EA038113B1 - Способ определения коэффициента проницаемости на образцах керна - Google Patents

Способ определения коэффициента проницаемости на образцах керна Download PDF

Info

Publication number
EA038113B1
EA038113B1 EA202000207A EA202000207A EA038113B1 EA 038113 B1 EA038113 B1 EA 038113B1 EA 202000207 A EA202000207 A EA 202000207A EA 202000207 A EA202000207 A EA 202000207A EA 038113 B1 EA038113 B1 EA 038113B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
pressure
temperature
formation
reservoir
filtration
Prior art date
Application number
EA202000207A
Other languages
English (en)
Other versions
EA202000207A1 (ru
Inventor
Александр Вячеславович ЮРЬЕВ
Елена Юрьевна ПУСТОВА
Михаил Алексеевич ЗВОНКОВ
Алексей Александрович ЛОБАНОВ
Иван Павлович БЕЛОЗЕРОВ
Михаил Васильевич ХЛАНЬ
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова"
Publication of EA202000207A1 publication Critical patent/EA202000207A1/ru
Publication of EA038113B1 publication Critical patent/EA038113B1/ru

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/24Earth materials
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B49/00Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
    • GPHYSICS
    • 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
    • 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
    • G01N15/082Investigating permeability by forcing a fluid through a sample

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области исследования физических свойств горных пород и может быть использовано при разработке нефтяных месторождений. Образцы керна, насыщенные керосином с остаточной водой, устанавливают в кернодержатель фильтрационной системы, создают заданные термобарические условия, прокачивают керосин в объеме 3-4 объемов пор образца, в передвижной обогревательной системе с помещенным в нее пробоотборником с пробой нефти создают термобарические условия, аналогичные установленным в кернодержателе, замещают керосин на нефть посредством подключения передвижной обогревательной системы в гидравлическую схему фильтрационной установки, определяют коэффициент проницаемости, устанавливают пластовую температуру, пластовое давление и горное давление, установку модернизируют путем подключения пробоотборника с передвижной обогревательной системой, в которую помещают пластовую пробу нефти, перед подключением в гидравлическую схему фильтрационной установки продолжительное время перемешивают ее качанием в ручном режиме с контролем температуры и давления в пробоотборнике для максимальной гомогенизации флюида, начало процесса формирования твердых фаз парафинов и асфальтенов регистрируют по резкому уменьшению коэффициента проницаемости.

