RU2542998C1 - Gas permeability anisotropy laboratory measurement on whole cores - Google Patents

Gas permeability anisotropy laboratory measurement on whole cores Download PDF

Info

Publication number
RU2542998C1
RU2542998C1 RU2014100467/03A RU2014100467A RU2542998C1 RU 2542998 C1 RU2542998 C1 RU 2542998C1 RU 2014100467/03 A RU2014100467/03 A RU 2014100467/03A RU 2014100467 A RU2014100467 A RU 2014100467A RU 2542998 C1 RU2542998 C1 RU 2542998C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas permeability
horizontal
core
anisotropy
absolute gas
Prior art date
Application number
RU2014100467/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ирина Павловна ГУРБАТОВА
Владимир Викторович ПЛОТНИКОВ
Никита Андреевич ПОПОВ
Иван Викторович СЫСОЕВ
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг")
Priority to RU2014100467/03A priority Critical patent/RU2542998C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2542998C1 publication Critical patent/RU2542998C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.SUBSTANCE: method includes core extraction and drying, core analysis by steady-state filtration of gas through it with measurement of coefficients of vertical and horizontal absolute gas permeability and further analysis of the survey results and measurement of absolute gas permeability anisotropy. While determining coefficient of horizontal absolute gas permeability for the core survey is made in six horizontal directions with measurement interval of 30°. Thereafter vertical anisotropy is calculated for six directions as ratio of horizontal absolute gas permeability to vertical one for each direction. Horizontal anisotropy is also calculated as ratio of maximum absolute gas permeability to minimum one on the basis of values determined for six horizontal directions.EFFECT: improved reliability and accuracy for absolute gas permeability anisotropy on whole cores due to increased number of horizontal gas permeability measurement and improved information content of this method.3 cl, 3 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области нефтедобычи, в частности к способам определения анизотропии проницаемости горных пород в лабораторных условиях, и предназначен для лабораторного определения коэффициента абсолютной газопроницаемости при стационарной фильтрации на образцах керна с сохраненным при выбуривании на скважине диаметром, в параллельных и перпендикулярном напластованию направлениях. При реализации предлагаемого способа обеспечивается получение информации о фильтрационных свойствах горных пород, характеризующихся наличием элементов с ярко выраженными текстурными особенностями (плитчатость, переслаивание), наличием трещин и каверн размером более 2 мм.The invention relates to the field of oil production, in particular to methods for determining the anisotropy of rock permeability under laboratory conditions, and is intended for laboratory determination of the absolute gas permeability coefficient during stationary filtration on core samples with a diameter stored during drilling in the well in parallel and perpendicular bedding directions. When implementing the proposed method, information is obtained on the filtration properties of rocks, characterized by the presence of elements with pronounced texture features (tile, interlayer), the presence of cracks and caverns larger than 2 mm.

Анизотропия газопроницаемости является одним из ключевых факторов при построении 3D геологической и гидродинамической моделей продуктивного пласта и при обосновании технологий разработки залежи нефти или газа. Под анизотропией здесь понимается различие значений коэффициентов абсолютной газопроницаемости в различных направлениях (вертикальном, горизонтальном). Измерение проницаемости на отобранном из пласта керновом материале является единственным прямым способом оценки его фильтрационных характеристик.Gas permeability anisotropy is one of the key factors in the construction of 3D geological and hydrodynamic models of the reservoir and in the justification of the development of oil or gas deposits. By anisotropy, here we mean the difference in the absolute gas permeability coefficients in different directions (vertical, horizontal). Permeability measurement on core material selected from the reservoir is the only direct way to evaluate its filtration characteristics.

Известен способ определения анизотропии порового пространства и положения главных осей тензора проницаемости горных пород на керне (патент РФ №2492447), согласно которому проводят исследование керна, для этого первоначально керновый материал экстрагируют и высушивают, из него изготавливают пластину толщиной 3-5 мм. Затем на закрепленную пластину на горизонтальной поверхности дозированно по каплям на центр пластины подают дистиллированную воду, а наличие анизотропии и направление главных осей анизотропии проницаемости определяют по форме образующегося на пластине мокрого пятна. Техническим результатом указанного известного изобретения является создание экспресс-метода установления латеральной анизотропии фильтрационно-емкостных свойств пористых сред и положения главных осей тензора проницаемости горных пород на керне.A known method for determining the anisotropy of the pore space and the position of the main axes of the rock permeability tensor on core (RF patent No. 2492447), according to which the core is studied, for this purpose, the core material is extracted and dried, a plate of 3-5 mm thickness is made from it. Then, distilled water is dosed dropwise to the plate center on a fixed plate on a horizontal surface, and the presence of anisotropy and the direction of the principal axes of permeability anisotropy are determined by the shape of the wet spot formed on the plate. The technical result of this known invention is the creation of an express method for establishing lateral anisotropy of the filtration-capacitive properties of porous media and the position of the main axes of the rock permeability tensor on the core.

