösen Körper, dadurch gekennzeichnet , daß innerhalb eines Systems, bestehend aus einer Probe des betreffenden porösen Körpers, die raumäßig begrenzt und mit zwei nicht mischbaren Versuchsmedien in veränderlichen Verhältnissen bzw. Anteilen gesättigt ist, ein Ruhezustand geschaffen wird, der in jeder Stelle durch einen gegebenen Kapillardruck bedingt ist,-daß dieser Ruhezustand durch Fixierung der Verteilung dieser Medien fixiert wird,- daß aus dem Probekörper, in bestimmten Bereichen, eine Anzahl von dünnen Streifen ausgeschnitten werden, und daß diese Streifen zwecks Feststellung der Medienverteilung einer mikroskopischen Beobachtung unterzogen werden.
2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der erwähnte Ruhezustand in dem Probekörper durch Desorption im Schleuderverfahren bewirkt v/ird.
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oder 2
3. Verfahren nach Anspruch "Vi dadurch gekennzeichnet , daß ein poröser Probekörper mit einem Medium, z.B. mit einem wärmehärtenden Harz, gesättigt wird, dem ein "Markierer" zugegeben ist, der dieses Harz nachträglich augenfällig macht,- daß der gesättigte Probekörper einer Desorption im Sohleuderverfahren unterzogen wird, um zwischen den beiden Versuchsmedien, bestehend aus Luft und dem Sättigungsharz, einen Ruhezustand herzustellen,- daß dieser Ruhezustand bis zu dessen Fixierungr z.B. durch Polymerisation des Harzes, aufrechterhalten wird, - daß die Luft durch ein anderes Medium, z.B. durch ein anderes Harz ersetzt wird, welches Von dem ersteren unterschieden werden kann,- daß dieses zweite Harz Tor der Entnahme der dünnen Probestreifen stabilisiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , daß iwei wärmehärtende Harze unterschied- _ licher Farbe, z.B. ein rotes und ein blaues Harz, verwendet werden.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Sättigung des Probekörpers mit dem ersteren Hari in einer Sättigungszelle, unter Hochyakuum, unter Druck und bei einer geeigneten Temperatur bewirkt wird.
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6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet , daß die Desorption im Schleuderverfahren unter streng beherrschten Drehgeschwindigkeits- und Temperaturverhältnissen bewirkt wird, um in dem Probekörper bestimmte Kapillardruckverhältnisse zu schaffen.
7. Verfahren wenigstens nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß die Luft durch das zweite Harz
™ ersetzt wird, indem der Probekörper mittels dieses zweiten Harzes
im Vakuum und unter Druck erneut gesättigt wird.
8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet , daß die örtliche Lage der dünnen Probestreifen mit Bezug auf eine beim Schleudervorgang definierte Bezugsebene geortet wird, um die Ruhezustandverhältnisse feststellen zu können, die diesen dünnen Streifen
. entsprechen, wodurch ein analoges Muster geliefert wird, welches ein unter den gegebenen Verhältnissen vorliegendes natürliches System wiedergibt.
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DE19661598244 1965-01-29 1966-01-28 Verfahren zur Feststellung der Verteilung von zwei nicht mischbaren Medien in einem poroesen Koerper Pending DE1598244A1 (de)

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