Description

Изобретение относится к области исследования физических свойств горных пород, в частности к определению фильтрационных свойств пористых коллекторов нефти, и может быть использовано при разработке нефтяных месторождений.
Изменение давления и температуры, состава нефти, происходящие в процессе добычи, могут вызвать выпадение и формирование асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО). Парафины и асфальтены могут скапливаться на различных участках системы добычи, начиная с пор пласта и заканчивая насосами, колонной НКТ, устьевой арматурой, выкидными линиями и наземным оборудованием. Осаждение и выпадение данных компонентов пластовых флюидов потенциально может привести к кольматации порового пространства пласта, изменению его смачиваемости, стабилизации водонефтяных эмульсий, образованию АСПО, закупорке внутрискважинного и наземного оборудования и др., что значительно осложняет работу скважины и снижает ее производительность.
Как известно, борьба с данными явлениями в процессах добычи нефти ведётся по следующим направлениям: предотвращение фазовых переходов, предотвращение образования АСПО и удаление уже образовавшихся отложений. Выбор оптимальных способов борьбы и их эффективность зависит от многих факторов, в частности от способа добычи, термобарического режима течения, состава и свойств добываемой продукции. Таким образом, исследование процесса осаждения АСПО на металлических поверхностях нефтепромыслового оборудования, серьезно осложняющего его эксплуатацию, является весьма важной и наукоемкой задачей.
На данный момент основными методами для термобарических исследований служат фотометрические, визуальные, фильтрационные, ультразвуковые методы, метод дифференциальной калориметрии, реализованные в оборудовании различных фирм. Исследования в данной области ведутся, в основном, на дегазированных нефтях или на модельных жидкостях.
Известен способ (ОСТ 39-235-89. Нефть. Метод определения фазовых проницаемостей в лабораторных условиях при совместной стационарной фильтрации. - 35 с), позволяющий определять фазовые проницаемости коллекторов нефти и газа.
Процесс испытания по способу заключается в осуществлении совместной стационарной фильтрации двух фаз (нефти и воды, нефти и газа) или нефти, газа и воды через исследуемый образец при условиях, максимально приближенных к пластовым. В качестве исследуемого образца выступает образец породы-коллектора порового типа, отобранный из продуктивных пластов. Условия испытания должны обеспечивать сохранение или воспроизведение естественных физико-химических характеристик системы порода - пластовые флюиды, а также поддержание в процессе эксперимента значений температуры и давления, соответствующих пластовым.
Недостатком существующего способа является использование моделей нефти для определения коэффициентов проницаемости на керновых образцах. Для приготовления модели нефти используется дегазированная безводная нефть, разбавленная растворителем. Кроме того, в существующем способе контейнеры жидкостные, предназначенные для рабочих жидкостей и газа, не рассчитаны на использование пластовых нефтей при пластовом давлении и температуре.
Задачей изобретения является определение коэффициента проницаемости на образцах керна в процессе фильтрации пластовой (газированной) пробы нефти при моделировании изменений термобарических условий с учетом выпадения и формирования АСПО в поровом пространстве породы-коллектора, то есть в условиях, максимально приближенных к условиям естественного залегания пород.
Фильтрационные исследования выпадения и формирования парафинов проводят на образцах керна в режиме ступенчатого снижения пластовой температуры с поддержанием постоянного горного давления и пластового давления. Температуру ступенчато снижают от пластовой температуры до температуры на 5-10° ниже температуры выпадения парафинов. На каждой ступени температуры пластовую (газированную) пробу нефти продолжительное время перемешивают для максимальной гомогенизации флюида и прокачивают через керновую модель.
Строят график зависимости коэффициента проницаемости от температуры на образце керна (фиг. 1).
Фильтрационные исследования выпадения и формирования асфальтенов проводят на образцах керна в режиме ступенчатого снижения пластового давления с поддержанием постоянного горного давления и пластовой температуры. Давление ступенчато снижают от пластового давления до давления насыщения растворенных газов. На каждой ступени давления пластовую (газированную) пробу нефти также продолжительное время перемешивают.
Строят график зависимости коэффициента проницаемости от давления на образце керна (фиг. 2).
Начало процесса выпадения и формирования АСПО определяют по резкому изменению кривой проницаемости на графиках.
Исследования выпадения и формирования парафинов производят раздельно с исследованиями выпадения и формирования асфальтенов. Для каждого фильтрационного эксперимента необходимо использовать различные образцы керна и глубинные пробоотборники в силу того, что после проведения экспериментов возможна закупорка пор и пустот образцов керна АСПО и нарушение естественных условий залегания нефти в пласте. В связи с этим целесообразным является проводить только фильтрационные исследования выпадения и формирования парафинов (например, при отсутствии или ничтожно малом
- 1 038113 количестве асфальтенов в исследуемых нефтях) или только фильтрационные исследования выпадения и формирования асфальтенов (например, при отсутствии или ничтожно малом количестве парафинов).
Исследования проводились на лабораторной установке УИК-5. Для обеспечения возможности проводить фильтрацию глубинной (газированной) пробы нефти установка модернизировалась путем подключения пробоотборника с передвижной обогревательной системой. Принципиальная схема фильтрационной установки представлена на фиг. 3.
Способ осуществляется следующим образом. Для обеспечения возможности проводить фильтрацию глубинной (газированной) пробы нефти установка модернизировалась путем подключения пробоотборника с передвижной обогревательной системой.
Передвижная обогревательная система предназначена для нагрева и перемешивания пробы для гомогенизации флюида. Система обеспечивает перемешивание проб качанием в ручном режиме на регулируемый угол наклона с поддержанием температуры и контролем давления в пробоотборнике. Контроль давления осуществляется масляными насосами высокого давления 1 фильтрационной системы. Контроль температуры осуществляется регулятором - измерителем температуры 2.
Перед экспериментом образцы керна, насыщенные керосином с остаточной водой, устанавливают в кернодержатель 3 фильтрационной системы, создают заданные термобарические условия пласта, т.е. давление и температуру. После поднятия давления в фильтрационной системе керосин прокачивают в объеме 3-4 объемов пор образца. После этого в передвижной обогревательной системе 4 создают термобарические условия, аналогичные тем, которые установлены в кернодержателе 3. Керосин замещается на пластовую (газированную) нефть посредством подключения передвижной обогревательной системы 4 совместно с находящимся в ней пробоотборником 5 в гидравлическую схему фильтрационной установки.
Всю систему термостатируют, выдерживают при поддержании заданного давления и температуры. Пластовую нефть прокачивают в объеме не менее 3-4 объемов пор образца, создавая начальную нефтенасыщенность в модели. Определяют коэффициент проницаемости согласно ОСТ 39-235-89. Нефть. Метод определения фазовых проницаемостей в лабораторных условиях при совместной стационарной фильтрации. Контроль горного давления в кернодержателе 3 при этом осуществляется масляными насосами высокого давления 6.
После этого фильтрационная система и передвижная обогревательная система 4 совместно с находящимся в ней пробоотборником 5 изолируются друг от друга.
В фильтрационной системе и установке для подготовки и передвижной обогревательной системе 4 меняют значение температуры при проведении фильтрационных исследований, необходимых для определения влияния процесса выпадения парафинов, в сторону понижения до одинакового значения, подключают передвижную обогревательную систему 4 совместно с находящимся в ней пробоотборником 5 в гидравлическую схему фильтрационной системы. Система термостатируется. Определяется проницаемость согласно ОСТ 39-235-89. Нефть. Метод определения фазовых проницаемостей в лабораторных условиях при совместной стационарной фильтрации.
При проведении фильтрационных исследований, необходимых для определения влияния процесса выпадения асфальтенов, в фильтрационной системе и передвижной обогревательной системе 2 меняют значение пластового давления при проведении фильтрационных исследований, необходимых для определения влияния процесса выпадения асфальтенов, в сторону понижения до одинакового значения, подключают передвижную обогревательную систему 4 совместно с находящимся в ней пробоотборником 5 в гидравлическую схему фильтрационной системы. Определяется проницаемость согласно ОСТ 39-23589. Нефть. Метод определения фазовых проницаемостей в лабораторных условиях при совместной стационарной фильтрации.
Операция повторяется до ступенчатого достижения необходимых значений пластового давления или пластовой температуры.
Компоновка всех необходимых узлов в единой гидравлической схеме в фильтрационной установке позволяет проводить потоковые исследования на керновом материале с применением глубинных (газированных) проб нефти, что значительно повышает достоверность и представительность результатов исследований.
Эти данные могут быть использованы при построении уточненных геолого-гидродинамических моделей, которые будут приближены к реальным условиям разработки месторождений, в течение всего планируемого времени её эксплуатации.
Это приводит к изменению технико-экономического обоснования коэффициентов извлечения нефти и делает его более достоверным.