Недостатком этого известного способа является ограниченная область применения, а именно только для терригенных коллекторов, не осложненным трещинами и кавернами, что снижает его практическую ценность.The disadvantage of this known method is the limited scope, namely only for terrigenous reservoirs, not complicated by cracks and cavities, which reduces its practical value.

Также известен способ определения анизотропии проницаемости пласта в лабораторных условиях (патент РФ №2407889) на керновой колонке длиной 1 метр с сохраненным диаметром. Способ включает последующую подготовку колонок путем высушивания и/или экстрагирования или без такой подготовки. Для определения анизотропии проницаемости пласта используют специальную лабораторную установку.Also known is a method for determining anisotropy of formation permeability in laboratory conditions (RF patent No. 2407889) on a core column 1 meter long with a saved diameter. The method includes the subsequent preparation of the columns by drying and / or extraction or without such preparation. To determine the permeability anisotropy of the formation, a special laboratory setup is used.

Технический результат указанного известного способа заключается в повышении степени достоверности определения. Однако данный известный способ исследования очень сложно реализовать практически. Это объясняется следующим:The technical result of the specified known method is to increase the degree of reliability of the determination. However, this known research method is very difficult to implement in practice. This is explained by the following:

- как правило, отобрать керн длиной 1 м, особенно со сложной структурой порового пространства, не представляется возможным, так как обычно керновая колонка представлена кусками до полуметра;- as a rule, it is not possible to select a core 1 m long, especially with a complex pore space structure, since usually a core column is represented by pieces up to half a meter;

- высокая сложность и длительность процесса экстрагирования керновой колонки данных размеров требует слишком больших трудозатрат;- the high complexity and duration of the process of extracting a core column of these sizes requires too much labor;

- предложенная в известном способе экстракция керна в приборе Сокслета является в значительной степени иррациональной;- proposed in the known method, core extraction in a Soxhlet device is largely irrational;

- исследование керна длиной 1 метр затрудняет возможность проведения исследований других физических свойств породы и получения основных корреляционных зависимостей «керн-керн».- core research with a length of 1 meter makes it difficult to conduct studies of other physical properties of the rock and obtain the main correlation dependencies of the core-core.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по технической сущности является способ лабораторного определения анизотропии абсолютной газопроницаемости на полноразмерном керне (Recommended Practice for Core Analysis. API. RP 40, second edition, February 1998), включающий экстрагирование и высушивание керна, его исследование методом стационарной фильтрации через него газа с определением коэффициентов вертикальной и горизонтальной абсолютной газопроницаемости, последующий анализ результатов исследования и определение анизотропии абсолютной газопроницаемости. При этом горизонтальную проницаемость измеряют по двум направлениям: одно по направлению предполагаемой максимальной проницаемости (вдоль основного растрескивания), другое - под углом 90° от максимального. В указанном способе направление, параллельное плоскости напластования, определяется как горизонтальная проницаемость, перпендикулярное плоскости напластования - вертикальная проницаемость. Однако и этот способ не лишен недостатков, а именно:Closest to the proposed technical solution by technical nature is a laboratory method for determining the absolute gas permeability anisotropy on a full-size core (Recommended Practice for Core Analysis. API. RP 40, second edition, February 1998), including core extraction and drying, its study by stationary filtration through gas with the determination of the coefficients of vertical and horizontal absolute gas permeability, the subsequent analysis of the results of the study and the determination of anisotropy of absolute gas permeability ty. In this case, horizontal permeability is measured in two directions: one in the direction of the assumed maximum permeability (along the main cracking), and the other at an angle of 90 ° from the maximum. In this method, a direction parallel to the bedding plane is defined as horizontal permeability, perpendicular to the bedding plane — vertical permeability. However, this method is not without drawbacks, namely:

- значение предполагаемой максимальной горизонтальной фильтрации в породе может не соответствовать выбранному направлению, тем самым можно ошибочно предположить, что в случае равенства полученных значений по результатам двух замеров горизонтальная проницаемость является изотропной. В результате этого в дальнейшем может возникнуть ошибка при расчете анизотропии.- the value of the assumed maximum horizontal filtration in the rock may not correspond to the chosen direction, thereby it can be mistakenly assumed that in case of equality of the obtained values from the results of two measurements, the horizontal permeability is isotropic. As a result of this, an error may arise in the calculation of the anisotropy in the future.

- сложно выявить минимальное и максимальное значения горизонтальной проницаемости, ввиду недостаточной информативности о распределении потока фильтрации в образце при выполнении только двух замеров.- it is difficult to identify the minimum and maximum values of horizontal permeability, due to insufficient information about the distribution of the filtration flow in the sample when performing only two measurements.

