NO321567B1 - Fremgangsmate og innretning for rask maling av resistivitetsindeksen til faste prover, slik som stein - Google Patents
Fremgangsmate og innretning for rask maling av resistivitetsindeksen til faste prover, slik som stein Download PDFInfo
- Publication number
- NO321567B1 NO321567B1 NO19993593A NO993593A NO321567B1 NO 321567 B1 NO321567 B1 NO 321567B1 NO 19993593 A NO19993593 A NO 19993593A NO 993593 A NO993593 A NO 993593A NO 321567 B1 NO321567 B1 NO 321567B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- sample
- length
- electrodes
- fluid
- measurements
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 34
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims description 6
- 239000004575 stone Substances 0.000 title 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 27
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 27
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 10
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 10
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000002847 impedance measurement Methods 0.000 claims description 4
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 12
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 11
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 10
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 229910000792 Monel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000005325 percolation Methods 0.000 description 1
- 239000006223 plastic coating Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/24—Earth materials
- G01N33/241—Earth materials for hydrocarbon content
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Description
Formålet med oppfinnelsen er en fremgangsmåte og en anordning for måling av resistivitetsindekskurven til en faststoffprøve uavhengig av kapillartrykk-kurven.
Måling av resistivitetsindeksen til små kjerner er nødvendig for å oppnå et nøyaktig anslag av vannmetningen fra loggedata.
Forskjellige mer eller mindre raske og nøyaktige fremgangsmåter er blitt foreslått til å måle resistivitetsindeksen til bergarter. Flere kombinasjoner av disse teknikkene er blitt foreslått. En kjent fremgangsmåte til måling av resistivitetsindeksen består hovedsakelig i å kombinere en flerkjerne avmetningsteknikk for en semipermeabel luft/vann-membran med en resistivitetsmåleteknikk med to elektroder og å beregne den gjennomsnittlige metning ved hjelp av vektdifferanse. Det viser seg at denne fremgangsmåten er meget unøyaktig og avhenger for meget av håndteringskvaliteten; den er meget langsom og tar ikke hensyn til en mulig fukt-ningseffekt.
Forskjellige løsninger som anvender det samme prinsipp, er blitt funnet for å forbedre nøyaktigheten med resulterende større implementeringskompleksitet og en tilsvarende prisøkning. Det er f.eks. mulig å: - utføre separate målinger på individuelle kjerneprøver for bedre å kontrol-lere kapillarlikevekten og dermed oppnå jevne metningsprofiler, - implementere en teknikk ved å bruke fire elektroder for å unngå overesti-mering av den elektriske resistans, - implementere en kontinuerlig injeksjonsteknikk for å akselerere forsøk når bare kurven Ir er nødvendig, som f.eks. beskrevet av de Waal mfl., 1991, - anvende en anordning som omfatter en beholdercelle som gir den mulig-het til å utøve trykk på kjerneprøven og å bruke elektroder som er i presskontakt med kjerneprøven, slik som beskrevet i US-patentet 5,610,524, - optimalisere varigheten av avmetningsprosessen ved å bruke en mikro-poremembran og ved redusere lengden av kjerneprøvene som beskrevet av: - Longeron D. mfl., «Water-Oil Capillarity Pressure and Wettability Measurements Using Micropore Membrane Technique» SPE 30006, 1995, eller - Fleury M. mfl., «Combined Resistivity and Capillarity Pressure Measurements using Micropore Membrane Technique» Proceeding of the International Symposium of the Society of Core Analysts, Montpellier 1996.
Når målingen av Ir imidlertid forbindes med bestemmelsen av kapillartrykk-kurvene, er det meget vanskelig å redusere varigheten av forsøkene.
Andre avmetningsteknikker slik som sentrifugalmetoden kan velges og rea-liseres på samme måte som den forannevnte fremgangsmåte med den «semipermeable membran» med mange kjerner. Implementering av sentrifugalmetoden viste seg også å være unøyaktig på grunn av akkumuleringen av to viktige prob-lemer forbundet med metningsprofilen og kontaktresistansen. På grunn av den kjente Archie-relasjonen som forbinder Ir og Sw (Ir = Sw"<n>), er målingene meget følsomme for metning. Det er da også mulig å bestemme metningsprofilen (under en fluidinjeksjon f.eks.) og redusere varigheten av forsøket ved å bruke en innretning til måling av den lokale metning på stedet og mange elektroder, som beskrevet av: - Jing mfl., «Resistivity Index from non Equilibrium Measurements using Detailed in situ Saturation Monitoring», SPE 26798 Offshore European Confer-ence 1993.
Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen muliggjør kontinuerlig måling av resistivitetsindeksen til en porøs faststoffprøve som kombinerer hurtighet, nøyak-tighet og lav pris, samtidig som ulempene med de tidligere kjente metoder unngås, og spesielt nødvendigheten av å utføre metningsovervåkning in situ, som er langvarig og kostbar.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gjør det mulig å oppnå variasjonene av resistivitetsindeksen (Ir) til en porøs faststoffprøve hurtig og kontinuerlig, hvor prøven innledningsvis er mettet av et første fluid, ved hjelp av en innretning som omfatter en langstrakt beholdercelle, en anordning for påføring av et radialt trykk på prøven, elektroder som er presset mot prøvens periferivegg og som tillater påtrykning av en elektrisk strøm og deteksjon av den potensialdifferanse som opptrer mellom distinkte punkter som reaksjon på påtrykningen av den elektriske strøm, idet elektrodene er forbundet med en innretning for måling av prøvens komplekse impedans, et første semipermeabelt filter som er permeabelt for det første fluid og anbrakt hovedsakelig i kontakt med en første ende av prøven, og en trykkanordning for under trykk å injisere et annet fluid gjennom en annen ende av prøven. Fremgangsmåten er karakterisert ved at: - den bruker elektroder hvis langsgående utstrekning er forholdsvis stor i forhold til prøvens lengde, men kortere enn denne lengden, valgt for å innbefatte den størst mulige del av prøvens volum i impedansmålingene mens kortslutninger gjennom endene av prøven, som vil kunne forvrenge målingene, unngås, og - minst ett injeksjonstrykktrinn blir påført for det annet fluid og en nøyaktig kontinuerlig måling av de komplekse elektriske impedansvariasjonene for prøven blir utført ved flere frekvenser under en forskyvningsfase av metningsfluidet (dreneringsfase eller absorpsjonsfase), idet målingen blir oppnådd uten å vente på at en kapillartrykk-likevekt blir oppnådd i prøven som reaksjon på hvert trykktrinn.
Elektroder hvis lengde ligger i området mellom Vi og % av prøvens lengde og som fortrinnsvis er i størrelsesorden Vi av dens lengde, kan f.eks. brukes.
Innretningen i henhold til oppfinnelsen omfatter en langstrakt beholdercelle, en anordning for å utøve et radialt trykk på prøven, elektroder som er trykket mot prøvens omkretsvegg for å muliggjøre påtrykning av en elektrisk strøm og deteksjon av de potensialdifferansene som opptrer mellom distinkte punkter som reaksjon på påføringen av den elektriske strøm, idet elektrodene er forbundet med en innretning for måling av prøvens impedans, et første semipermeabelt filter som er permeabelt for det første fluid og som er anbrakt hovedsakelig i kontakt med en første ende av prøven, og en injeksjonsanordning (14) for injeksjon under trykk av et annet fluid gjennom en annen ende av prøven.
Innretningen er karakterisert ved at elektrodene har en forholdsvis stor langsgående utstrekning i forhold til prøvens lengde (mellom VS og V* av prøvens lengde, og fortrinnsvis i størrelsesorden Va av dens lengde), men kortere enn denne lengden for å innbefatte den størst mulige del av prøvens volum i impedans-målingen samtidig som kortslutninger gjennom prøvens ender unngås.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er i forhold til de tidligere kjente fremgangsmåter fordelaktig siden den gjør det mulig: - å tegne opp en meget nøyaktig resistivitetsindeks-kurve kontinuerlig under drenering på kort tid (omkring 2 døgn for en typisk 100 mD sandsten mens den typiske tid som kreves med den kontinuerlige injeksjonsteknikk ofte er av størrel-sesorden to uker),
- fremgangsmåten er ikke forbundet med en kapillartrykk-likevekt,
- virkningen av ikke-uniforme metningsprofiler under måling er neglisjerbar.
Dette skyldes kombinasjonen av tre faktorer: (i) den radiale resistivitetsmåletek-
. nikk, (ii) forekomsten av semipermeable filtre på utløpssiden, (iii) hele volumet til kjernen blir analysert ved hjelp av elektriske målinger (dette blir verifisert når kjernens diameter er større enn dens lengde).
Andre trekk og fordeler ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen vil fremgå av den etterfølgende beskrivelse av et ikke-begrensende eksempel, under henvis-ning til de vedføyde tegninger, hvor: - fig. 1 skjematisk viser en innretning for gjennomføring av fremgangsmåten i langsgående snitt, • fig. 2 viser en detalj ved en semipermeabel membran trykket mot en ende-flate av prøven, - fig. 3 viser utformingen av elektrodene som gjør det mulig å måle resistivitetsindeksen til kjernen, - fig. 4a viser et eksempel på en kurve som beskriver variasjonen med tid av vannmetningen til en kjerne med permeabilitet 80 mD i løpet av et forsøk hvor tre trykknivåer blir påført suksessivt, - fig. 4b viser den tilsvarende variasjon av en indeks n - -logg(lr)/logg(Sw), - fig. 4c viser den tilsvarende variasjon av resistivitetsindeksen som en funksjon av metningsvariasjonen, - fig. 5a, 5b, 5c viser figurer som henholdsvis er maken til figurene 4a til 4c i tilfelle med et syntetisk porøst medium med en permeabilitet på 2400 mD, oppnådd etter omkring 2 timer, med påtrykning av en enkelt trykkterskel på 45 kPa, - fig. 6a, 6b, 6c viser kurver oppnådd under numeriske forskyvningssimuler-inger av «porøs plate»-typen: en produksjonskurve (fig. 6a), en metningsprofil (fig. 6b), og tre metningsindekser np, nu nm oppnådd ved hjelp av forskjellige mod-eller (fig. 6c),
- fig. 7 viser kapillartrykk-kurven som brukes i disse simuleringene, og
- fig. 8a, 8b, 8c viser kurver maken til de på figurene 6a-6c i det tilfelle hvor et 2-mm tykt keramisk filter blir brukt istedenfor en membran, med et enkelt trykktrinn på 50 kPa.
Fremgangsmåten blir realisert ved hjelp av et forsøkssystem maken til det system som er beskrevet i EP-patent 0,701,120 inngitt av foreliggende søker.
Den omfatter en kjernebeholdercelle omfattende et hult legeme 1 bestå-ende av to symmetriske sylindriske hylser 2, 3. De blir presset mot hverandre ved hjelp av tetninger 4 og sammenføyet ved hjelp av skruer 5. Hver hylse omfatter en aksial kavitet for et endestykke 6,7. Prøven S blir anbrakt i en ringformet, U-formet elastomer-del som utgjør en kapsel 8. Sammenstillingen som består av prøven S og kapselen 8 er installert i en indre kavitet i hylsen 3 og er aksialt av-grenset på hver side av to endestykker 6,7. På siden av endestykke 6 er prøven S i kontakt med et semipermeabelt filter M fuktbart av et første fluid (slik som f.eks. brakkvann). Begge endestykkene 6,7 hvis flater vender mot hverandre, er forsynt med et nettverk av riller 9 (fig. 2), blir trykket mot prøven ved å skru to mut-tere 10 inn i hylsene 2, 3.
To ledninger 13 løper over endestykke 7 og forbinder nettverket med riller 11 på endeflaten av dette med en første kilde 14 som leverer det annet fluid under trykk. Likeledes løper ledninger 15 over endestykke 6 og forbinder det tilsvarende nettverk av riller 11 med en krets 16 ment for gjenvinning av det første fluid som er drenert ut av prøven som et resultat av injiseringen av det annet fluid. Et element 17 er installert på kretsen 16 for å måle volumet av fluid som forskyves ut av prø-ven S. En kapasitiv detektor til lav pris med en nøyaktighet på 0,05 cc, og en opp-løsning på 0,01 cc, maken til den detektor som brukes i den innretning som er beskrevet i fransk patentsøknad 97/15,833, inngitt av foreliggende søker, blir fortrinnsvis benyttet.
Innretningen omfatter f.eks. minst et første par med elektroder E1, E2 inn-støpt i kapselen 8 for å bli tett presset mot prøvens omkretsvegg, for å muliggjøre påtrykning av en elektrisk strøm. Ved hjelp av to andre par med elektroder E'1, E'2 som er innstøpt på tilsvarende måte, blir den potensialdifferanse som skapes som reaksjon på påtrykningen av elektrisk strøm, målt.
Denne separate tildeling av elektrodeparene, ett for påtrykning av strøm, det annet for måling av potensialdifferanse, gjør det mulig å unngå kontaktresi-stanser. Elektrodene er f.eks. kvadratisk formet og laget av Monel. Den vinkel-messige utstrekning av et elektrodepar rundt prøven er mindre enn 90°. Deres lengde må være mindre enn lengden av prøven for å unngå elektriske endekort-slutninger på utsiden av prøven, direkte gjennom fluidene, noe som ville forvrenge målingene. Deres lengde må imidlertid være stor nok i forhold til prøvens lengde slik at strømlinjene dekker mesteparten av prøvens volum med en forholdsvis jevn fordeling. Denne lengden kan variere betydelig i henhold til prøvens diameter. I de utførte forsøk er det blitt funnet at lengden av elektrodene med fordel kan ligge i området mellom Vi og 3A av prøvens lengde, og fortrinnsvis være av størrelsesor-den Vi av denne lengden.