Claims (3)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ определения коэффициента проницаемости при изменении термобарических условий на образцах керна, заключающийся в том, что образцы керна, насыщенные керосином с остаточной водой, устанавливают в кернодержатель фильтрационной системы, создают заданные термобарические условия,
    - 2 038113 прокачивают керосин в объеме 3-4 объемов пор образца, замещают керосин на нефть, в условиях эксперимента определяют коэффициент проницаемости, отличающийся тем, что для обеспечения возможности проводить фильтрацию глубинной газированной пробы нефти в фильтрационной установке устанавливают пластовую температуру, пластовое давление и горное давление, установку модернизируют путем подключения пробоотборника с передвижной обогревательной системой, в пробоотборник помещают пластовую газированную пробу нефти, перед подключением в гидравлическую схему фильтрационной установки пробу нефти перемешивают качанием в ручном режиме с контролем температуры и давления для максимальной гомогенизации флюида, проводят фильтрационные исследования выпадения и формирования парафинов и асфальтенов, начало процесса формирования твердых фаз парафинов и асфальтенов регистрируют по резкому уменьшению коэффициента проницаемости.
  2. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что фильтрационные исследования выпадения и формирования парафинов проводят на образцах керна в режиме ступенчатого снижения пластовой температуры с поддержанием постоянного горного давления и пластового давления, температуру снижают от пластовой температуры до температуры на 5-10° ниже температуры выпадения парафинов.
  3. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что фильтрационные исследования выпадения и формирования асфальтенов проводят на образцах керна в режиме ступенчатого снижения пластового давления с поддержанием постоянного горного давления и пластовой температуры, давление снижают от пластового давления до давления насыщения растворенных газов.
EA202000207A 2018-03-15 2019-02-18 Способ определения коэффициента проницаемости на образцах керна EA038113B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018109268A RU2680843C1 (ru) 2018-03-15 2018-03-15 Способ определения коэффициента проницаемости при изменении термобарических условий на образцах керна
PCT/RU2019/000098 WO2019177488A1 (ru) 2018-03-15 2019-02-18 Способ определения коэффициента проницаемости на образцах керна

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA202000207A1 EA202000207A1 (ru) 2021-01-14
EA038113B1 true EA038113B1 (ru) 2021-07-08

Family

ID=65632557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA202000207A EA038113B1 (ru) 2018-03-15 2019-02-18 Способ определения коэффициента проницаемости на образцах керна

Country Status (3)

Country Link
EA (1) EA038113B1 (ru)
RU (1) RU2680843C1 (ru)
WO (1) WO2019177488A1 (ru)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110160932B (zh) * 2019-06-03 2023-12-15 西南石油大学 一种油水相对渗透率曲线测试装置及测试方法
CN112081560B (zh) * 2020-09-01 2022-10-28 成都理工大学 一种海上深层高温超压气藏开发方法
CN111980666B (zh) * 2020-09-03 2024-05-14 中国石油天然气集团有限公司 一种基于井下烃类检测技术控制硫化氢侵入井筒的方法
CN112014294B (zh) * 2020-09-11 2024-06-18 中海石油(中国)有限公司深圳分公司 一种原油沥青质引起的岩石渗透率损害定量评价装置及其应用
CN112266861A (zh) * 2020-09-14 2021-01-26 中国石油天然气股份有限公司 一种油藏微生物储运装置及应用
CN112444477B (zh) * 2020-12-14 2024-10-18 青海省柴达木综合地质矿产勘查院 一种室内渗透试验用装置及其操作方法
CN113340993B (zh) * 2021-06-01 2023-07-14 中国石油大学(北京) 一种针对稠油饱和岩样可控温控压的超声监测装置及方法
CN114062610B (zh) * 2021-11-16 2023-07-21 西南石油大学 一种在实验室恢复页岩油储层的装置及方法
CN116908409B (zh) * 2023-07-13 2024-08-02 中国石油大学(华东) 超深层凝析气藏井筒固相沉积预测与治理评价装置及方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4773254A (en) * 1987-07-07 1988-09-27 Chevron Research Company Automated steady state relative permeability measurement system
RU2224105C1 (ru) * 2002-08-30 2004-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" Способ определения восстановления проницаемости горных пород

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4253327A (en) * 1979-09-17 1981-03-03 Phillips Petroleum Company Method and apparatus for measuring rock permeability at elevated pressures and temperature
SU1068590A1 (ru) * 1982-02-26 1984-01-23 Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам Способ определени проницаемости горной породы,слагающей стенки скважины и устройство дл его осуществлени
SU1749779A1 (ru) * 1989-04-18 1992-07-23 Украинский Научно-Исследовательский Геологоразведочный Институт Способ определени относительных фазовых проницаемостей при двухфазной фильтрации
CN105403497A (zh) * 2015-12-08 2016-03-16 中国石油天然气股份有限公司 岩心渗透率演化模拟方法与系统

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4773254A (en) * 1987-07-07 1988-09-27 Chevron Research Company Automated steady state relative permeability measurement system
RU2224105C1 (ru) * 2002-08-30 2004-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" Способ определения восстановления проницаемости горных пород

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
OST 39-235-89 Neft metod opredeleniia fazovykh pronitsaemostei v laboratornykh usloviiakh pri sovmestnoi statsionarnoi filtratsii - Izdanie ofitsialnoe, 01.07.1989, chapters 3-5 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019177488A1 (ru) 2019-09-19
RU2680843C1 (ru) 2019-02-28
EA202000207A1 (ru) 2021-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2680843C1 (ru) Способ определения коэффициента проницаемости при изменении термобарических условий на образцах керна
US10168265B2 (en) Portable apparatus and methods for analyzing injection fluids
Manrique et al. Historical and recent observations in polymer floods: an update review
Thawer et al. Asphaltene deposition in production facilities
Jamaluddin et al. Laboratory techniques to measure thermodynamic asphaltene instability
RU2447947C2 (ru) Способ и устройство для получения образцов тяжелой нефти из образца пластового резервуара
WO2020214167A1 (en) Extrapolating laboratory data in order to make reservoir scale performance predictions
US11585741B2 (en) Portable apparatus and methods for analyzing injection fluids
Esmaeili et al. Experimental study of the effect of solvent addition and temperature on two-phase bitumen/water relative permeability
Shedid et al. Formation damage caused by simultaneous sulfur and asphaltene deposition
Struchkov et al. Laboratory investigation of organic-scale prevention in a Russian oil field
Kokal et al. Asphaltene precipitation in high gas-oil ratio wells
Kariznovi et al. Experimental, modelling and optimisation of asphaltene deposition and adsorption in porous media
De Franceschi et al. Pipe dope as a source of oil and gas formation damage
RU2698345C1 (ru) Способ увеличения нефтеотдачи
Tipura et al. Increasing oil recovery on the grane field with challenging PWRI
Kokal et al. Asphaltene precipitation in a saturated gas-cap reservoir
Zakirov et al. Experimental study of the features of filtration of non-Newtonian oils in a porous medium
Dong Quantification of Mutual Mass Transfer of Gas-Light Oil Systems at High Pressures and Elevated Temperatures
Olkhovskaya et al. Estimation of field production profiles in case of asphaltene deposition
Belonogov et al. Increase in intake capacity by dynamic operation of injection wells
RU2750776C1 (ru) Способ большеобъемной селективной кислотной обработки призабойной зоны пласта в карбонатных коллекторах
Rodriguez M Characterization and Modeling of Asphaltenes for Complex Reservoirs in Venezuela: State of the Art
Hameed et al. Reducing Water Cut Using Polyacrylamide Polymers
Drozdov Developing schemes of field benches for tests of submersible pumps at liquid and gas delivering (Russian)