Технический результат, достигаемый предлагаемым способом, заключается в повышении достоверности и точности определения анизотропии абсолютной газопроницаемости на полноразмерном керне за счет увеличения количества замеров горизонтальной газопроницаемости, а следовательно, увеличения информативности данного способа.The technical result achieved by the proposed method is to increase the reliability and accuracy of determining the anisotropy of absolute gas permeability on a full-sized core by increasing the number of measurements of horizontal gas permeability, and therefore, increasing the information content of this method.

Указанный технический результат достигается предлагаемым способом лабораторного определения анизотропии абсолютной газопроницаемости на полноразмерном керне, включающим экстрагирование и высушивание керна, его исследование методом стационарной фильтрации через него газа с определением коэффициентов вертикальной и горизонтальной абсолютной газопроницаемости, последующий анализ результатов исследования и определение анизотропии абсолютной газопроницаемости, при этом новым является то, что при определении коэффициента горизонтальной абсолютной газопроницаемости керна исследования проводят в шести горизонтальных направлениях с шагом измерения в 30°, после этого рассчитывают вертикальную анизотропию по шести направлениям, как отношение горизонтальной абсолютной газопроницаемости по каждому направлению к вертикальной; также рассчитываются горизонтальную анизотропию, как отношение максимальной абсолютной газопроницаемости к минимальной, из определенных по шести горизонтальным направлениям.The indicated technical result is achieved by the proposed method for laboratory determination of absolute gas permeability anisotropy on a full-sized core, including core extraction and drying, its study by stationary gas filtration through it with determination of vertical and horizontal absolute gas permeability coefficients, subsequent analysis of the research results and determination of absolute gas permeability anisotropy, while new is that when determining the coefficient horizon the total absolute gas permeability of the core is carried out in six horizontal directions with a measurement step of 30 °, after which vertical anisotropy in six directions is calculated as the ratio of the horizontal absolute gas permeability in each direction to the vertical; horizontal anisotropy is also calculated as the ratio of the maximum absolute gas permeability to the minimum, determined from six horizontal directions.

При определении коэффициента вертикальной абсолютной газопроницаемости керна фильтрацию газа через него проводят в перпендикулярном напластованию направлении.When determining the coefficient of vertical absolute gas permeability of the core, the gas is filtered through it in the direction perpendicular to the bedding.

При определении коэффициента горизонтальной абсолютной газопроницаемости керна фильтрацию газа через него проводят в параллельном напластованию направлении.When determining the coefficient of horizontal absolute gas permeability of the core, the gas is filtered through it in a direction parallel to the bedding.

Рассмотрим отличительные признаки предлагаемого изобретения. Новым в предлагаемом способе является следующее:Consider the distinguishing features of the invention. New in the proposed method is the following:

- определение коэффициента горизонтальной абсолютной газопроницаемости керна исследования проводят в шести горизонтальных направлениях с шагом измерения 30°,- determination of the coefficient of horizontal absolute gas permeability of the core study is carried out in six horizontal directions with a measurement step of 30 °,

- анизотропию абсолютной газопроницаемости при этом рассчитывают как между вертикальным и любым горизонтальным направлениям - вертикальная анизотропия, так и между максимальным и минимальным горизонтальными направлениями - горизонтальная анизотропия.- the absolute gas permeability anisotropy in this case is calculated both between vertical and any horizontal directions - vertical anisotropy, and between the maximum and minimum horizontal directions - horizontal anisotropy.

При определении коэффициента вертикальной абсолютной газопроницаемости керна фильтрацию газа через него проводят в перпендикулярном напластованию направлении. При определении коэффициента горизонтальной абсолютной газопроницаемости керна фильтрацию газа через него проводят в параллельных напластованию направлениях.When determining the coefficient of vertical absolute gas permeability of the core, the gas is filtered through it in the direction perpendicular to the bedding. When determining the coefficient of horizontal absolute gas permeability of the core, the gas is filtered through it in directions parallel to the bedding.

Достижение указанного технического результата обеспечивается за счет следующего.The achievement of the specified technical result is ensured by the following.

Благодаря тому, что керн предварительно экстрагируют и высушивают, обеспечивается определение абсолютной газопроницаемости горной породы без присутствия в поровом пространстве углеводородов и водных растворов.Due to the fact that the core is pre-extracted and dried, the absolute gas permeability of the rock is determined without the presence of hydrocarbons and aqueous solutions in the pore space.