Gjennom en plugg 18 kommuniserer rommet på omkretsen av kapselen 8 med en trykkinnretning 12 som muliggjør injisering av fluid under trykk som utøver et radialt inneslutningstrykk på prøven. Det radiale inneslutningstrykk omkring prø-ven er f.eks. i størrelsesorden av noen få MPa, tilstrekkelig til å sikre korrekt elektrisk kontakt for elektrodene. Under normale forhold er derfor kontaktresistansen generelt av samme størrelsesorden som resistansen til den prøven som skal måles med en lav vannmetning.
Gjennom pluggen 18 som er forsynt med en forseglet kanal, er ledningstrå-der 19 forbundet med de forskjellige elektroder E, E' koplet til et elektrisk konduk-tivitetsmålesystem 20 omfattende en RLC-impedansemåler med fire elektroder sammenkoplet i par, koplet til en måleinnhentingskrets 21.
RLC-målesystemet 20 er egnet til å måle de imaginære og reelle deler av kjernens komplekse impedans. Det kan kontrolleres eksperimentelt at den imaginære delen (forbundet med de kapasttive effekter) er hovedsakelig neglisjerbar i forhold til den reelle del (resistansen), bortsett fra ved høye frekvenser.
For å oppnå perfekt tetning av beholdercellen for prøven S, omfatter hvert endestykke 6, 7 (fig. 2) en rille i endeveggen for en tetning 22, og et metallgitter 23 belagt med et plastbelegg er innskutt mellom filteret M og det tilsvarende endestykke 6. Dette gitteret er på sin omkrets forsynt med en ikke-perforert ring 24 som hindrer fluidet fra å lekke ut ved å gå forbi filteret M.
Sammenstillingen er anbrakt i et termostatstyrt hus (ikke vist).
Det semipermeable filter M (laget av f.eks. porøs keramikk) blir her brukt til å oppnå en spesiell metningsprofil i prøven eller kjernen, som beskrevet nedenfor. Det har også den fordel at det tillater lett bestemmelse av den gjennomsnittlige metning og at det bare i begrenset grad avhenger av dødvolumene i endestykkene. Filteret M er her vannfuktet.
Prøven S, som er mettet med det første fluid, blir anbrakt i huset og et radialt inneslutningstrykk blir påført gjennom åpningen 18.
Et annet fluid, slik som olje, blir så injisert gjennom ledningene 13 ved et førstetrykk og de komplekse impedansvariasjonene for prøven blir kontinuerlig målt forflere frekvenser mellom 0,1 og omkring 10 MHz. De følgende fire frekvenser kan f.eks. tas: 0,1; 1; 10 og 100 kHz, som blir registrert av innsamlingsenheten 21. Resistansen R ved forskjellige metninger Sw blir utledet fra den reelle del av signalet ved 1 kHz og resistivitetsindeksen Ir = R/Ro, hvor Ro er resistansen målt i cellen ved 100 % metning, Ro = R<sw=i)-
Eksperimentelle resultater
Resultater
Spesielt to forsøk er blitt utført med membraner og med kjerner med meget forskjellige permeabiliteter (en 80 mD Vosges-sandsten og en 2400 mD syntetisk kjerne). Fluidene som brukes er saltvann (20g/l NaCI) og Soltrol 130. For den før-ste kjernen ble det suksessivt påført tre trykknivåer (Ps = 10 kPa, 20 kPa og 500 kPa), men likevekt er bare blitt nådd med den første kjernen, som vist ved produksjonskurven (fig. 4a). For denne kjernetypen er kapillartrykket i nærheten av kurveplatået omkring 10 kPa. Når resistivitetsindeksen blir utlagt som en funksjon av den gjennomsnittlige metning (fig. 4c), kan det observeres at den oppnåd-de kontinuerlige kurve er i samsvar med en relasjon av Archie-typen gjennom det dekkede metningsområde. I nærheten av Sw = 0,45 har det faktum at kapillarlikevekt er nådd, ingen virkning på kurve Ir. Det lokale avvik fra en potenslov synes tydeligere når den lokale helning n = -ln(lr)/ln(<Sw>) blir tegnet opp som en funksjon av metning (fig. 3, midtre kurve): n er litt overvurdert i området 0,6-0,9 hvor produksjonen er meget hurtig.
I det annet eksempel (fig. 5a til 5c) er eksperimentet meget kortere (2 timer) på grunn av kjernens høye permeabilitet. Dessuten blir det her påtrykket et enkelt tykknivå (Ps = 45 kPa); i forhold til det foregående eksempel er Ps meget høyere enn trykket omkring kurvens platå (omkring 3 kPa). Her er igjen kurven Ir godt beskrevet av en potenslov gjennom metningsområdet fra Sw = 1 til 0,18 (fig. 4, ned-re kurve). Profilen til den lokale helning (fig. 5b) viser en undervurdering av n i sonen med høy vannmetning (Sw = 0,6 til 1).
De eksperimentelle resultater viser at resistivitetsindeksmålinger kan utfø-res på meget kort tid i området fra noen få timer til flere ti-talls timer avhengig av kjernens permeabilitet, uten at en kapillarlikevekt må nås. Kurvene Ir er bestemt med høy nøyaktighet og de er forbausende ufølsomme for metningsprofiler i mesteparten av metningsområdet. Et enkelt høyt trykknivå gir større differanser enn de som observeres med to eller tre trykknivåer i tilfelle med høy vannmetning, det muliggjør dermed god nøyaktighet for en lav metning.
Tolkning
Numeriske simuleringer ble utført for å forstå resistivitetsmålingenes over-raskende ufølsomhet for ikke-uniforme metningsprofiler. To typer simulering ble utført: - endimensjonale numeriske simuleringer av forskyvningsprosesser av «semipermeabel vegg»-typen for å beregne metningsprofilen for et gitt sett med kapillartrykk og relative permeabilitetskurver. De har gjort det mulig å vise at de relative permeabilitetskurver som er oppnådd ved denne typen forskyvning, er dår-lig bestemt.
Tredimensjonale simuleringer av det elektriske feltet ble utført for å repro-dusere variasjonen av resistansen mellom forskjellige profiler. For de som er vist på fig. 6a-6c ble følgende grensebetingelser eller parametere påført: - kjernepermeabilitet 100 mD; - kapillartrykk oppnådd fra målinger tatt på like kjerner (fig. 7); - et vilkårlig sett med relative permeabilitetskurver av Corey-typen, hvor in-deksene i forhold til olje og vann begge er 3, og Kro(Swirr) = 0,8; - en 0,1-mm tykk vannfuktet membran M1 anbrakt ved z = 2,5 cm (z er ret-ningen for kjernens utstrekning) og med en permeabilitet på 0,1 mD (typisk verdi oppnådd fra forsøk) ble benyttet; - oljen blir injisert ved z=0 med tre forskjellige trykk (16,5,100 og 200 kPa);
- metningsindeks n = 2.
For en gitt metningsprofil (nummerert fra 1 til 13), blir tre metningsindekser n = -ln(R/Ro)/ln(<Sw(z)>) beregnet: - np (parallell modell): hvert punkt på metningsprofilen Sw(z) er en resistans av verdi R(z) = Sw(z)"<n>; den gjennomsnittlige parallelle resistans er R = Rp = 1/<1/R(z)> = <Sw(z)<n>>; denne modellen skulle beskrive målingene ved bruk av radiale elektroder;
- ns (seriemodell): den gjennomsnittlige serieresistans er
R = Rs = <R(z)> = 1/<Sw(z)"<n>>; denne modellen skulle beskrive målinger fra flate til flate; - n3D (3D analog reservoarmodell): resistivitetsindeksen Ir = Qo/Q, hvor Qo er den referansestrømningshastighet som er beregnet for en uniform metning Sw = 1. Q blir beregnet for en permeabilitetsprofil K(z) = Sw(z)<n>.
To områder må skjelnes ved analysering av metningsprofilene (fig. 6a-6c): - et høyt vannmetningsområde (tilnærmet, i foreliggende tilfelle, Sw = 0,7 til 1) hvor simuleringer viser at oljen ikke har nådd membranen; - et midlere og lavt vannmetningsområde (Sw < 0,7) hvor oljemetningen kan være høyere på utløpssiden (membransiden, z = 2,5 cm) enn på innløpssi-den, z = 0 (f.eks. metningsprofil 12). Denne effekten skyldes det svake trykkfall for membranen som muliggjør hurtig avmetning nær utløpet og også avhenger av de valgte kurver Kr.
Disse simuleringene har gjort det mulig å konkludere med at:
- hvis vi sammenlikner ns, np og n3D (fig. 6a-6c), er en resistivitetsmåle-konfigurasjon som er følsom for den parallelle modell, klart mindre påvirket av ikke-uniforme metningsprofiler. Dette er særlig tilfelle på grunn av elektrodenes radiale geometri. 3D-beregninger viser den samme tendens: n3D er meget nær inngangsverdien n = 2 for Sw <0,8, - det er viktig å måle resistansen i hele kjernen; for et stort antall profiler, er ns og np i virkeligheten nær hverandre fordi 1/<Sw(z)"<n>> eller <Sw(z)<n>> ikke er meget forskjellige fra Sw(z)<n>, - for en høy vannmetning (Sw > 0,8), viser simuleringer en meget høyere følsomhet for metningsprofilene: n3D går fra 2 til 1 (fig. 6), en verdi som er langt fra den parallelle modellen og motsier målingene. To forklaringer kan aksepteres: (i) det elektriske feltet blir sterkt modifisert av metningsprofilen og den parallelle modellen kan ikke benyttes; (ii) simuleringer reproduserer ikke den perkolerings prosessen som opptrer med en høy metning Sw og fingerkarakteristikker er mer representative for den tredimensjonale fordeling av oljen i det porøse medium; de beregnede metningsprofiler er derfor ikke relevante.
Claims (8)
1. Fremgangsmåte for rask og kontinuerlig måling av resistivitetsindeksvaria-sjoner (lr-variasjoner) til en porøs, fast prøve, som innledningsvis er mettet med et første fluid, ved hjelp av en innretning som omfatter en langstrakt beholdercelle (1), en anordning for utøvelse av et radialt trykk mot prøven, elektroder (E1, E2) trykket mot prøvens omkretsvegg for å tillate påtrykning av en elektrisk strøm og deteksjon av potensialdifferanser som opptrer mellom distinkte punkter som reaksjon på påtrykningen av en elektrisk strøm, idet elektrodene er forbundet med en innretning (20) for måling av impedansen til prøven, et første semipermeabelt filter M som er permeabelt for det første fluid og anbrakt hovedsakelig i kontakt med en første ende av prøven, og en anordning (14) for injisering undertrykk av et annet fluid gjennom en annen ende av den samme prøve,
karakterisert ved at: - elektroder hvis langsgående utstrekning er forholdsvis stor i forhold til lengden av prøven, men kortere enn denne lengden, blir brukt og valgt for å innbefatte den størst mulige del av prøvens volum i impedansmålingene, mens kortslutninger gjennom prøvens ender unngås, og - minst ett injeksjonstrykktrinn blir påført for det annet fluid og nøyaktige kontinuerlige målinger av de komplekse elektriske impedansvariasjoner for prøven blir utført ved forskjellige frekvenser under en fase med forskyvning av metningsfluidet, idet målingene blir utført uten å vente på at en kapillartrykklikevekt skal nås i prøven som reaksjon på hvert trykktrinn.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,
karakterisert ved at elektroder hvis lengde ligger i området mellom Vi og Va av prøvens lengde blir benyttet.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1,
karakterisert ved at elektroder hvis lengde er av størrelsesorden V£ av lengden av prøven blir brukt.
4. Fremgangsmåte ifølge noen av de foregående krav,
karakterisert ved at nøyaktige kontinuerlige målinger av de komplekse elektriske impedansvariasjoner for prøven blir utført ved flere frekvenser under en dreneringsfase.
5. Fremgangsmåte ifølge noen av de foregående krav,
karakterisert ved at nøyaktige kontinuerlige målinger av de komplekse elektriske impedansvariasjonene for prøven blir utført ved flere frekvenser under en absorbsjonsfase.
6. Anordning for oppnåelse av raske og kontinuerlige resistivitetsindeksvaria-sjoner (lr-variasjoner) for en porøs fast prøve som innledningsvis er mettet med et første fluid, omfattende en langstrakt beholdercelle (1), en anordning (12) for ut-øvelse av et radialt trykk mot prøven, elektroder (E1, E2) presset mot omkrets-veggen til prøven for å muliggjøre påtrykning av en elektrisk strøm og bestemme potensialdifferanser som opptrer mellom distinkte punkter som reaksjon på påtrykningen av den elektriske strøm, idet elektrodene er forbundet med en innretning (20) for måling av prøvens impedans, et første semipermeabelt filter (M), som er permeabelt for det første fluid og anbrakt hovedsakelig i kontakt med en første ende av prøven, og en injiseringsanordning (14) for injisering under trykk av et annet fluid gjennom en annen ende av prøven,
karakterisert ved at elektrodene har en forholdsvis stor langsgående utstrekning i forhold til lengden av prøven, men kortere enn denne lengden, for å innbefatte den størst mulige del av prøvens volum i impedansmålingene mens kortslutninger gjennom prøvens ender unngås.
7. Anordning ifølge krav 6,
karakterisert ved at elektrodenes lengde ligger i området mellom % og Va av prøvens lengde, og fortrinnsvis er i størrelsesorden V2 av prøvens lengde.
8. Anordning ifølge krav 6,
karakterisert ved at elektrodenes lengde er i størrelsesorden !4 av prøvens lengde.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9809542A FR2781573B1 (fr) | 1998-07-24 | 1998-07-24 | Methode de mesure rapide de l'indice de resistivite d'echantillons solides tels que des roches |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO993593D0 NO993593D0 (no) | 1999-07-23 |
NO993593L NO993593L (no) | 2000-01-25 |
NO321567B1 true NO321567B1 (no) | 2006-06-06 |
Family
ID=9529022
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO19993593A NO321567B1 (no) | 1998-07-24 | 1999-07-23 | Fremgangsmate og innretning for rask maling av resistivitetsindeksen til faste prover, slik som stein |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6229312B1 (no) |
EP (1) | EP0974839A1 (no) |
CA (1) | CA2278449C (no) |
FR (1) | FR2781573B1 (no) |
NO (1) | NO321567B1 (no) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2809821B1 (fr) * | 2000-06-02 | 2002-09-20 | Inst Francais Du Petrole | Dispositif de connexion electrique etanche d'electrodes par cable blinde et systeme pour mesures petrophysiques utilisant le dispositif |
FR2823308B1 (fr) * | 2001-04-05 | 2003-12-19 | Inst Francais Du Petrole | Cellule de confinement thermostatee pour echantillon destine a des mesures par rmn et une methode pour sa mise en oeuvre |
FR2844360B1 (fr) | 2002-09-11 | 2004-10-15 | Inst Francais Du Petrole | Methode pour determiner l'indice de resistivite en fonction de la saturation en eau, de certaines roches de porosite complexe |
FR2844355B1 (fr) | 2002-09-11 | 2005-03-25 | Inst Francais Du Petrole | Methode de mesure de la mouillabilite de roches par resonnance magnetique nucleaire |
FR2854462B1 (fr) | 2003-04-29 | 2005-06-24 | Inst Francais Du Petrole | Methode d'evaluation du facteur de formation d'un gisement souterrain a partir de mesures sur des debris de forage qui y sont preleves |
FR2860876B1 (fr) * | 2003-10-10 | 2006-01-06 | Inst Francais Du Petrole | Methode et dispositif pour mesurer l'anisotropie de resistivite d'echantillons de roche presentant des litages |
US7171843B2 (en) * | 2004-10-01 | 2007-02-06 | Lasswell Patrick M | Electronic humidity chamber for vapor desorption to determine high capillary pressures |
FR2920876B1 (fr) | 2007-09-07 | 2009-12-04 | Inst Francais Du Petrole | Methode de mesure rapide de la saturation et de la resistivite d'un milieu poreux. |
US8805616B2 (en) | 2010-12-21 | 2014-08-12 | Schlumberger Technology Corporation | Method to characterize underground formation |
US9103813B2 (en) * | 2010-12-28 | 2015-08-11 | Chevron U.S.A. Inc. | Processes and systems for characterizing and blending refinery feedstocks |
US9347009B2 (en) * | 2010-12-28 | 2016-05-24 | Chevron U.S.A. Inc. | Processes and systems for characterizing and blending refinery feedstocks |
CN102513224B (zh) * | 2011-10-26 | 2014-01-08 | 中国石油集团西部钻探工程有限公司 | 岩心离心机液体监测装置 |
US10108762B2 (en) | 2014-10-03 | 2018-10-23 | International Business Machines Corporation | Tunable miniaturized physical subsurface model for simulation and inversion |
CN105181549B (zh) * | 2015-08-27 | 2017-11-24 | 中原工学院 | 测试注浆体渗流和凝固时间特性的试验系统和方法 |
CN106124565B (zh) * | 2016-07-08 | 2017-05-31 | 中国石油大学(北京) | 一种用于测量致密岩石阻抗特征的密封固定测量装置 |
CN111022009B (zh) * | 2019-12-27 | 2024-07-12 | 延长油田股份有限公司志丹采油厂 | 一种脉冲作用下渗吸实验装置及实验方法 |
SE544625C2 (en) * | 2020-04-14 | 2022-09-27 | Epiroc Rock Drills Ab | Arrangement, drill rig and method therein for detection of water in material flow |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2254703B (en) * | 1991-03-19 | 1995-02-22 | Mobil Oil Corp | Method for determining electrical anisotropy of a core sample from a subterranean formation |
US5164672A (en) * | 1992-02-19 | 1992-11-17 | Mobil Oil Corporation | Method for measuring electrical resistivity of a core sample of porous rock during water drainage and imbibition |
FR2708742B1 (fr) * | 1993-07-29 | 1995-09-01 | Inst Francais Du Petrole | Procédé et dispositiphi pour mesurer des paramètres physiques d'échantillons poreux mouillables par des fluides. |
FR2724460B1 (fr) * | 1994-09-09 | 1997-01-17 | Inst Francais Du Petrole | Dispositif de mesure petrophysique et mehode de mise en oeuvre |
-
1998
- 1998-07-24 FR FR9809542A patent/FR2781573B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-06-25 EP EP99401609A patent/EP0974839A1/fr not_active Withdrawn
- 1999-07-22 US US09/359,765 patent/US6229312B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-07-23 CA CA002278449A patent/CA2278449C/fr not_active Expired - Fee Related
- 1999-07-23 NO NO19993593A patent/NO321567B1/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2278449A1 (en) | 2000-01-24 |
FR2781573B1 (fr) | 2000-08-25 |
FR2781573A1 (fr) | 2000-01-28 |
CA2278449C (fr) | 2008-02-05 |
EP0974839A1 (fr) | 2000-01-26 |
US6229312B1 (en) | 2001-05-08 |
NO993593D0 (no) | 1999-07-23 |
NO993593L (no) | 2000-01-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO321567B1 (no) | Fremgangsmate og innretning for rask maling av resistivitetsindeksen til faste prover, slik som stein | |
EP0729022B1 (fr) | Méthode et dispositif pour déterminer différents paramètres physiques d'échantillons de matériaux poreux, en présence de fluides di- ou triphasiques | |
US9400241B2 (en) | Solute concentration measurement device and related methods | |
US2539355A (en) | Apparatus for measuring interstitial water content, permeability, and electrical conductivity of well cores | |
CN108369177A (zh) | 用于确定地下地层的气体渗透率的方法和装置 | |
CN103885078B (zh) | 采样测量表层土壤氡析出率获得土壤潜势氡浓度的方法及装置 | |
WO2008081470B1 (en) | Electronic level sensor and timer based falling head soil permeameter | |
Lu et al. | Constant flow method for concurrently measuring soil-water characteristic curve and hydraulic conductivity function | |
KR101541342B1 (ko) | 자연상태의 지표수/퇴적물 경계면에서의 물교환량(water exchange) 측정장치 | |
CN108444890B (zh) | 测试中、高渗岩心液测渗透率的非稳态滴定装置及方法 | |
CN106501151A (zh) | 一种基于渗吸和离子扩散特性的页岩孔径测量装置及方法 | |
CA2165524C (fr) | Methode et dispositif de mesure en continu des variations de la saturation globale d'un echantillon en fluides non miscibles incompressibles | |
US8079249B2 (en) | Gas permeability measurement apparatus | |
CN203772853U (zh) | 一种岩石自由膨胀率及含水率测定装置 | |
CN108896467B (zh) | 一种动态测量土壤孔隙率的方法及装置 | |
US5979223A (en) | Device intended for measurements on a porous sample in the presence of fluids, using temperature-resistant semipermeable membranes | |
NO20160503A1 (en) | Inline multiphase densitometer | |
NO316140B1 (no) | Apparat for måling av termodynamiske egenskaper i en hydrokarbonpröve | |
CN107179393B (zh) | 一种低含水量致密岩土介质的孔隙水压力测试方法 | |
CN108717036B (zh) | 一种油藏注水过程中动态相渗曲线的实验评价方法 | |
CN111650083A (zh) | 岩心高压下气、水流量计量装置和方法 | |
US10844712B2 (en) | Devices and methods for measuring analyte concentration | |
Li et al. | A research of affect factor on hysteresis behavior for soil-water characteristic curve | |
FR2734056A1 (fr) | Cellule de mesure a prise de pression multiple | |
ITUA20164208A1 (it) | Strumento di verifica del grado di saturazione di un gruppo sensore di pressione di un piezocono, e metodo per effettuare tale verifica |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |