RU1777048C - Method for determining wettability of collector rocks - Google Patents
Method for determining wettability of collector rocksInfo
- Publication number
- RU1777048C RU1777048C SU904874865A SU4874865A RU1777048C RU 1777048 C RU1777048 C RU 1777048C SU 904874865 A SU904874865 A SU 904874865A SU 4874865 A SU4874865 A SU 4874865A RU 1777048 C RU1777048 C RU 1777048C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- saturation
- oil
- water
- sample
- parameter
- Prior art date
Links
Abstract
Использование: изобретение относитс к горному делу и может быть использовано при определении подсчетных параметров пород-коллекторов, оценке запасов нефти и газа, проектировании рациональных систем разработки нефт ных месторождений заводнением . Сущность: экспериментальным путем определ ют проницаемость, открытую пористость, параметр пористости, параметр насыщени , межфазное нат жение на границе нефть-вода, провод т двойную капилл риметрию путем вытеснени воды нефтью и нефти водой, задава сь р дом дит скретных значений давлений. Определ ют толщину пленок воды и нефти, удерживаемых поровой поверхностью каждого образца , по данным последних производ т разделение образцов на гидрофильные и гидрофобизованные, а значени краевого угла смачивани устанавливают по соответствующим формулам. Устанавливают коррел ционную св зь между краевым углом смачивани и параметром влажности, стро т эталонный график зависимости краевого угла смачивани от параметра влажности. По данным ГИС вычисл ют параметр влажности пласта, а по фиксированному значению последнего из эталонного графика определ ют смачиваемость пород. 1 з.п.ф- лы. 3 ил. ЁUsage: the invention relates to mining and can be used in determining the estimated parameters of reservoir rocks, estimating oil and gas reserves, designing rational systems for developing oil fields by water flooding. SUBSTANCE: permeability, open porosity, porosity parameter, saturation parameter, interfacial tension at the oil-water interface are experimentally determined, double capillimetry is performed by displacing water with oil and oil by water, setting the pressure values to a certain value. The thickness of the water and oil films held by the pore surface of each sample is determined, according to the data of the latter, the samples are separated into hydrophilic and hydrophobized, and the contact angles are determined by the corresponding formulas. A correlation relationship is established between the wetting angle and the humidity parameter, and a reference graph is plotted for the dependence of the wetting angle on the humidity parameter. The reservoir moisture parameter is calculated from the well log data, and the wettability of the rocks is determined from the fixed value of the last from the reference graph. 1 wp 3 ill. Yo
Description
Изобретение относитс к горному делу и может быть использовано при интерпретации данных геофизических исследований скважин, подсчете запасов нефти и газа, проектировании рациональных систем разработки нефт ных месторождений.The invention relates to mining and can be used in interpreting data from geophysical surveys of wells, calculating oil and gas reserves, designing rational systems for developing oil fields.
Известен способ определени смачиваемости пористых материалов, заключающийс в том, что образец породы предварительно насыщают исследуемой жид костью, а затем выдерживают в жидкости, пол рно противоположной исследуемой, до установлени неизменной конфигурации образующихс на поверхности образца капель, по геометрическим размерам которых рассчитывают краевой угол смачивани .A known method for determining the wettability of porous materials is that the rock sample is preliminarily saturated with the studied liquid and then kept in the liquid polar opposite to the studied one until the droplets formed on the surface of the sample are fixed in shape, the geometrical dimensions of which calculate the contact angle of contact.
Недостатком этого способа вл етс проведение измерений, близких к поверхностным , что снижает достоверность определений смачиваемости пористых материалов.The disadvantage of this method is that measurements are close to surface, which reduces the reliability of the wettability determinations of porous materials.
Наиболее близким техническим решением вл етс способ определени смачиваемости пород-коллекторов, включающий отбор образцов из исследуемых пластов, экстрагирование их и высушивание, измерение проницаемости образцов, насыщение их пластовой водой, измерениеThe closest technical solution is a method for determining the wettability of reservoir rocks, including sampling from the studied formations, extracting and drying them, measuring the permeability of the samples, saturating them with formation water, measuring
VJ VI VIVJ VI VI
gg
СОWith
параметра пористости, проведение капил- л риметрии путем ступенчатого вытеснени воды и каждого образца флюидом, построение кривых зависимости капилл рного давлени от водонасыщенности, определение остаточной водонасыщенности и среднего капилл рного давлени дл каждого образца, измерение межфазного нат жени на границе нефть-вода и расчет краевого угла смачивани .the porosity parameter, conducting capillary rimetry by stepwise displacing water and each sample with fluid, plotting the dependence of capillary pressure on water saturation, determining the residual water saturation and average capillary pressure for each sample, measuring the interfacial tension at the oil-water interface and calculating the edge wetting angle.
Основными недостатками прототипа вл ютс следующие: отсутствие возможности определени краевого угла смачивани гидрофобизованных пород, он ограничиваетс только рамками лабораторных определений, то есть не делаетс переход от лабораторных определений на промысловую геофизику, метод имеет невысокую информативность.The main disadvantages of the prototype are the following: the inability to determine the wetting angle of hydrophobized rocks, it is limited only by the scope of laboratory definitions, i.e. there is no transition from laboratory definitions to field geophysics, the method has a low information content.
Целью предложенного способа вл етс повышение достоверности определений интегральной смачиваемости пород пластовыми флюидами.The aim of the proposed method is to increase the reliability of the determination of the integral wettability of rocks by formation fluids.
Поставленна цель достигаетс тем, что в известном способе, заключающемс в отборе образцов из исследуемых пластов, экстрагировании их, высушивании, измер ют проницаемость образцов, насыщают их пластовой водой, измер ют параметр пористости . Затем провод т капилл риметрию путем ступенчатого вытеснени воды из каждого образца нефтью, стро т кривые зависимости капилл рного давлени от водонасыщенности . После этого определ ют остаточную водонасыщенность и среднее капилл рное давление дл каждого образца , измер ют межфазное нат жение на границе нефть-вода и рассчитывают краевой угол смачивани .The goal is achieved by the fact that in the known method, which consists in taking samples from the studied formations, extracting them, drying, measure the permeability of the samples, saturate them with formation water, measure the porosity parameter. Then, capillimetry is carried out by stepwise displacement of water from each sample with oil, and curves of the dependence of capillary pressure on water saturation are plotted. After that, the residual water saturation and average capillary pressure for each sample are determined, the interfacial tension at the oil-water interface is measured, and the contact angle is calculated.
Способ отличаетс от известного наличием новых операций: дополнительно измер ют объем каждого образца и объем воды, вошедший в образец при насыщении, по отношению объемов воды и образца определ ют открытую пористость каждого образца , подбирают выборку образцов, отобранных из различных частей залежи, с широким диапазоном изменени их проницаемости и пористости, насыщают образцы пластовой нефтью, выдерживают их под насыщением до стабилизации адсорбционных процессов путем контрол за процессом насыщени по стабилизации электросопротивлени каждого образца, вытесн ют нефть из них пластовой водой, задава сь р дом дискретных значений давлений, и при каждом дискретном значении давлени измер ютобьемы вытесненной нефти, стро т кривые зависимости капилл рного давлени от нефтенасыщенности, по которьпмThe method differs from the known one by the presence of new operations: in addition, the volume of each sample and the volume of water entering the sample at saturation are measured, the open porosity of each sample is determined from the ratio of the volumes of water and the sample, a sample of samples taken from various parts of the reservoir is selected with a wide range changes in their permeability and porosity, saturate the samples with reservoir oil, keep them under saturation until stabilization of the adsorption processes by monitoring the saturation process to stabilize the electrical conductivity stiffness of each sample, displace oil from them with produced water, setting a number of discrete pressure values, and for each discrete pressure value, the volume of displaced oil is measured, and the curves of the dependence of capillary pressure on oil saturation are measured.
определ ют остаточную нефтенасыщен- ность образцов, по полученным значени м остаточной водо- и нефтенасыщенности вычисл ют медианную водо- и нефтенасыщен- ность из соотношени :the residual oil saturation of the samples is determined, the median water and oil saturation are calculated from the obtained values of the residual water and oil saturation from the ratio:
MdMd
1 -К1 TO
о. в.about. at.
К l КнK l Kn
Md,Md
- (1 - Ко.в.)- (1 - Co.)
О.В. , Кр.Н. O.V. , Cr. N.
где Кв , Кн - медианна водо- и нефтена- сыщенность;where Кв, Кн - median water and oil saturation;
Ко.в., Кр.н. - остаточна водо- и нефтена- сыщенность;Co., Ph.D. - residual water and oil saturation;
по экспериментально полученным ранее параметрам: параметру пористости, открытой пористости, проницаемости, остаточной водо- и нефтенасыщенности, медианно водо- и нефтенасыщенности определ ют абсолютный гидравлический радиус пор и гидравлические радиусы пор с учетом остаточной водонасыщенности и нефтенасыщенности при медианном насыщении дл каждого образца по формулам:Using the previously experimentally obtained parameters: the parameter of porosity, open porosity, permeability, residual water and oil saturation, median water and oil saturation, the absolute hydraulic radius of pores and hydraulic radii of pores are determined taking into account the residual water saturation and oil saturation at median saturation for each sample according to the formulas:
Md,Md
Гоабс V,,o2Goabs V ,, o2
0 rOB,Md 0 rOB, Md
MdMd
,Md, Md
уРпКп.оКпрКв Г° VnKn.oKnp(.B)URPK.OKPRKV G ° VnKn.oKnp (.B)
(via ./ о Го.н. Уур2(via ./ about GoN Ur2
уРпКп.оКпрКнURPK.OKPRKKN
MdMd
MdMd
где Гоабс - абсолютный гидравлический радиус пор образца;where Goabs is the absolute hydraulic radius of the pores of the sample;
Го.вШ, Го.н d - гидравлические радиусы пор образца с учетом остаточной водонасыщенности и медианной нефтенасыщенности:Го.вШ, Го.н d - hydraulic radii of the pores of the sample, taking into account the residual water saturation and median oil saturation:
у- фактор формы поровых каналов;y is the pore channel shape factor;
Рп - параметр пористости; Кп о - открыта пористость; КПр - проницаемость;RP is the parameter of porosity; Kp o - open porosity; CRC - permeability;
определ ют толщину пленок воды и нефти, удерживаемых поровой поверхностью каждого образца при медианном насыщении иэ соотношенийdetermine the thickness of the films of water and oil held by the pore surface of each sample at median saturation and ratios
50fifty
Тв - (Го.абс Го.в J 2;Tv - (Go.abs Go.v J 2;
,- ir Md Md о. Тн - (Го.в Го.н ) ,, - ir Md Md about. Tn - (Go.o Go.n),
по данным последних производ т разделение образцов на гидрофильные и гидрофо- бизованные, определ ют дл гидрофильных пород значение краевого угла смачивани по формуле:according to the data of the latter, the samples are separated into hydrophilic and hydrophobized, the value of the contact angle for hydrophilic rocks is determined by the formula:
pMdpMd
& -З РпКпоМК -Ков):& -Z RpKpoMK -Kov):
0° .0 °.
где Ркв d - среднее значение капилл рного давлени при медианной водонасыщенно- сти;where Pkv d is the average value of capillary pressure at a median water saturation;
(5Нв - межфазное нат жение на границе нефть-вода:(5Нв - interfacial tension at the oil-water interface:
у- фактор формы поровых каналов;y is the pore channel shape factor;
Рп - параметр пористости;RP is the parameter of porosity;
Кп.о - открыта пористость;Kp.o - open porosity;
Кпр - проницаемость;CRC - permeability;
Кв , Ко в - медианна и остаточна во- донасыщенность;Qu, Co in - median and residual water saturation;
дл гидрофобизованных пород дополнительно определ ют коэффициент гидрофоб- ности, равный отношению гидравлических радиусов пор с учетом нефтенасыщенности и остаточной водонасыщенностиfor hydrophobized rocks, the hydrophobicity coefficient is additionally determined equal to the ratio of the hydraulic radii of pores taking into account oil saturation and residual water saturation
Md,Md
а . Md/ р Гон / Го.and . Md / r Gon / Go.
MdMd
где ft - коэффициент гидрофобное™;where ft is the hydrophobic coefficient ™;
Го.н , г0.в гидравлические радиусы пор образца с учетом медианной нефтенасыщенности и остаточной водонасыщенности;Гон, г0.в hydraulic radii of the pores of the sample, taking into account the median oil saturation and residual water saturation;
определ ют значение краевого угла смачивани дл гидрофобизованных пород по формуле:determine the value of the contact angle for hydrophobized rocks by the formula:
в 180° - arccos( /fcos 0B); 90° 0„ 180°,at 180 ° - arccos (/ fcos 0B); 90 ° 0 „180 °,
на ранее подобранной выборке образцов, насыщенных пластовой водой, замер ют электросопротивление каждого образца при 100%-ной и остаточной водонасыщенности , по отношению которых устанавливают параметр насыщени ; определ ют параметр влажности, равный произведению пораметра пористости на параметр насыщени каждого образца; устанаёливают коррел ционную св зь между ранее определенным краевым углом смачивани и параметром влажности: стро т эталонный график зависимости краевого угла смачивани от параметра влажности дл конкретного месторождени : по данным геофизических исследований скважин определ ют параметр пористости и параметр насыщени исследуемого пласта, на основании которых вычисл ют параметр влажности пласта, а по фиксированному значению последнего по эталонному графику зависимости краевого угла смачивани от параметра влажности определ ют смачиваемость пород.on a previously selected sample of samples saturated with formation water, the electrical resistance of each sample is measured at 100% and residual water saturation, with respect to which a saturation parameter is set; determining a moisture parameter equal to the product of the porosity parameter and the saturation parameter of each sample; establish a correlation between the previously determined wetting angle and the humidity parameter: build a reference graph of the dependence of the wetting angle on the humidity parameter for a particular field: from the data of geophysical studies of the wells, the porosity parameter and the saturation parameter of the formation under study are determined, based on which formation moisture parameter, and according to a fixed value of the latter according to the reference graph, the dependence of the wetting angle on the humidity parameter is determined The wettability of the rocks.
На фиг.1 представлена схема устройства дл осуществлени предлагаемого способа; на фиг.2 - зависимости капилл рного давлени от водо- и нефтечасыщенности; на фиг.З - зависимость краевого угла смачиваемости от влажности.Fig. 1 is a diagram of an apparatus for implementing the method of the invention; Fig. 2 shows the dependence of capillary pressure on water and oil saturation; in Fig.Z - dependence of the wetting angle of moisture.
Устройство содержит корпус 1 и камеруThe device comprises a housing 1 and a camera
2 гидравлического обжати образца 3 породы , фланцы 4 и 5, эластичную манжету 6 под образец 3 породы и полупроницаемую мембрану 7, поршни 8 и 9 с подвод щим и отво0 д щим каналами 10 и 11. Поршни 8 и 9 электрически изолированы от корпуса 1. Корпус 1 имеет подвод щий канал 12 дл подачи масла в камеру 2 от гидроцилиндра (на фиг.1 не показан).2 hydraulic compression of the rock sample 3, flanges 4 and 5, an elastic sleeve 6 for the rock sample 3 and a semipermeable membrane 7, pistons 8 and 9 with inlet and outlet channels 10 and 11. The pistons 8 and 9 are electrically isolated from the housing 1. The housing 1 has an inlet channel 12 for supplying oil to the chamber 2 from the hydraulic cylinder (not shown in Fig. 1).
5Корпус 1 заключен в кожух 13, имеющий5 the housing 1 is enclosed in a casing 13 having
пазы 14, в которые вмонтирован электронагревательный элемент. Отвод щий канал 11 гидравлически св зан трубопроводом 15 с микробюреткой 16. К поршн м 8 и 9 под0 соединен прибор измерени удельного электрического сопротивлени 17 образца 3 породы. Измерительными электродами служат торцы поршней 8 и 9, прижатые к образцу 3 породы и полупроницаемой мембранеgrooves 14 in which the electric heating element is mounted. The outlet channel 11 is hydraulically connected by a pipe 15 to a microburette 16. A resistivity measuring device 17 of the rock sample 3 is connected to the pistons 8 and 9 under. The measuring electrodes are the ends of the pistons 8 and 9, pressed against the rock sample 3 and a semipermeable membrane
5 7 и изолированные от корпуса 1 и других элементов устройства. Система подачи флюидов (на фиг.1 не показана) подсоединена к подвод щему каналу 10 и содержит поршневые разделители с нефтью и водой.5 7 and isolated from the housing 1 and other elements of the device. A fluid supply system (not shown in Fig. 1) is connected to the supply channel 10 and comprises piston separators with oil and water.
0 манифольды. манометры.0 manifolds. manometers.
Полупроницаема мембрана 7 изготавливаетс из спрессованного никелевого по- рошка путем спекани его в среде диссоцированного аммиака.The semipermeable membrane 7 is made of compressed nickel powder by sintering it in dissociated ammonia.
5 Способ осуществл етс следующим образом .5 The method is carried out as follows.
На месторождении по пробуренным скважинам отбирают образцы пород из исследуемых пластов, экстрагируют их путемAt the field, rock samples are taken from drilled wells from the studied formations, and extracted by
0 холодной экстракции в гексане с целью симального сохранени их первоначальных смачивающих свойств, затем образцы высушивают до посто нства их веса.0 cold extraction in hexane in order to preserve their initial wetting properties in the same way, then the samples are dried to the constant of their weight.
Каждый образец 3 помещают поочеред5 но в эластичную манжету 6 устройства и путем подачи давлени обжима от гидроцилиндра (на фиг.1 не показан) на эластичную манжету 6 и поршни 8 создают эффективное давление на образец 3 породы и моделиру0 ют температуру, равную пластовой, с помощью электронагревательного элемента, вмонтированного в кожух 13. После создани на образце породы 3 пластовых условий по давлению и температуре замер ют егоEach sample 3 is placed alternately5 but in the elastic cuff 6 of the device and by applying crimping pressure from the hydraulic cylinder (not shown in Fig. 1) to the elastic cuff 6 and pistons 8, create effective pressure on the rock sample 3 and simulate the temperature equal to the reservoir temperature using an electric heating element mounted in a casing 13. After creating 3 formation conditions on the rock sample, measure it by pressure and temperature
5 проницаемость КПр путем подачи газообразного агента к подвод щему каналу 10. После определений проницаемости образца стравливают давление обжима гидроцилиндром (на фиг.1 не показан) через подвод щий канал 12.5, the permeability of CRC by supplying a gaseous agent to the supply channel 10. After determining the permeability of the sample, the crimp pressure is vented by the hydraulic cylinder (not shown in Fig. 1) through the supply channel 12.
Затем образцы взвешивают и насыщают пластовой водой. Повторно взвешивают, измер ют их геометрические размеры - диаметр и длину, по которым вычисл ют площадь S и объем V0. По разности весов водонасыщенного и сухого образцов, деленной на удельный вес пластовой воды, определ ют объем воды VB, вошедший в образец при насыщении, а по отношению объемов воды VB и образца V0 вычисл ют его открытую пористость Кп.о.:Then the samples are weighed and saturated with formation water. It is re-weighed, their geometric dimensions are measured - diameter and length, from which the area S and volume V0 are calculated. The difference in the weights of the water-saturated and dry samples divided by the specific gravity of the produced water determines the volume of water VB that entered the sample at saturation, and its open porosity Kp.
Кп.о. - VeVo.Kp.o. - VeVo.
Далее водонасыщенный образец 3 повторно помещают в эластичную манжету 6 и создают на нем услови , близкие к пластовым по давлению и температуре (аналогично , как при замере проницаемости). Когда электросопротивление образца 3 стабилизируетс , что указывает на завершенность деформационных процессов, берут его отсчет R с помощью приборов измерени удельного электрического сопротивлени 17 и, зна площадь поперечного сечени образца S, его длину I, вычисл ют удельное электрическое сопротивление полностью водонасыщенного образца/Эвп R S/ I, а его параметр пористости Рп определ ют как отношение рвп к удельному электрическому сопротивлению воды рв, насыщенной поры образцаNext, the water-saturated sample 3 is re-placed in the elastic cuff 6 and conditions are created on it, close to the reservoir pressure and temperature (similarly, when measuring permeability). When the electrical resistance of sample 3 is stabilized, which indicates the completion of the deformation processes, take its readout R using electrical resistivity measuring instruments 17 and, knowing the cross-sectional area of the sample S, its length I, calculate the electrical resistivity of a fully water-saturated sample / EEC RS / I, and its porosity parameter Pn is defined as the ratio of the rvp to the electrical resistivity of the water rv saturated with the pore of the sample
Рп рвп/рвRP RVP / RV
Заметим, что в случае использовани воды дл определени пористости, последн будет характеризовать влагоемкость по- рового пространства образца породы. Дл практических целей фиксирование количества воды по удельному электрическому сопротивлению водонасыщенного образца основываетс на насыщении образца водой .Note that if water is used to determine porosity, the latter will characterize the moisture capacity of the pore space of the rock sample. For practical purposes, fixing the amount of water by the electrical resistivity of a water-saturated sample is based on the saturation of the sample with water.
После этого на исследуемом образце 3, предварительно поместив на торцевую поверхность поршн 9 полупроницаемую мембрану 7, провод т капилл риметрию путем ступенчатого вытеснени воды из образца 3 нефтью, подаваемой через подвод щий канал 10 поршн 8. При этом вода из пор образца вытесн етс через полупроницаемую м.ембрану 7 в отвод щий канал 11 поршн 9 и поступает по трубопроводу 15 в микробюретку 16. Следует отметить, что вс система, включающа отвод щий канал 11, трубопровод 15 и некоторую часть микробюретки (до нулевой отметки) предварительно (до начала .исследований)After that, on the test sample 3, having previously placed a semipermeable membrane 7 on the end face of the piston 9, capillimetry is carried out by stepwise displacing water from the sample 3 with oil supplied through the supply channel 10 of the piston 8. In this case, water is displaced from the sample pores through the semipermeable m. the membrane 7 into the outlet channel 11 of the piston 9 and enters through the pipe 15 into the microburette 16. It should be noted that the entire system including the outlet channel 11, the pipe 15 and some part of the microburette (up to zero) but (before .issledovany)
заполн етс пластовой водой и вакуумиру- етс . В микробюретке 16 регистрируют объем вытесненной воды из пор образца 3. По полученным текущим значени м капилл рных давлений Рк и водонасыщенности Кв стро т зависимость капилл рного давлени от водонасыщенности Рк f(KB). Неснижающуюс величину водонасыщенности, сн тую из этой кривой, принимают заfilled with formation water and evacuated. The volume of displaced water from the pores of sample 3 is recorded in the microburette 16. Based on the obtained current values of capillary pressures Pk and water saturation Kv, the dependence of capillary pressure on water saturation Pk f (KB) is constructed. The non-decreasing water saturation value taken from this curve is taken as
остаточную водонасыщенность Кр.в.. Вычисл ют медианную водонасыщенность Кв . дл каждого образца 3 из соотношений:residual water saturation Kv. Calculate the median water saturation Kv. for each sample 3 of the ratios:
MdMd
MdMd
1 -1 -
1 Ко.в.1 Co.
(1).(1).
По графику зависимости Рк f(KB) по полученному значению медианной водонасыщенности Кв определ ют среднее капилл рное давление РквМа в точке пересечени линии медианной водонасыщенности с кривой Рц т(Кв), что соответствует медианному радиусу пор.From the Pk f (KB) plot, the average capillary pressure PkvMa at the point of intersection of the median water saturation line with the Pt (Kv) curve is determined from the median water saturation Kv obtained, which corresponds to the median pore radius.
Затем на образце 3 измер ют его удельное электрическое сопротивление рнп при остаточной водонасыщенности Ко.в. и по отношению удельных электрических сопротивлений образца при остаточной водонасыщенности и 100%-ной водонасыщенности определ ют его параметр насыщени Рн:Then, its specific electric resistance RNP with residual water saturation Ko.v. is measured on sample 3. and the ratio of the specific electrical resistances of the sample at residual water saturation and 100% water saturation determines its saturation parameter Rn:
Рн /ОНП/РВПRn / ONP / RVP
(2).(2).
Далее вычисл ют дл каждого образца параметр влажности Pw, как произведение параметра пористости Рп на параметр насыщени Рн (р Рп1 Рн). Межфазное нат жение на границе нефть-вода измер ютThe moisture parameter Pw is then calculated for each sample as the product of the porosity parameter Pn and the saturation parameter Pn (p Pp1 Pn). Interfacial tension at the oil-water interface is measured
методом вращающейс капли или другим известным способом.rotating drop method or other known method.
Определив экспериментальным путем вышеперечисленные параметры, подбирают выборку образцов, отобранных из различныхDetermining experimentally the above parameters, select a sample of samples taken from various
частей залежи, с широким диапазоном изменени их пористости и проницаемости.parts of the reservoir, with a wide range of changes in their porosity and permeability.
Затем образцы под вакуумом в эксикаторе насыщают пластовой нефтью и выдерживают их под насыщением до стабилизации Then, the samples are saturated with reservoir oil under vacuum in a desiccator and kept under saturation until stabilization
адсорбционных процессов. Контроль за процессом завершени насыщени осуществл ют по замерам электросопротивлени каждого образца, поочередно помеща их в устройство (фи г. 1). Кактолько произойдет стабилизаци электросопротивлени образца, считаетс , что процесс насыщени его нефтью завершилс . После этого нефтенасыщен- ный образец с остаточной водой взвешивают, весовым способом определ ют объем вошедший в него нефти при насыщении, помещают в эластичную манжету 6 и создают на нем услови , близкие к пластовым го давлению и температуре. После этого, предварительно поместив на торцевую поверхность 5 поршн 9 полупроницаемую мембрану 7, вытесн ют нефть из образца 3 пластовой водой, задава сь р дом дискретных значений давлений Р. При каждом дискретном значении Рк измер ют объемы вытесн ю- 10 щей нефти в микробюретке 16. Стро т зависимость капилл рного давлени Р« от нефтенасыщенности К« дл каждого образца Рк f(KH). Неснижающуюс величину нефтенасыщенности . сн тую из этой кривой, 15 принимают за остаточную нефтенасыщен- ность Ко.н.. Вычисл ют медианную нефтена- сыщенность (аналогично, медианнойadsorption processes. The saturation completion process is monitored by measuring the electrical resistance of each sample, placing them alternately in the device (fi g. 1). As soon as the electrical resistance of the sample stabilizes, it is believed that the process of saturating it with oil has been completed. After that, the oil-saturated sample with residual water is weighed, the volume of oil that enters it at saturation is determined by weight, placed in an elastic cuff 6 and conditions are created on it that are close to reservoir pressure and temperature. After that, having previously placed a semipermeable membrane 7 on the end face 5 of the piston 9, the oil is displaced from the sample 3 with produced water, setting a number of discrete pressure values P. At each discrete value Pk, the volumes of displaced oil in the microburette 16 are measured The dependence of the capillary pressure P "on the oil saturation K" for each sample Pk f (KH) is plotted. Non-decreasing oil saturation. taken from this curve, 15 is taken as the residual oil saturation Co. The median oil saturation is calculated (similarly, the median
MdMd
Тогда дл получени абсол равлического радиуса пор вы следует записать какThen, to obtain absolute pore radius, you should write as
MdMd
Гоабс Vvp2|f I/ k-Md о.аос угпК-р оКпрКаGoabs Vvp2 | f I / k-Md o.aos ukpK-r oKprKa
Физический смысл введен ное выражение (7) величины ос донасыщенности.Ко.в. состоит остаточна вода заполн ет поп отношению к направлению фил ровые каналы, не участвующие ции жидкости, и вл етс как непровод щего (нефильтруемо образца 3 породы.The physical meaning of the introduced expression (7) is the value of the residual saturation. consists of residual water filling the filter channels, which are not involved in the liquid, in relation to the direction, and is non-conductive (unfiltered rock sample 3).
Выражение дл гидравличе са пор с учетом нефтенасыщен при медианном насыщении KHMThe expression for hydraulic pore taking into account oil saturation at median saturation of KHM
водонасыщенности) Кн дл каждого об- но формуле (8) принимает вид:water saturation) Кн for each of the other formulas (8) takes the form:
разца 3 из соотношени :Sample 3 from the ratio:
20twenty
Md Md
Кн - (1 Ко.в.) -Kn - (1 Ko.v.) -
1 - Ко.в. - Ко.н.1 - Co. - Ph.D.
По полученным ранее эксперименталь- ным путем параметрам: проницаемости Кпр, открытой пористости Ко.п., параметру пористости Рп, остаточной водо- и нефтенасыщенности Ко.в., Ко.н., медианной водо- и нефтенасыщенности Квш, Кн определ ют дл каждого образца гидравлические радиусы пор следующим образом.According to previously obtained experimentally parameters: Kp permeability, open porosity Co.p., porosity parameter Pp, residual water and oil saturation Co.v., Co.N., median water and oil saturation Kvsh, Kn are determined for each Sample hydraulic pore radii as follows.
Известно, что уравнение Лапласа, выражающее св зь между капилл рным давлением Рк, межфазным нат жением 5Нв, гидравлическим радиусом пор г0 и краевым углом смачивани вв, имеет вид:It is known that the Laplace equation expressing the relationship between the capillary pressure Pk, the interfacial tension 5Нв, the hydraulic radius of pores r0 and the contact angle of contact of the explosives, has the form:
в -Го in -go
Он вHe is in
а and
(4)(4)
В свою очередь, гидравлический радиус пор равен:In turn, the hydraulic radius of the pores is equal to:
r° VnKn.oKnpr ° VnKn.oKnp
(5)(5)
Md.Md.
Введем пон тие эффективности извилистости уъф:We introduce the concept of the effectiveness of tortuosity uv:
(6) Кп.о.(Кв - Ко.в.)(6) Cl.o. (Qu - Co.v.)
Произведение Рп Кп.о. в формуле (5) есть не что иное, как извилистость р, тогда, подставл в выражение (5) К8 - К0.в., получим формулу дл определени гидравлического (эффективного) радиуса пор образца с учетом остаточной водонасыщенности при медианной водонасыщенности КвProduct of RP Kp.o. in formula (5) there is nothing but tortuosity p; then, substituting K8 - K0.v. in expression (5), we obtain a formula for determining the hydraulic (effective) pore radius of a sample taking into account residual water saturation at a median water saturation Kv
ГовGov
MdMd
VnKn.oKnp(KMd - Ко.в) (ПVnKn.oKnp (KMd - Co.) (P
Тогда дл получени абсолютного гидравлического радиуса пор выражение (7) следует записать какThen, to obtain the absolute hydraulic radius of pores, expression (7) should be written as
MdMd
Гоабс Vvp2|f I/ k-Md о.аос угпК-р оКпрКаGoabs Vvp2 | f I / k-Md o.aos ukpK-r oKprKa
(8).(8).
Физический смысл введени в расчетное выражение (7) величины остаточной во- донасыщенности.Ко.в. состоит в том, что остаточна вода заполн ет поперечные по отношению к направлению фильтрации по- ровые каналы, не участвующие в фильтрации жидкости, и вл етс как бы частью непровод щего (нефильтруемого) скелета образца 3 породы.The physical meaning of introducing residual water saturation into the calculated expression (7). consists in the fact that the residual water fills the pore channels transverse with respect to the filtration direction and are not involved in the fluid filtration, and is, as it were, a part of the non-conductive (unfiltered) skeleton of rock sample 3.
Выражение дл гидравлического радиуса пор с учетом нефтенасыщенности г0н при медианном насыщении KHMd, аналогичThe expression for the hydraulic radius of the pores taking into account the oil saturation r0n at the median saturation KHMd, similar
ГонRut
Md Md
уРпКп.оКпрКнURPK.OKPRKKN
(9)(9)
25 30 После определени гидравлических радиусов пор дл каждого образца по зависимост м (7), (8) и (9) определ ют толщины пленок воды TB и нефти гн, удерживаемых поровой поверхностью каждого образца при медианном насыщении из соотношений25 30 After determining the hydraulic pore radii for each sample, the thicknesses of water films TB and oil gn held by the pore surface of each sample at median saturation are determined from dependences (7), (8) and (9) from the ratios
Гв - (Гоабс - Гов ) 2, Гн (Г08Ш - rc.HMd) 2Gv - (Goabs - Gov) 2, Gn (G08Sh - rc.HMd) 2
(Ю)(YU)
(11)(eleven)
00
55
00
5 5
5 5
Коэффициент 2 в уравнени х (10) и (11) вводитс потому, что соотношение между гидравлическим г0 и геометрическим г радиусами пор имеет вид г 2г0, а дл определени толщины пленок воды и нефти необходим перевод радиусов в геометрические размеры.The coefficient 2 in equations (10) and (11) is introduced because the ratio between the hydraulic r0 and the geometric r pore radii has the form r 2 r0, and the radii must be converted to geometric dimensions to determine the thickness of the water and oil films.
По данным определений толщин пленок воды тв и нефти Гц производ т разделение исследуемых образцов на гидрофильные и гидрофобизованные следующим образом:According to the definitions of the thicknesses of water films of TV and oil Hz, the studied samples are separated into hydrophilic and hydrophobized samples as follows:
если гв тн - порода гидрофильна;if gv tn - the rock is hydrophilic;
если гн гв - порода гидрофобизовзна;if gn gv - the breed is hydrophobic;
если гв гн - порода имеет нейтральную смачиваемость (одинаково смачиваетс и водой и нефтью).if gv ng - the rock has neutral wettability (it is equally wetted with water and oil).
Правомочность этой классификации пород на гидрофильные и гидрофобизованные базируетс на теории смачивани . При этом следует отметить, что чем толще удерживаема пленка первой жидкости по отношению ко второй, тем порода преимущественно смачиваетс первой жидкостью и наоборот.The validity of this classification of rocks as hydrophilic and hydrophobized is based on wetting theory. It should be noted that the thicker the film of the first fluid is retained relative to the second, the rock is predominantly wetted by the first fluid and vice versa.
Затем на основе данной классификации определ ют значение краевого угла смачипзни дл гидрофильных пород Оа по формулеThen, based on this classification, the contact angle value for hydrophilic Oa rocks is determined by the formula
р Mdp Md
).oKnp(KSM-Ko.B.) :) .oKnp (KSM-Ko.B.):
0° (12)0 ° (12)
где - среднее значение капилл рного давлени при медианной водонасыщенно- сти;where is the average value of capillary pressure at a median water saturation;
5нв - межфазное нат жение на границе нефть-вода;5nv — interfacial tension at the oil – water interface;
у - фактор формы поровых каналов, равный в среднем 2,5;γ is the pore channel shape factor equal to 2.5 on average;
РГ1 - параметр-пористости;RG1 - parameter-porosity;
Кп.о - открыта пористость;Kp.o - open porosity;
Кпр - проницаемость;CRC - permeability;
KB , Ко.в. - медианна и остаточна во- донасыщенность.KB, Co. - median and residual water saturation.
Дл гидрофобизованных пород дополнительно определ ют коэффициент гидро- фобности. Он равен отношению гидравлических радиусов пор с учетом медианной нефтенасыщенности r0HMd и оста- точной водонасыщенности г0вМс1.For hydrophobized rocks, the hydrophobicity coefficient is additionally determined. It is equal to the ratio of hydraulic pore radii taking into account the median oil saturation r0HMd and residual water saturation r0vMc1.
Md/, MdMd /, Md
/3 ГонМС7Гов/ 3 GonMS7Gov
(13).(thirteen).
OQOq
Значение краевого угла смачивани дл гидрофобизованных пород вн определ ют по формуле:The value of the contact angle for hydrophobized rocks is determined by the formula:
55
00
В качестве примера на фиг.2, 3 представлены результаты этих исследований на образцах пород-коллекторов среднекемб- рийского возраста Генч йского нефт ного месторождени (Литва),As an example, figure 2, 3 presents the results of these studies on samples of reservoir rocks of the Middle Cambrian age Genchi oil field (Lithuania),
На фиг.2 показаны две совмещенных зависимости капилл рного давлени Рк от водонасыщенности Кв, Кк f(KB) и нефтенасыщенности Кч, РК f(KH) дл одного образца . По оси абсцисс отложены значени водонасыщенности Кв и нефтенасыщенности Кн. Причем величина водонасыщенности Кв по оси асцисс возрастает от 0 до 100%, а величина нефтенасыщенности Кн уменьшаетс от 100% до 0.Figure 2 shows two combined dependences of the capillary pressure Pk on the water saturation Kb, Kk f (KB) and oil saturation Kch, PK f (KH) for one sample. The abscissa shows the water saturation Kb and oil saturation Kn. Moreover, the amount of water saturation Kw along the ascis axis increases from 0 to 100%, and the value of oil saturation Kw decreases from 100% to 0.
Кривые описывают зависимость капилл рного давлени от водонасыщенности (крива а) и нефтенасыщенности (крива б).The curves describe the dependence of capillary pressure on water saturation (curve a) and oil saturation (curve b).
При значении водонасыщенности Кв, равном 0,136, капилл рное давление Рк стремитс к бесконечности. Это значение водонасыщенности принимают за остаточную водонасыщенность образца породы.With a water saturation Kb of 0.136, the capillary pressure Pk tends to infinity. This value of water saturation is taken as the residual water saturation of the rock sample.
Аналогично дл нефтенасыщенного образца с остаточной водой получают величину остаточной нефтенасыщенности Ко.н - 0,450. Пересечение.линии медианной водонасыщенности КвгSimilarly, for an oil-saturated sample with residual water, a residual oil saturation value of Ko.N. of 0.450 is obtained. Intersection. Lines of Median Water Saturation Qug
MdMd
(К(TO
MdMd
1 КО.Е1 KOE
))
вн 180° - arccos(/ cos #в); 90° #н 180°(14).bn 180 ° - arccos (/ cos # в); 90 ° # n 180 ° (14).
Затем по ранее исследованной выборке образцов устанавливают с помощью методов математической статистики коррел ционную св зь между ранее определенными краевым углом смачивани 00, вн .и параметром влажности Pw (Pw Рп Рн).Then, according to a previously studied sample of samples, using the methods of mathematical statistics, a correlation relationship is established between the previously determined contact angle of contact 00, inside and the humidity parameter Pw (Pw Pn Pn).
Стро т эталонный график зависимости краевого угла смачивани 0в.н. от параметра влажности PW, OB. f(Pw) дл конкретного месторождени .A reference graph of the contact angle of 0 wt. from humidity parameter PW, OB. f (Pw) for a particular field.
Далее поданным геофизических исследований скважин согласно стандартной ме- тодике определ ют параметр пористости Рп и параметр насыщени Рн исследуемого пласта, на основании которых вычисл ют параметр влажности пласта Pw. По фиксированному значению последнего по эта- лонному графику зависимости краевого угла смачивани от параметра влажности QS.H. - Г(Ру)олредел ютсмачиваемость пород, не прибега к вышеизложенным трудоемким лабораторным исследовани м образцов.Then, according to the standard methodology, the porosity parameter Pn and the saturation parameter Pn of the formation under study are determined according to the standard methods of well analysis, based on which the formation moisture parameter Pw is calculated. According to the fixed value of the latter according to the reference graph, the dependence of the contact angle of wetting on the moisture parameter QS.H. - G (Ru) the wettability of the rocks is distributed, without resorting to the above laborious laboratory studies of the samples.
55
00
,. ,.
« к "To
MdMd
с кривой а дает значение Ркв 0,0015 МПа, которое используетс при определении краевого угла смачивани гидрофильных пород.with curve a gives a Pkv value of 0.0015 MPa, which is used to determine the wetting angle of hydrophilic rocks.
На фиг.З показан эталонный график зависимости краевого угла смачивани 9в.н, от параметра влажности Pw, который позвол ет оценить смачиваемость пород пластовыми флюидами дл Генч йского нефт ного месторождени .Fig. 3 shows a reference graph of the contact angle of 9bh versus the moisture parameter Pw, which makes it possible to evaluate the wettability of the rocks with formation fluids for the Genchi oil field.
Критерием делени пород-коллекторов на гидрофильные и гидрофобизованные служит точка М, соответствующа резкому- перегибу графика зависимости $в.н. f(Pw). Теоретически эта точка соответствует краевому углу смачивани , равному 90° (нейтральна смачиваемость).The criterion for dividing the reservoir rocks into hydrophilic and hydrophobized is the point M, which corresponds to a sharp inflection of the $ v. f (Pw). Theoretically, this point corresponds to a contact angle of 90 ° (neutral wettability).
Проведем через точку М параллельно оси ординат линию нейтральной смачиваемости , пересечение которой с.осью абсцисс дает значение параметра влажности Pw, равного 600 и соответствующего одинаковой смачиваемости пород водой и нефтью. Если.по данным геофизических исследований скважин получен параметр влажностиDraw a neutral wettability line parallel to the ordinate axis through point M, the intersection of which with the axis of abscissa gives a moisture parameter Pw of 600 equal to the same wettability of the rocks with water and oil. If, according to the data of geophysical studies of wells, a humidity parameter is obtained
Pw 600, то породы гидрофильные, если PW 600, то породы гидрофобизованные. По текущим значени м Pw пласта нетрудно из эталонного графика найти значение краевого угла 0В.Н.Pw 600, the rocks are hydrophilic, while PW 600, the rocks are hydrophobic. From the current values of the formation Pw, it is not difficult to find the value of the boundary angle 0V from the reference graph.
Исследование пород-коллекторов на смачиваемость их поровой поверхности нефтью и водой вл етс необходимым и неотъемлемым этапом работ дл достоверного обосновани подсчетных параметров, определени запасов нефти и газа, проектировани рациональных систем разработки нефт ных месторождений заводнением.The study of reservoir rocks for the wettability of their pore surfaces with oil and water is a necessary and integral stage of work for reliable substantiation of calculation parameters, determination of oil and gas reserves, and design of rational systems for developing oil fields by water flooding.
Несмотр на значительную трудоемкость лабораторных исследований, способ предус- матривает комплексность излучени петро- физических свойств пород, в св зи с чем он обладает существенной информативностью, что необходимо дл решени вышеперечисленных задач. Поэтому технико-экономиче- ека эффективность предложенного способа, позвол ющего повысить информативность, объективность и достоверность определений интегральной смачиваемости пород пластовыми флюидами, способствует повы- шению эффективности геологоразведочных работ на нефть и газ, и, как следствие, способствует рациональному распределению материальных и трудовых ресурсов в процессе разработки месторождений.Despite the considerable laboriousness of laboratory research, the method provides for the complexity of the radiation of the petrophysical properties of the rocks, in connection with which it has significant informativeness, which is necessary to solve the above problems. Therefore, the technical and economic efficiency of the proposed method, which allows to increase the information content, objectivity and reliability of the determination of the integral wettability of rocks by formation fluids, improves the efficiency of exploration work for oil and gas, and, as a result, promotes a rational distribution of material and labor resources in field development process.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904874865A RU1777048C (en) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | Method for determining wettability of collector rocks |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904874865A RU1777048C (en) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | Method for determining wettability of collector rocks |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1777048C true RU1777048C (en) | 1992-11-23 |
Family
ID=21540906
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904874865A RU1777048C (en) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | Method for determining wettability of collector rocks |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1777048C (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8201439B2 (en) * | 2009-11-02 | 2012-06-19 | Schlumberger Technology Corporation | Material wettability characterization and chemical additive evaluation |
-
1990
- 1990-10-15 RU SU904874865A patent/RU1777048C/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 602827, кл. G 01 N 13/02, 1978. Пирсон С.Д. Учение о нефт ном пласте. - М.- Гостоптехиздат. 1961, с. 109. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8201439B2 (en) * | 2009-11-02 | 2012-06-19 | Schlumberger Technology Corporation | Material wettability characterization and chemical additive evaluation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Geffen et al. | Experimental investigation of factors affecting laboratory relative permeability measurements | |
Akhmetov et al. | Simulation of the absolute permeability based on the capillary pressure curves using the dumbbell model | |
Burdine et al. | Pore size distribution of petroleum reservoir rocks | |
Waxman et al. | Electrical conductivities in Shaly Sands-I. The relation between hydrocarbon saturation and resistivity index; II. The temperature coefficient of electrical conductivity | |
US10816494B2 (en) | Device for determining petrophysical parameters of an underground formation | |
Walls | Tight gas sands-permeability, pore structure, and clay | |
Fagerlund et al. | Detecting subsurface groundwater flow in fractured rock using self-potential (SP) methods | |
US4924187A (en) | Method for measuring electrical anisotrophy of a core sample from a subterranean formation | |
Huang et al. | An improved model for relative permeability and capillary pressure incorporating wettability | |
Li | A new method for calculating two-phase relative permeability from resistivity data in porous media | |
CN108827853A (en) | Compact reservoir rock electrical measurement and measurement method based on nuclear magnetic resonance | |
CN208155804U (en) | Compact reservoir rock electrical measurement based on nuclear magnetic resonance | |
US20050104596A1 (en) | Method and device for measuring the resistivity anisotropy of layered rock samples | |
US6229312B1 (en) | Method and device for fast measurement of the resistivity index of solid samples such as rocks | |
CN113406307A (en) | Conversion method of resistivity index and relative permeability of argillaceous sandstone reservoir | |
US3617868A (en) | Resistivity cell including a grounded shield for liquid-solid mixtures | |
RU1777048C (en) | Method for determining wettability of collector rocks | |
EP3612864B1 (en) | Method for determining a representative parameter of a porous sample and related assembly | |
Li et al. | In situ estimation of relative permeability from resistivity measurements | |
Chen et al. | Binary gas diffusion of methane‐nitrogen through porous solids | |
Ma et al. | Core scale modelling of CO2 flowing: identifying key parameters and experiment fitting | |
Milsch et al. | The relationship between hydraulic and electrical transport properties in sandstones: An experimental evaluation of several scaling models | |
Marsden et al. | The effect of temperature on electrical resistivity of porous media | |
CN109115657B (en) | Water lock relieving capacity evaluation device for saturation and permeability coupling detection | |
Padhy et al. | Measurement and interpretation of non-archie resistivity behavior in model and real vuggy carbonates |