RU2448351C2 - Устройство для лабораторного измерения потенциала спонтанной поляризации (пс) образцов горных пород - Google Patents
Устройство для лабораторного измерения потенциала спонтанной поляризации (пс) образцов горных пород Download PDFInfo
- Publication number
- RU2448351C2 RU2448351C2 RU2010103433/28A RU2010103433A RU2448351C2 RU 2448351 C2 RU2448351 C2 RU 2448351C2 RU 2010103433/28 A RU2010103433/28 A RU 2010103433/28A RU 2010103433 A RU2010103433 A RU 2010103433A RU 2448351 C2 RU2448351 C2 RU 2448351C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal plates
- electrodes
- electrolytic
- boxes
- bath
- Prior art date
Links
Abstract
Предлагаемое изобретение относится к петрофизике и может быть использовано при построении эталонных корреляционных зависимостей между потенциалом ПС и пористостью образцов керна из нефтегазовых скважин. Заявлено устройство для лабораторного измерения потенциала спонтанной поляризации (ПС) образцов горных пород, содержащее электролитическую ванну, разделенную на три части двумя диэлектрическими перегородками с вмонтированными в каждую из них образцом керна. Устройство включает два горизонтальных столика, первые две металлические пластины, жестко установленные сверху горизонтальных столиков, вторые две металлические пластины, жестко прикрепленные снизу к соответствующим боксам установки электролитических ключей и неполяризующихся электродов. Последние подключены к соответствующим вторым металлическим пластинам. Неполяризующиеся электроды подсоединены через электролитические ключи с отсеками промывочной жидкости, а входные клеммы милливольтметра подключены к первым металлическим пластинам, на которые установлены боксы электролитических ключей и неполяризующихся электродов. Технический результат: повышение точности измерений спонтанной поляризации ΔUПС при его изменении в широком динамическом диапазоне. 1 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к каротажу скважин методом спонтанной поляризации (ПС). Область преимущественного использования - построение эталонных корреляционных зависимостей между параметрами ПС, пористостью и проницаемостью образцов керна из нефтегазовых скважин с целью определения пористости и проницаемости пластов по данным каротажа ПС.
Измерения диффузионно-адсорбционных потенциалов дисперсных систем, аналогичные лабораторным измерениям спонтанной поляризации образцов горных пород, известны в физической химии [1]. Механизм возникновения потенциалов Доннана на границе между набухшим полимером (студнем) и раствором низкомолекулярного электролита, имеющим общий с полимером катион, и механизм возникновения спонтанной поляризации горных пород, обладающих большой удельной поверхностью, сходны. Для измерения потенциалов используют, например, каломельные электроды, соединенные солевыми мостиками с исследуемой системой.
Как отмечено в [1], диффузия электролита из ключа в полимер приводит к возникновению потенциала доннановского типа, но в неравновесных и нестационарных условиях. При этом возникает неустранимая добавка к измеряемому доннановскому потенциалу, которая является малой, но не пренебрежимо малой. Подобная проблема существует и при измерениях ПС в лабораторных условиях, являясь одним из основных источников погрешности.
Известными также являются способ и устройство [2], в которых образец керна из скважины, насыщенный электролитом, помещают в диэлектрическую перегородку, разделяющую два объема с различными концентрациями электролита. Неполяризующиеся электроды устанавливают в этих объемах. Измеряемая разность потенциалов равна сумме разности потенциалов ΔUПС и неустранимой диффузионной разности потенциалов ΔUДИФ, возникающей на границе неполяризующихся электродов и электролита. Величина ΔUДИФ тем больше, чем больше отношение концентраций электролитов и, следовательно, тем выше погрешность определения ΔUПС. В качестве интерпретационного параметра используют коэффициент, определяемый из выражения:
где ρ1 и ρ2 - удельные сопротивления электролитов.
Хотя известное техническое решение имеет существенный недостаток, заключающийся в возникновении неустранимой диффузионной разности потенциалов ΔUДИФ, оно широко применяется в течение более полувека из-за отсутствия лучшего варианта технического решения.
Наиболее близким техническим решением является способ, реализованный в устройстве [3], взятый нами за прототип. Устройство [3] заметно отличается от устройств, применявшихся в предыдущих исследованиях другими авторами. Это устройство содержит электролитическую ванну, разделенную не на две части, как обычно, а на три части. Соответственно в каждом измерении участвуют два различных образца из разных интервалов скважины: один из образцов взят из покрышки месторождения углеводородов, которая обычно представлена однородной толщей аргиллитов с высоким содержанием монтмориллонита, а другой - из продуктивного пласта-коллектора нефти и газа. Оба образца предварительно насыщают раствором электролита, который по составу и концентрации солей идентичен фильтрату пластового флюида (ПФ) на данном месторождении. Такой же раствор наливают в среднюю часть электролитической ванны. В крайние части наливают раствор, аналогичный промывочной жидкости (ПЖ).
Таким образом, крайние измерительные электроды, являющиеся основными, оказываются в контакте с одним и тем же электролитом. Следовательно, собственные потенциалы U1 и U2 измерительных электродов относительно ПЖ примерно одинаковы. Разность потенциалов на выходе измерительных электродов определяется следующим выражением: ΔUПС+U1-U2. Основное достоинство известного способа заключается в повышении точности при следующих условиях: |ΔUПС|>>|U1-U2|. Когда разность потенциалов U1-U2 становится соизмеримой по абсолютной величине с ΔUПС, то возрастает погрешность измерений ΔUПС из-за неодинакового уровня жидкости в частях электролитической ванны и каломельных электродах.
Цель предлагаемого технического решения - повышение точности измерений спонтанной поляризации ΔUПС для изменении ΔUПС в широком динамическом диапазоне.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для лабораторного измерения, потенциала спонтанной поляризации (ПС) образцов горных пород, содержащем электролитическую ванну, разделенную на три части двумя диэлектрическими перегородками с вмонтированными в каждую из них образцом керна, две крайние части ванны заполнены промывочной жидкостью одинаковой концентрации и состава, средняя часть - пластовым флюидом, измерительные электроды через проницаемые фильтры соединены с крайними отсеками ванны, неполяризующиеся электроды, милливольтметр, что в нем дополнительно введены два горизонтальных столика, установленных перпендикулярно с внешней стороны к стенкам электролитической ванны, первые две металлические пластины, жестко установленные сверху горизонтальных столиков, вторые две металлические пластины, жестко прикрепленные снизу к соответствующим боксам установки электролитических ключей и неполяризующихся электродов, подключенных к соответствующим вторым металлическим пластинам, неполяризующиеся электроды подключены через электролитические ключи к отсекам промывочной жидкости, а входные клеммы милливольтметра подключены к первым пластинам, на которые устанавливаются боксы электролитических ключей и неполяризующихся электродов.
Предлагаемое устройство (фиг.1) включает в себя: 1, 2, 3 - секции (отсеки) электролитической ванны; 4 - образец керна из глинистой покрышки; 5 - образец керна из пласта-коллектора; 6 - диэлектрическая перегородка между секциями 1-2; 7 - диэлектрическая перегородка между секциями 2-3; отсеки (секции) 1 и 3 заполнены промывочной жидкостью, а отсек 2 - пластовым флюидом; 8-1 и 8-2 - горизонтальные столики, установленные перпендикулярно с внешней стороны к стенкам электролитической ванны, к горизонтальным столикам 8-1 и 8-2 сверху которых закреплены соответственно первые горизонтальные металлические пластины 9-1 и 9-2; 11-1 и 11-2 - боксы неполяризующихся электродов 12-1 и 12-2 и электролитических ключей 13-1 и 13-2; к боксам 11-1 и 11-2 снизу жестко прикреплены соответственно вторые горизонтальные металлические пластины 10-1 и 10-2, подключенные соответственно к неполяризующимся электродам 12-1 и 12-2; милливольтметр 14 подключен выходом ко входу компьютера 15, а входами - через элементы 8-1 - 13-1 и 8-2 - 13-2 к промывочной жидкости отсеков 1 и 3.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. В предлагаемом устройстве, как и в устройстве-прототипе, берут два образца: один из образцов взят из покрышки месторождения углеводородов, которая обычно представлена однородной толщей аргиллитов с высоким содержанием монтмориллонита, а другой - из продуктивного пласта-коллектора нефти и газа.
Оба образца предварительно насыщают раствором электролита, который по составу и концентрации солей идентичен пластовому флюиду на данном месторождении. Такой же раствор наливают в средний отсек 2 электролитической ванны. В крайние отсеки 1 и 3 наливают раствор, аналогичный промывочной жидкости. Боксы измерительных электродов 11-1 и 11-2 устанавливают на первые металлические пластины 9-1 и 9-2, лежащие соответственно на горизонтальных столиках 8-1 и 8-2 (фиг.1). Таким образом, измерительные электроды (фиг.1) оказываются в контакте с одним и тем же электролитом и подключены через контакты пластин 9-1 с 10-1 и 9-2 с 10-2.
Первое измерение осуществляют при этих положениях боксов 11-1 и 11-2. В установившемся режиме цифровой код N1 на выходе милливольтметра 14, без учета погрешности преобразования, определяется следующим выражением: N1=ΔUПС+U1-U2, где U1 и U2 - собственные потенциалы первого и второго измерительных электродов.
В следующей операции меняют положения боксов 11-1 и 11-2, т.е. бокс 11-1 устанавливают на второй столик 8-2, а бокс 11-2 - на столик 8-1. Тогда цифровой код: N2 на выходе милливольтметра 14, при тех же условиях, следующим выражением: N2=ΔUПС+U2-U1 (обозначения те же).
Цифровые коды N1 и N2 поступают вход компьютера 15, в котором определяют величину ΔUПС из выражения: ΔUПС=(N1+N2)/2, как среднее значение двух измерений. В результате применения предлагаемого технического решения повышена точность измерений спонтанной поляризации ΔUПС при его изменении в широком динамическом диапазоне.
Таким образом, предлагаемый способ имеет существенные преимущества по сравнению с известными способами.
Источники информации
1. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. Л.: Химия, 1974. С.322-330.
2. Итенберг С.С. Интерпретация результатов геофизических исследований скважин, М.: Недра, 2-е изд. 1987. С.17.
3. Кормильцев В.В., Ратушняк А.Н. Теоретические и экспериментальные основы спонтанной поляризации горных пород в нефтегазовых скважинах. Екатеринбург: УрО РАН, 2007. С.26-28.
Claims (1)
- Устройство для лабораторного измерения потенциала спонтанной поляризации (ПС) образцов горных пород, содержащее электролитическую ванну, разделенную на три части двумя диэлектрическими перегородками с вмонтированным в каждую из них образцом керна, две крайние части ванны заполнены промывочной жидкостью одинаковой концентрации и состава, средняя часть - пластовым флюидом, измерительные электроды через проницаемые фильтры соединены с крайними отсеками ванны, неполяризующиеся электроды, милливольтметр, подключенный выходом к входу компьютера, отличающееся тем, что в него дополнительно введены два горизонтальных столика, установленных перпендикулярно с внешней стороны к стенкам электролитической ванны, первые две металлические пластины, жестко установленные сверху горизонтальных столиков, вторые две металлические пластины, жестко прикрепленные снизу к соответствующим боксам установки электролитических ключей и неполяризующихся электродов, подключенных к соответствующим вторым металлическим пластинам, неполяризующиеся электроды подсоединены через электролитические ключи с отсеками промывочной жидкости, а входные клеммы милливольтметра подключены к первым металлическим пластинам, на которые установлены боксы электролитических ключей и неполяризующихся электродов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010103433/28A RU2448351C2 (ru) | 2010-02-02 | 2010-02-02 | Устройство для лабораторного измерения потенциала спонтанной поляризации (пс) образцов горных пород |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010103433/28A RU2448351C2 (ru) | 2010-02-02 | 2010-02-02 | Устройство для лабораторного измерения потенциала спонтанной поляризации (пс) образцов горных пород |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010103433A RU2010103433A (ru) | 2011-08-10 |
RU2448351C2 true RU2448351C2 (ru) | 2012-04-20 |
Family
ID=44754203
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010103433/28A RU2448351C2 (ru) | 2010-02-02 | 2010-02-02 | Устройство для лабораторного измерения потенциала спонтанной поляризации (пс) образцов горных пород |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2448351C2 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU374566A1 (ru) * | 1971-04-23 | 1973-03-20 | Центральна геофизическа экспедици Министерства нефт ной промышленности СССР | Способ определения статического потенциа|№-^^'^^-' |
US4752882A (en) * | 1986-05-05 | 1988-06-21 | Mobil Oil Corporation | Method for determining the effective water saturation in a low-resistivity hydrocarbon-bearing rock formation based upon rock matrix conductance |
RU2004106364A (ru) * | 2004-03-02 | 2005-08-10 | ООО Геофизсервис (RU) | Способ лабораторного определения спонтанной поляризации (пс) образцов горных пород и устройство для его осуществления |
-
2010
- 2010-02-02 RU RU2010103433/28A patent/RU2448351C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU374566A1 (ru) * | 1971-04-23 | 1973-03-20 | Центральна геофизическа экспедици Министерства нефт ной промышленности СССР | Способ определения статического потенциа|№-^^'^^-' |
US4752882A (en) * | 1986-05-05 | 1988-06-21 | Mobil Oil Corporation | Method for determining the effective water saturation in a low-resistivity hydrocarbon-bearing rock formation based upon rock matrix conductance |
RU2004106364A (ru) * | 2004-03-02 | 2005-08-10 | ООО Геофизсервис (RU) | Способ лабораторного определения спонтанной поляризации (пс) образцов горных пород и устройство для его осуществления |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010103433A (ru) | 2011-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106251232B (zh) | 确定页岩含气量的方法和装置 | |
Bordes et al. | Impact of water saturation on seismoelectric transfer functions: a laboratory study of coseismic phenomenon | |
CN103884633A (zh) | 一种确定岩石渗透率的方法及装置 | |
CN103344541A (zh) | 一种泥页岩总孔隙度测定方法 | |
CN109100812B (zh) | 基于核磁共振的岩石孔隙分形维数评价方法及装置 | |
CN108444881B (zh) | 一种适用于陆相泥页岩微纳米尺度储集空间的表征方法 | |
CN105158816A (zh) | 预测页岩不同类型吸附气非均质性分布的方法 | |
CN107387068B (zh) | 一种用于确定页岩气储层游离气含量的方法及系统 | |
CN105044797A (zh) | 一种碳酸盐岩地层剥蚀量定量恢复方法 | |
CN112379416B (zh) | 煤岩岩石物理建模预测横波方法、装置及电子设备 | |
CN109025961A (zh) | 页岩储层含气饱和度的计算方法、装置和电子设备 | |
Zheng et al. | A multifractal-based method for determination NMR dual T2 cutoffs in coals | |
RU2455483C2 (ru) | Способ оценки степени трещиноватости карбонатных пород через параметр диффузионно-адсорбционной активности | |
Chen et al. | Capillary pressure curve determination based on a 2‐D cross‐section analysis via fractal geometry: a bridge between 2‐D and 3‐D pore structure of porous media | |
RU2448351C2 (ru) | Устройство для лабораторного измерения потенциала спонтанной поляризации (пс) образцов горных пород | |
Xie et al. | Development mode of reverse fault‐associated fractures in deep tight sandstones: A case study in Xinchang Gas Field, Sichuan Basin, China | |
CN105205296A (zh) | 一种求取页岩气储层孔隙度的方法 | |
Newgord et al. | Wettability quantification in mixed-wet rocks using a new NMR-based method: Experimental model verification | |
CN111221038B (zh) | 薄储层厚度定量预测的方法和装置 | |
Boadu | Predicting the engineering and transport properties of soils using fractal equivalent circuit model: Laboratory experiments | |
RU2681973C1 (ru) | Оценка смачиваемости поверхности порового пространства горных пород на основе диффузионно-адсорбционной активности | |
CN106326516B (zh) | 烃源岩的排烃函数与排烃指数函数的构建方法 | |
CN109306866B (zh) | 一种预测页岩地层压力趋势的方法及系统 | |
CN108548765B (zh) | 一种变粘土骨架的孔隙度计算方法 | |
CN107965308B (zh) | 单井产水量的确定方法和装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190203 |