Подготовленный таким образом образец керна исследуют методом стационарной фильтрации через него газа, с помощью газового пермеаметра, оснащенного кернодержателем Хасслера. Метод заключается в определении постоянной (стационарной) скорости фильтрации газа через образец горной породы в вертикальном и шести горизонтальных направлениях под действием разности давлений. При стационарной фильтрации скорость определяется известным объемом газа, прошедшим через образец за фиксированный отрезок времени при постоянной разности давлений. Для равномерного распределения потока газа по керну и от керна применяют проницаемые экраны различной конструкции. Направление, параллельное плоскости напластования, стандартизуется как горизонтальная проницаемость. Для изучения симметрии порового пространства горизонтальную проницаемость измеряют в шести направлениях с шагом измерений 30°. Измерений в шести направлениях достаточно, чтобы всесторонне охарактеризовать значение данного параметра, так как измерение по одному направлению, например 30°-210°, характеризует и проницаемость в обратном направлении - 210°-30°. Таким образом, охватываются все 360°. Направление, перпендикулярное плоскости напластования, стандартизуется как вертикальная проницаемость.A core sample prepared in this way is examined by stationary filtration of gas through it using a gas permeameter equipped with a Hassler core holder. The method consists in determining a constant (stationary) rate of gas filtration through a rock sample in the vertical and six horizontal directions under the influence of a pressure difference. In stationary filtration, the speed is determined by the known volume of gas passing through the sample in a fixed period of time at a constant pressure difference. For uniform distribution of the gas flow over and from the core, permeable screens of various designs are used. A direction parallel to the bedding plane is standardized as horizontal permeability. To study the symmetry of the pore space, horizontal permeability is measured in six directions with a measurement step of 30 °. Measurements in six directions are enough to comprehensively characterize the value of this parameter, since a measurement in one direction, for example 30 ° -210 °, also characterizes permeability in the opposite direction - 210 ° -30 °. Thus, all 360 ° is covered. The direction perpendicular to the bedding plane is standardized as vertical permeability.

Благодаря тому, что при определении коэффициента горизонтальной абсолютной газопроницаемости керна исследования проводят в шести горизонтальных направлениях, с получением шести показателей, расширяется информативная база данных (в прототипе получают только два показателя), а значит, последующий расчет анизотропии абсолютной газопроницаемости производят с учетом уже всех полученных расширенных результатов, что повышает достоверность и точность определения фильтрационных свойств породы. В этом новизна предлагаемого способа.Due to the fact that when determining the coefficient of horizontal absolute gas permeability of the core, studies are carried out in six horizontal directions, with six indicators, the informative database is expanded (only two indicators are obtained in the prototype), which means that the subsequent calculation of the absolute gas permeability anisotropy is carried out taking into account all the obtained extended results, which increases the reliability and accuracy of determining the filtration properties of the rock. This is the novelty of the proposed method.

Прием определения коэффициента вертикальной абсолютной газопроницаемости керна путем фильтрации газа через него в перпендикулярном напластованию направлении и прием определения коэффициента вертикальной абсолютной газопроницаемости керна путем фильтрации газа через него в параллельных напластованию направлениях, являются известными.The method of determining the vertical absolute gas permeability coefficient of a core by filtering gas through it in a direction perpendicular to the bedding and the method of determining the vertical absolute gas permeability coefficient of a core by filtering gas through it in directions parallel to the bedding are known.

Сущность предлагаемого способа иллюстрируется графически.The essence of the proposed method is illustrated graphically.

На рис.1 представлен образец полноразмерного азимутально-ориентированного керна с разметкой измерения горизонтальной проницаемости по шести направлениям с шагом 30°, с ориентировкой север-юг.Figure 1 shows a sample of a full-sized azimuthally oriented core with a marking of horizontal permeability measurements in six directions with a step of 30 °, with a north-south orientation.

На рис.2 показан профиль изменения абсолютной горизонтальной газопроницаемости образца керна. На диаграмме показаны направления измерений через каждые 30°, по которым откладываются значения абсолютной газопроницаемости, полученные по каждому из направлений. Все значения проницаемости соединяются ломаной линией, характеризующей изменения абсолютной газопроницаемости по направлениям.Figure 2 shows the profile of changes in the absolute horizontal gas permeability of the core sample. The diagram shows the measurement directions every 30 °, along which the absolute gas permeability values obtained for each of the directions are plotted. All values of permeability are connected by a broken line characterizing the changes in absolute gas permeability in the directions.

На рис.3 представлена схема направления фильтрации газа через образец керна в кернодержателе Хасслера, (а) - измерение вертикальной проницаемости; (б) - измерение горизонтальной проницаемости.Fig. 3 shows a diagram of the direction of gas filtration through a core sample in a Hassler core holder, (a) vertical permeability measurement; (b) - measurement of horizontal permeability.

Предлагаемый способ реализуется на конкретном примере следующим образом.The proposed method is implemented on a specific example as follows.

1. Подготовка образцов керна к анализу.1. Preparation of core samples for analysis.

Образцы изготавливают из куска керна с сохраненным при выбуривании на скважине диаметром путем параллельного отрезания торцов и шлифовки. Торцы образца должны быть строго взаимно параллельны и перпендикулярны оси образца, оптимальная высота образца 11-15 см. На выпиленном образце черной несмываемой тушью указывают глубину верхнего и нижнего торцов, лабораторный номер образца, а также наносят линии через 30°, соответствующие направлениям фильтрации.Samples are made from a core piece with a diameter stored during drilling in the borehole by parallel cutting of the ends and grinding. The ends of the sample should be strictly mutually parallel and perpendicular to the axis of the sample, the optimal height of the sample is 11-15 cm.The depth of the upper and lower ends, the laboratory number of the sample are indicated on the sawn-off black indelible ink, and lines should be drawn through 30 ° corresponding to the filtration directions.

Образцы очищают от углеводородов путем экстрагирования. В качестве растворителей используют толуол или смесь спирта и бензола в соотношении 1:1, высушивают в сушильном шкафу при температуре 105° ±5°С и после сушки охлаждают и хранят в эксикаторе над прокаленным хлористым кальцием.Samples are purified from hydrocarbons by extraction. As solvents, toluene or a mixture of alcohol and benzene in a 1: 1 ratio is used, dried in an oven at a temperature of 105 ° ± 5 ° C and, after drying, cooled and stored in a desiccator over calcined calcium chloride.

Определяют размеры образцов штангенциркулем как среднее из 3-5 определений в каждом направлении с погрешностью до 0,1 мм.The sizes of the samples are determined with a caliper as the average of 3-5 determinations in each direction with an error of up to 0.1 mm.

2. Определение вертикальной абсолютной газопроницаемости.2. Determination of vertical absolute gas permeability.

В соответствии с диаметром образца керна 1, выбирают нужный диаметр кернодержателя Хасслера, (рис.3), состоящий из корпуса 3, нижнего плунжера 4, верхнего плунжера 5 и резиновой манжеты 2.In accordance with the diameter of core sample 1, select the desired diameter of the Hassler core holder (Fig. 3), consisting of a casing 3, a lower plunger 4, an upper plunger 5 and a rubber sleeve 2.

Открывают верхнюю пневматическую линию «от пермеаметра» и нижнюю «к пермеаметру», закрывают нижнюю «от пермеаметра» (рис.3,а).Open the upper pneumatic line “from the permeameter” and the lower “to the permeameter”, close the lower “from the permeameter” (Fig. 3, a).

Образец керна 1 загружают в кернодержатель, установив между ним и верхним ллунжером 5 и нижним плунжером 4 дисковые проницаемые экраны 6.The core sample 1 is loaded into the core holder by installing disk permeable screens 6 between it and the upper lunger 5 and the lower plunger 4.

Создают давление бокового обжима образца в пределах 350-400 Psi (2,413-2,758 МПа) с помощью пневматической системы 8.Create a pressure of lateral crimping of the sample in the range of 350-400 Psi (2.413-2.758 MPa) using a pneumatic system 8.

Устанавливают поток газа через образец керна. Измеряют перепад давления ΔР на входе и выходе образца.Set the gas flow through the core sample. The pressure drop ΔP at the inlet and outlet of the sample is measured.

Выполняют трехкратное измерение расхода газа через образец 1 при различных перепадах давления. Измерения расхода газа проводят с перерывами в 3-10 минут, пока расход газа не станет постоянным.Perform a three-fold measurement of gas flow through sample 1 at various pressure drops. Measurement of gas flow is carried out intermittently in 3-10 minutes, until the gas flow becomes constant.

3. Определение горизонтальной абсолютной газопроницаемости.3. Determination of horizontal absolute gas permeability.

Устанавливают вертикальные проницаемые экраны 6 (рис.3,б) на нижний плунжер 4 кернодержателя диаметрально противоположно друг к другу. Каждый экран 6 должен быть на 1/4 окружности керна.Install vertical permeable screens 6 (Fig. 3, b) on the lower plunger 4 of the core holder diametrically opposite to each other. Each screen 6 should be 1/4 of the core circle.

Закрывают запорный клапан на верхнем плунжере 5 кернодержателя. Открывают нижние линии «от пермеаметра» и «к пермеаметру». Это обеспечит прохождение газа от пермеаметра через нижний плунжер, правый экран 6, боковую поверхность образца 1, образец 1 - к левому приемному экрану 6 и далее, через нижний плунжер 4 (рис.3,б.).Close the shutoff valve on the upper plunger 5 of the core holder. Open the lower lines “from the permeameter” and “to the permeameter”. This will ensure the passage of gas from the permeameter through the lower plunger, the right screen 6, the side surface of sample 1, sample 1 - to the left receiving screen 6 and then through the lower plunger 4 (Fig. 3, b.).

Устанавливают образец 1 на нижний плунжер 4 между экранами, сверху и снизу образца устанавливают резиновые прокладки 7, не имеющие осевого отверстия.Set the sample 1 on the lower plunger 4 between the screens, on top and bottom of the sample set rubber gaskets 7 that do not have an axial hole.

Создают давление бокового обжима образца в пределах 350-400 Psi (2,413-2,758 МПа) с помощью пневматической системы 8.Create a pressure of lateral crimping of the sample in the range of 350-400 Psi (2.413-2.758 MPa) using a pneumatic system 8.

Устанавливают поток газа через образец керна. Измеряют перепад давления ΔР на входе и выходе образца 1.Set the gas flow through the core sample. The pressure drop ΔP at the inlet and outlet of sample 1 is measured.

Выполняют трехкратное измерение расхода газа через образец 1 при различных перепадах давления. Измерения расхода газа проводят с перерывами в 3-10 минут, пока расход газа не станет постоянным.Perform a three-fold measurement of gas flow through sample 1 at various pressure drops. Measurement of gas flow is carried out intermittently in 3-10 minutes, until the gas flow becomes constant.

После этого образец 1 поворачивают на 30° и вновь повторяют все измерения. Всего проводят 6 измерений горизонтальной газопроницаемости. Для этого на торце образца размечают основные направления измерений (рис.1). Для азимутально-ориентированного керна за начало отсчета принимают ориентационную линию север-юг.After this, sample 1 is rotated 30 ° and all measurements are repeated. In total, 6 measurements of horizontal gas permeability are carried out. For this, the main directions of measurements are marked at the end of the sample (Fig. 1). For an azimuthally oriented core, the north-south orientation line is taken as the reference point.

4. Последующий анализ результатов исследования и определение анизотропии абсолютной газопроницаемости.4. Subsequent analysis of the results of the study and determination of the absolute gas permeability anisotropy.

Коэффициент вертикальной газопроницаемости при стационарной фильтрации вычисляют по формуле:The coefficient of vertical gas permeability during stationary filtration is calculated by the formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

где Кв - коэффициент вертикальной газопроницаемости, измеренный при заданном среднем давлении в образце, мД (миллидарси);where Kv is the coefficient of vertical gas permeability, measured at a given average pressure in the sample, mD (millidars);

µ - вязкость газа при условиях фильтрации, мПа·с (миллипаскаль-секунда);µ is the viscosity of the gas under filtration conditions, MPa · s (millipascal-second);

Q - расход газа, прошедшего через образец, см3/с;Q is the flow rate of gas passing through the sample, cm 3 / s;

Ра - атмосферное давление, атм;Ra - atmospheric pressure, atm;

ΔР - перепад давления на образце между входом и выходом, атм;ΔР - pressure drop across the sample between inlet and outlet, atm;

P1 - избыточное давление на входе в образец, атм;P 1 - excess pressure at the entrance to the sample, atm;

Р2 - избыточное давление на выходе из образца, атм;P 2 - excess pressure at the outlet of the sample, atm;

L - длина образца, см;L is the length of the sample, cm;

F - площадь поперечного сечения образца, см2.F is the cross-sectional area of the sample, cm 2 .

Коэффициент горизонтальной газопроницаемости для каждого направления из шести направлений при стационарной фильтрации вычисляют по формуле:The horizontal gas permeability coefficient for each of the six directions in stationary filtration is calculated by the formula:

Figure 00000002
Figure 00000002

где Кг - коэффициент горизонтальной газопроницаемости, измеренный при заданном среднем давлении в образце, мД (миллидарси);where Kg is the horizontal gas permeability coefficient, measured at a given average pressure in the sample, mD (millidarsi);

µ - вязкость газа при условиях фильтрации, мПа·с (миллипаскаль-секунда);µ is the viscosity of the gas under filtration conditions, MPa · s (millipascal-second);

Q - расход газа, прошедшего через образец, см3/с;Q is the flow rate of gas passing through the sample, cm 3 / s;

ΔР - перепад давления на образце между входом и выходом, атм;ΔР - pressure drop across the sample between inlet and outlet, atm;

L - высота проницаемого экрана, см.L is the height of the permeable screen, see

k - структурный коэффициент. Для проницаемых экранов, каждый из которых закрывает ¼ поверхности керна k=1.k is the structural coefficient. For permeable screens, each of which covers ¼ of the core surface k = 1.

Затем по результатам измерения горизонтальной проницаемости в шести направлениях строят профиль проницаемости (рис.2).Then, according to the results of measuring horizontal permeability in six directions, a permeability profile is constructed (Fig. 2).

Вертикальная анизотропия абсолютной газопроницаемости определяется как отношение горизонтальной абсолютной газопроницаемости, определенной по одному из шести направлений, к вертикальной. Таким образом, рассчитываются шесть значений анизотропии по каждому направлению.Vertical anisotropy of absolute gas permeability is defined as the ratio of horizontal absolute gas permeability, determined in one of six directions, to vertical. Thus, six anisotropy values are calculated in each direction.

Горизонтальная анизотропия абсолютной газопроницаемости определяется как отношения максимальной абсолютной газопроницаемости к минимальной, полученные в ходе шести замеров.Horizontal anisotropy of absolute gas permeability is defined as the ratio of maximum absolute gas permeability to minimum, obtained during six measurements.

Исследования показали, что предлагаемый способ имеет диапазон измерения (1·102-5·104) мД и относительную погрешность определения абсолютной газопроницаемости 10%.Studies have shown that the proposed method has a measurement range (1 · 10 2 -5 · 10 4 ) mD and a relative error in determining the absolute gas permeability of 10%.

Предлагаемый способ был испытан на 35 образцах керна.The proposed method was tested on 35 core samples.

Результаты испытаний приведены в таблице 1.The test results are shown in table 1.

Для проверки достоверности измерений предлагаемым способом был выполнен ряд определений проницаемости на одном и том же образце (таблица 2). Приведенные в этой таблице 2 результаты измерений однозначно подтверждают необходимую точность данного способа.To verify the reliability of measurements by the proposed method, a series of permeability determinations were performed on the same sample (table 2). The measurement results given in this table 2 unequivocally confirm the necessary accuracy of this method.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет достоверно определить значения проницаемости по вертикали и горизонтали, при этом выявив направления максимальной и минимальной фильтрации.Thus, the proposed method allows to reliably determine the permeability values vertically and horizontally, while revealing the direction of maximum and minimum filtration.

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Claims (3)

1. Способ лабораторного определения анизотропии абсолютной газопроницаемости на полноразмерном керне, включающий экстрагирование и высушивание керна, его исследование методом стационарной фильтрации через него газа с определением коэффициентов вертикальной и горизонтальной абсолютной газопроницаемости, последующий анализ результатов исследования и определение анизотропии абсолютной газопроницаемости, отличающийся тем, что при определении коэффициента горизонтальной абсолютной газопроницаемости керна исследования проводят в шести горизонтальных направлениях с шагом измерения в 30°, после этого рассчитывают вертикальную анизотропию по шести направлениям, как отношение горизонтальной абсолютной газопроницаемости по каждому направлению к вертикальной; также рассчитываются горизонтальную анизотропию, как отношение максимальной абсолютной газопроницаемости к минимальной, из определенных по шести горизонтальным направлениям.1. A method for laboratory determination of absolute gas permeability anisotropy on a full-sized core, including core extraction and drying, its study by gas stationary filtration through it with determination of vertical and horizontal absolute gas permeability coefficients, subsequent analysis of the research results and determination of absolute gas permeability anisotropy, characterized in that when the determination of the coefficient of horizontal absolute gas permeability of the core research is carried out in there are three horizontal directions with a measurement step of 30 °, after which vertical anisotropy is calculated in six directions, as the ratio of the horizontal absolute gas permeability in each direction to the vertical; horizontal anisotropy is also calculated as the ratio of the maximum absolute gas permeability to the minimum, determined from six horizontal directions. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при определении коэффициента вертикальной абсолютной газопроницаемости керна фильтрацию газа через него проводят в перпендикулярном напластованию направлении.2. The method according to claim 1, characterized in that when determining the coefficient of vertical absolute gas permeability of the core, the gas is filtered through it in a direction perpendicular to the bedding. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при определении коэффициента горизонтальной абсолютной газопроницаемости керна фильтрацию газа через него проводят в параллельном напластованию направлении. 3. The method according to claim 1, characterized in that when determining the coefficient of horizontal absolute gas permeability of the core, the gas is filtered through it in a direction parallel to the bedding.
RU2014100467/03A 2014-01-09 2014-01-09 Gas permeability anisotropy laboratory measurement on whole cores RU2542998C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014100467/03A RU2542998C1 (en) 2014-01-09 2014-01-09 Gas permeability anisotropy laboratory measurement on whole cores

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014100467/03A RU2542998C1 (en) 2014-01-09 2014-01-09 Gas permeability anisotropy laboratory measurement on whole cores

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2542998C1 true RU2542998C1 (en) 2015-02-27

Family

ID=53290025

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014100467/03A RU2542998C1 (en) 2014-01-09 2014-01-09 Gas permeability anisotropy laboratory measurement on whole cores

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2542998C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2655034C1 (en) * 2017-07-25 2018-05-25 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) Device for the in-situ combustion and vapor-gravity drainage study
CN109944589A (en) * 2019-03-27 2019-06-28 中国石油大学(北京) Anisotropic reservoir physical model production method and device
CN110595982A (en) * 2019-10-15 2019-12-20 贵州大学 Testing device and calculating method for anisotropic permeability of rock gas
CN115405286A (en) * 2022-08-16 2022-11-29 中国石油大学(华东) Measuring device and measuring method for anisotropic reservoir stress sensitivity
CN117054312A (en) * 2023-08-16 2023-11-14 东北石油大学 Rock stress sensitivity anisotropy detection method, system and equipment

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2092878C1 (en) * 1996-11-28 1997-10-10 Владимир Семенович Славкин Method designed to determine absolute gas permeability factor of porous rocks
RU2292541C1 (en) * 2005-09-05 2007-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "ПермНИПИнефть" Method of determining anysotropy coefficient and characteristics of main axis of anysotropy of pore space of rock
US7295927B2 (en) * 2003-09-15 2007-11-13 Schlumberger Technology Corporation Determining water saturation for oil bearing thin-bedded formation having anisotropic resistivity
CN101377130A (en) * 2008-09-18 2009-03-04 中国海洋石油总公司 Experiment well for testing multiple-component induction logging instrument
RU2407889C1 (en) * 2009-08-03 2010-12-27 Учреждение Российской академии наук Институт проблем нефти и газа РАН Method for determining anisotropy of formation permeability in laboratory conditions
RU2492447C1 (en) * 2012-03-15 2013-09-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем нефти и газа РАН Method to define anisotropy of pore space and position of main axes of permeability tensor of rocks on core

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2092878C1 (en) * 1996-11-28 1997-10-10 Владимир Семенович Славкин Method designed to determine absolute gas permeability factor of porous rocks
US7295927B2 (en) * 2003-09-15 2007-11-13 Schlumberger Technology Corporation Determining water saturation for oil bearing thin-bedded formation having anisotropic resistivity
RU2292541C1 (en) * 2005-09-05 2007-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "ПермНИПИнефть" Method of determining anysotropy coefficient and characteristics of main axis of anysotropy of pore space of rock
CN101377130A (en) * 2008-09-18 2009-03-04 中国海洋石油总公司 Experiment well for testing multiple-component induction logging instrument
RU2407889C1 (en) * 2009-08-03 2010-12-27 Учреждение Российской академии наук Институт проблем нефти и газа РАН Method for determining anisotropy of formation permeability in laboratory conditions
RU2492447C1 (en) * 2012-03-15 2013-09-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем нефти и газа РАН Method to define anisotropy of pore space and position of main axes of permeability tensor of rocks on core

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Recommended Practice for Core Analysis. API. RP 40, second edition, February 1998. *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2655034C1 (en) * 2017-07-25 2018-05-25 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) Device for the in-situ combustion and vapor-gravity drainage study
CN109944589A (en) * 2019-03-27 2019-06-28 中国石油大学(北京) Anisotropic reservoir physical model production method and device
CN109944589B (en) * 2019-03-27 2021-04-20 中国石油大学(北京) Method and device for manufacturing physical model of anisotropic oil reservoir
CN110595982A (en) * 2019-10-15 2019-12-20 贵州大学 Testing device and calculating method for anisotropic permeability of rock gas
CN110595982B (en) * 2019-10-15 2024-04-19 贵州大学 Testing device and calculating method for rock gas anisotropic permeability
CN115405286A (en) * 2022-08-16 2022-11-29 中国石油大学(华东) Measuring device and measuring method for anisotropic reservoir stress sensitivity
CN117054312A (en) * 2023-08-16 2023-11-14 东北石油大学 Rock stress sensitivity anisotropy detection method, system and equipment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107727679B (en) A kind of characterization Deep Carbonate Rocks petrophysics characterization method
RU2542998C1 (en) Gas permeability anisotropy laboratory measurement on whole cores
WO2018028258A1 (en) Method and system for determining heterogeneous carbonate rock reservoir saturation index
CN104568694B (en) Method for testing gas-water relative permeability of dense core
CN105866009B (en) A kind of method and device calculating fine and close oily reservoir effecive porosity
CN108169099A (en) A kind of shale gas RESERVOIR PORE STRUCTURE quantitative calculation method based on nuclear magnetic resonance
CN103926186B (en) A kind of method that quantitative evaluation water filling affects throat distribution
CN106525684B (en) A kind of bearing calibration of the tight sand clancy behavior scale based on pore throat character
Wibowo et al. A type curve for carbonates rock typing
CN107622139A (en) Calculation method of crack permeability
CN103344541A (en) Method for measuring total porosity of shale
CA3140722A1 (en) Methods and systems for determining fracture and matrix permeability of a subsurface formation
KR101475831B1 (en) Apparatus and method for measuring porosity of core sample from reservoir rock
CN110470584B (en) Method for evaluating comprehensive effect of imbibition and water lock
CN105604546B (en) Quantitative classification method for dual-medium carbonate reservoir
CN113075102B (en) Method for establishing mathematical model of relation between spontaneous imbibition amount of porous medium and time
Carles et al. Low permeability measurements using steady-state and transient methods
CN102619502B (en) Method for determining crack permeability of crack-pore seepage experiment model
Qu et al. Controls on matrix permeability of shale samples from Longmaxi and Niutitang formations, China
Yanjie et al. Lower limit of tight oil flowing porosity: Application of high-pressure mercury intrusion in the fourth Member of Cretaceous Quantou Formation in southern Songliao Basin, NE China
CN106897531A (en) A kind of method for quantitatively evaluating of hyposmosis limestone reservoir permeability
Glanville Laboratory study indicates significant effect of pressure on resistivity of reservoir rock
CN106370577B (en) Simulation test method for fracture-cavity oil reservoir
Darłak et al. Methodological aspects of porosity and pore space measurements in shale rocks
CN103670392A (en) Coal bed gas flow condition rapid recognition method based on starting pressure gradient

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner