RU2748021C1 - Method for creating residual water saturation on a weakly cemented core for conducting flow studies - Google Patents

Method for creating residual water saturation on a weakly cemented core for conducting flow studies Download PDF

Info

Publication number
RU2748021C1
RU2748021C1 RU2020132982A RU2020132982A RU2748021C1 RU 2748021 C1 RU2748021 C1 RU 2748021C1 RU 2020132982 A RU2020132982 A RU 2020132982A RU 2020132982 A RU2020132982 A RU 2020132982A RU 2748021 C1 RU2748021 C1 RU 2748021C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sample
membrane
residual water
saturation
core holder
Prior art date
Application number
RU2020132982A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Анатольевич Загоровский
Алексей Сергеевич Комисаренко
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть")
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 Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть") filed Critical Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть")
Priority to RU2020132982A priority Critical patent/RU2748021C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2748021C1 publication Critical patent/RU2748021C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21CMINING OR QUARRYING
    • E21C39/00Devices for testing in situ the hardness or other properties of minerals, e.g. for giving information as to the selection of suitable mining tools

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: invention relates to the field of laboratory studies of the joint movement of fluids through a sample of rocks the conduct of which is necessary for the technical and economic assessment of the calculation of reserves in the development of the field. To create residual water saturation, a device is used as the lower end piston in the core holder of the installation for conducting streaming studies, which includes a place for a semi-permeable membrane and three through hydraulic lines, two of which are designed to bypass the membrane, and one is for water outlet when creating a residual water saturation. In this case, a dried sample of poorly cemented rock is placed in a core holder, the sample is evacuated, followed by 100% saturation with formation water or its model, then, by closing the hydraulic channels, for the movement of fluids, supplying gas from above with a pressure of no higher than 12 atm, pore pressure is created and water is displaced from the sample through the membrane and the corresponding hydraulic channel. During all stages, the sample is scanned with gamma / X-ray sources, while the values ​​of the residual water saturation (Crws) are calculated from the values ​​of the absorption coefficients when the sample is X-ray or gamma rays.
EFFECT: possibility of creating with the subsequent calculation of the residual water saturation (Crws) by scanning the sample with X-rays or gamma rays without removing it and the membrane from the core holder of the installation, followed by flow studies - relative phase permeabilities or displacement coefficient.
1 cl, 2 tbl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области лабораторных исследований совместного движения флюидов через образец горных пород, проведение которых необходимо для технико-экономической оценки подсчета запасов при разработке месторождения.The invention relates to the field of laboratory studies of the joint movement of fluids through a sample of rocks, the conduct of which is necessary for the technical and economic assessment of the calculation of reserves in the development of the field.

В поровом пространстве горной породы-коллектор, содержится не только нефть или (и) газ, но и остаточная «реликтовая» вода, оцениваемая коэффициентом остаточной водонасыщенности (далее Кво).The pore space of the reservoir rock contains not only oil and / or gas, but also residual "relict" water, estimated by the coefficient of residual water saturation (hereinafter CWO).

Кво=Vв/Vпор,Quo = Vv / Vpor,

где Vв - объем остаточной воды в поровом пространстве, см3; Vпор - объем всех пустот, полостей межзернового пространства горной породы, см3.where Vv - the volume of residual water in the pore space, cm 3 ; Vpore - the volume of all voids, cavities of the intergranular space of the rock, cm 3 .

Объем остаточной воды в порах создается для проведения петрофизических и иных исследований косвенными методами. Как правило, это методы отгонки воды из пор образца с помощью центрифуги или при помощи полупроницаемой мембраны.The volume of residual water in the pores is created for petrophysical and other studies by indirect methods. As a rule, these are methods of stripping water from the pores of the sample using a centrifuge or using a semipermeable membrane.

Объем воды рассчитывается по формуле Vв=(mв-mсух)/ρв,The volume of water is calculated by the formula Vw = (m in -m dry ) / ρ in ,

где mв - масса образца с остаточной водой, г; mсух - масса сухого образца, г; ρв - плотность воды, г/см3.where m in is the mass of the sample with residual water, g; m dry is the mass of a dry sample, g; ρ in - the density of water, g / cm 3 .

Объем пор рассчитывается по формулеThe pore volume is calculated by the formula

Vпор=(mвозд.-mсух)/ρв,Vpore = (m air -m dry ) / ρ in ,

где mвозд - масса образца с водой в воздухе.where m air is the mass of the sample with water in air.

Объем и структура пор слабосцементированных горных пород, под влиянием внешнего давления (веса толщи вышележащих горных пород) уменьшается, сжимается. При чем, если для крепких, консолидированных пористых сред сжимаемостью горной породы и пор можно пренебречь, то для рыхлых, слабосцементированных пород, это недопустимо. А так как, сжимаемостью воды по сравнению со сжимаемостью пор можно пренебречь, и остаточная вода при сжимаемости горной породы (пор) остается в поровом пространстве, не меняя своего объема, то ошибка определения Кво может достигать более 50% (относительных).The volume and structure of pores in poorly cemented rocks, under the influence of external pressure (weight of the overlying rocks), decreases and contracts. Moreover, if for strong, consolidated porous media the compressibility of the rock and pores can be neglected, then for loose, weakly cemented rocks, this is unacceptable. And since the compressibility of water in comparison with the compressibility of the pores can be neglected, and the residual water with the compressibility of the rock (pores) remains in the pore space without changing its volume, the error in determining the KVO can reach more than 50% (relative).

В существующей практике исследований, создание Кво проводится в кернодержателе предназначенной для этого установки, а далее идет демонтаж, перенос и монтаж образца в кернодержатель другой установки (по определению фазовых проницаемостей или коэффициента вытеснения).In the current research practice, the creation of a KVO is carried out in a core holder of a device intended for this, and then the sample is dismantled, transferred and installed into a core holder of another installation (by determining the phase permeabilities or displacement coefficient).

Существующая процедура создания Кво и проведения экспериментов предназначена для образцов крепкого, хорошо консолидированного керна. Для случая слабоконсолидированного, рыхлого керна она не применима, так как эти образцы в процессе демонтажа, перемещения, повторного монтажа и имитации нагрузкой пластовым давлением частично разрушаются, осыпаются внешне, теряют массу.The current procedure for creating Quo and conducting experiments is for strong, well-consolidated core samples. For the case of a weakly consolidated, loose core, it is not applicable, since these samples are partially destroyed in the process of dismantling, moving, reassembling and imitating the load by reservoir pressure, crumbling outwardly, and losing mass.

Проблема исследования слабосцементированных образцов горных пород в том, что после каждого контакта/воздействия с ним он осыпается снаружи, теряет часть составляющих зерен скелета, соответственно уменьшается его масса, которая должна быть в процессе всех измерений постоянной. Поэтому такие образцы необходимо сразу же после изготовления или после взвешивания, определения пористости, проницаемости по газу, помещать в кернодержатель и до окончания всех измерений (Vп, Кв и др.) не извлекать из него.The problem of studying poorly cemented rock samples is that after each contact / impact with it, it crumbles from the outside, loses some of the constituent grains of the skeleton, and accordingly its mass decreases, which should be constant during all measurements. Therefore, such samples must be placed in the core holder immediately after manufacture or after weighing, determination of porosity, gas permeability and not removed from it until the end of all measurements (Vп, Кв, etc.).

Известны несколько способов создания остаточной водонасыщенности в образцах слабосцементированной горной породы (далее образец) непосредственно в кернодержателях стендов, которые в дальнейшем используются для проведения потоковых исследований.There are several known methods for creating residual water saturation in samples of weakly cemented rock (hereinafter referred to as a sample) directly in the core holders of the stands, which are subsequently used for conducting streaming studies.

Известен способ создания остаточной водонасыщенности по стандартной технологии методом центрифугирования - метод вытеснения, дренирования, частичного замещения воды несмешивающейся жидкостью (нефтью, маслом) из крепких горных пород-коллекторов (способ Г.И. Колоколова) [ЗапСибНИГНИ, труды, выпуск 6, Шишигин С.И. «Методы и результаты изучения коллекторских свойств нефтегазоносных горизонтов Западно-Сибирской провинции», издательство «Недра», Москва 1968 г.; ОСТ 39-235-89 «Нефть. Метод определения фазовых проницаемостей в лабораторных условиях при совместной фильтрации»]. Такой способ позволяет «экспрессно» получить водонасыщенность (далее Кв), значение которой будет выше, чем природное значение Кво на 10-15%. Т.е. вода, находящаяся в поровом пространстве образца, не вся будет остаточной. Частично она будет подвижной, и ее распределение по длине цилиндрического образца будет градиентное (неравномерное): на входе в образец вытесняемого флюида водонасыщенность будет ниже, чем на выходе.There is a known method of creating residual water saturation according to standard technology by the centrifugation method - a method of displacement, drainage, partial replacement of water with an immiscible liquid (oil, oil) from strong reservoir rocks (method of G.I. Kolokolov) [ZapSibNIGNI, works, issue 6, Shishigin C .AND. "Methods and results of studying the reservoir properties of oil and gas horizons of the West Siberian province", publishing house "Nedra", Moscow 1968; OST 39-235-89 “Oil. Method for determining phase permeabilities in laboratory conditions with joint filtration "]. This method allows you to "expressly" obtain water saturation (hereinafter Kw), the value of which will be higher than the natural value of Kwo by 10-15%. Those. the water in the pore space of the sample will not all be residual. In part, it will be mobile, and its distribution along the length of the cylindrical sample will be gradient (non-uniform): at the entrance to the sample of the displaced fluid, the water saturation will be lower than at the exit.

Проведение потоковых исследований при таких начальных условиях, когда значение Кв не равно значению Кво, будет некорректно и результаты потоковых исследований будут заведомо содержать ошибки.Conducting streaming studies under such initial conditions, when the value of Kw is not equal to the value of Kwo, will be incorrect and the results of streaming studies will obviously contain errors.

Известен полудинамический метод для изучения формирования начальной равновесной насыщенности флюидами (водой и нефтью) порового пространства изложенный в работе [Lenormand R. And Eisenzimmer А. // «А Novel Method for the Determination of Water / Oil Capillary pressures of Mixed Wetability Samples». - SCA 9322 (1993)]. В нем создание Кво происходит посредством «омывания» торца образца горной породы нефтью при прокачивании пластовой воды (или модели пластовой воды) внутри образца с противоположного торца. Этот метод относится к методу изучения капиллярных характеристик.Known semi-dynamic method for studying the formation of the initial equilibrium saturation with fluids (water and oil) of the pore space set forth in [Lenormand R. And Eisenzimmer A. // "A Novel Method for the Determination of Water / Oil Capillary pressures of Mixed Wetability Samples". SCA 9322 (1993)]. In it, the Quo is created by "washing" the end of the rock sample with oil while pumping formation water (or the model of formation water) inside the sample from the opposite end. This method belongs to the method of studying capillary characteristics.

Недостатком данного метода является длительность формирования Кво, и дальнейшее продолжение экспериментов (без перемещения образца керна) только для системы «нефть-вода». Для тестов в системах «нефть-газ», «газ-вода» полудинамический метод создания Кво на слабосцементированном керне неприменим.The disadvantage of this method is the duration of the formation of KVO, and further continuation of experiments (without moving the core sample) only for the oil-water system. For tests in oil-gas, gas-water systems, the semi-dynamic method of creating a KVO on a weakly cemented core is inapplicable.

Также известно универсальное многофункциональное устройство для определения различных характеристик образцов горных пород [RU 2343281 С1 МПК Е21С 39/00, опубл. 10.01.2009], с кернодержателем, конструкция которого позволяет разместить полупроницаемую мембрану для создания Кво.Also known is a universal multifunctional device for determining various characteristics of rock samples [RU 2343281 C1 IPC E21C 39/00, publ. 01/10/2009], with a core holder, the design of which allows placing a semi-permeable membrane to create a Quo.

Недостатком этого устройства является то, что оно функционально не предусматривает проведения на образце горной породы, после создания Кво, последующих потоковых исследований без извлечения полупроницаемой мембраны. А это недопустимо для «рыхлых» пород, так как вместе с мембраной будет извлекаться часть слоя горной породы (песка, алеврита, глины) прилипшего к мембране.The disadvantage of this device is that it does not functionally provide for carrying out on a rock sample, after the creation of the Quo, subsequent streaming studies without removing a semipermeable membrane. And this is unacceptable for "loose" rocks, since part of the rock layer (sand, silt, clay) adhering to the membrane will be extracted together with the membrane.

Технической проблемой является разработка способа создания остаточной водонасыщенности образца непосредственно в кернодержателе установки, в которой в последующем, будет проводиться исследование совместного движения любых флюидов без извлечения полупроницаемой мембраны. При этом, перераспределяя поток флюидов в обход мембраны, она не создает гидравлических барьеров, не препятствует проведению потокового эксперимента.A technical problem is the development of a method for creating residual water saturation of the sample directly in the core holder of the installation, in which, subsequently, the joint movement of any fluids will be studied without removing the semipermeable membrane. At the same time, redistributing the flow of fluids bypassing the membrane, it does not create hydraulic barriers and does not interfere with the flow experiment.

Технический результат заявляемого решения заключается в возможности создания с последующим расчетом водонасыщенности (Кво), методом просвечивания образца рентгеновскими или гамма лучами, без извлечения его и мембраны из кернодержателя установки, с последующим проведением потоковых исследований (относительные фазовые проницаемости или коэффициент вытеснения).The technical result of the proposed solution consists in the possibility of creating with the subsequent calculation of water saturation (KVO), by the method of X-ray or gamma ray transillumination of the sample, without removing it and the membrane from the core holder of the installation, followed by conducting streaming studies (relative phase permeabilities or displacement coefficient).

Указанный технический результат достигается тем, что для создания остаточной водонасыщенности используют предлагаемое устройство, конструкция которого включает место под полупроницаемую мембрану и три сквозных гидравлических линии, в качестве нижнего торцевого поршня в составе кернодержателя установки для проведения потоковых исследований. Высушенный образец слабосцементированной горной породы помещают в кернодержатель в компоновке согласно фиг. 3: образец в манжете, с торцевыми поршнями (в нижнем вклеена полупроницаемая мембрана). Образец выкуумируется, с последующим насыщением на 100% пластовой водой (или ее моделью). Затем закрыв гидравлические каналы 2, подавая сверху газ давлением не выше 12 атм., создается поровое давление и вытесняется вода из образца через мембрану и канал 3. В течение всех этапов образец сканируется гамма/рентген источниками и по опорным значениям рассчитывают значение Кво.The specified technical result is achieved by the fact that the proposed device is used to create residual water saturation, the design of which includes a place for a semi-permeable membrane and three through hydraulic lines, as a lower end piston in the core holder of the installation for conducting streaming studies. The dried sample of poorly cemented rock is placed in a core holder in the arrangement according to FIG. 3: sample in a cuff, with end pistons (a semi-permeable membrane is glued in the lower one). The sample is evacuated, followed by 100% saturation with formation water (or its model). Then, by closing the hydraulic channels 2, supplying gas from above with a pressure not exceeding 12 atm., Pore pressure is created and water is displaced from the sample through the membrane and channel 3. During all stages, the sample is scanned by gamma / X-ray sources and the Quo value is calculated from the reference values.

В предлагаемом способе, перед проведением потокового эксперимента (по определению относительных фазовых проницаемостей или коэффициента вытеснения/замещения одного флюида другим) на образце горной породы, остаточная водонасыщенность создается методом полупроницаемой мембраны непосредственно в кернодержателе потоковой установки. Далее, в этом же кернодержателе, проводится собственно потоковый эксперимент, без какого-либо перемещения, манипуляции с образцом горной породы и мембраной.In the proposed method, before carrying out the flow experiment (to determine the relative phase permeabilities or the coefficient of displacement / replacement of one fluid by another) on a rock sample, the residual water saturation is created by the semipermeable membrane method directly in the core holder of the flow installation. Further, in the same core holder, the actual flow experiment is carried out, without any movement, manipulation with a rock sample and a membrane.

Особенностью заявленного изобретения является способ создания и расчета значения Кво с учетом сжимаемости слабосцементированного, «рыхлого» образца горной породы при размещении его в кернодержателе установки при пластовом давлении и пластовой температуре, а также близкое к естественному, природному распределению остаточной воды внутри порового пространства коллектора за счет капиллярных сил.A feature of the claimed invention is a method for creating and calculating the value of KVO, taking into account the compressibility of a weakly cemented, "loose" rock sample when it is placed in the core holder of the installation at reservoir pressure and reservoir temperature, as well as close to the natural, natural distribution of residual water inside the pore space of the reservoir due to capillary forces.

Сущность изобретения заключается в том, что после полного насыщения образца водой (Кв=100%), с помощью полупроницаемой мембраны, помещенной в торцевой плунжер кернодержателя и нагнетания газа при давлении до 1,5 МПа создается остаточная водонасыщенность (Кво).The essence of the invention lies in the fact that after complete saturation of the sample with water (Kw = 100%), with the help of a semipermeable membrane placed in the end plunger of the core holder and gas injection at a pressure of up to 1.5 MPa, residual water saturation (Kw) is created.

Устройство представляет собой цилиндрический поршень (нижний торцевой плунжер) кернодержателя установки с углублением (на поверхности контакта с образцом) для полупроницаемой мембраны, изготовленным эксцентрично (для возможности изготовления гидравлических выходов), и двумя отдельными гидравлическими сквозными отверстиями/выходами, проходящими сквозь предлагаемую конструкцию. Гидравлические выходы предназначены для движения флюидов (нефти, газа, воды) через образец, минуя мембрану, во время проведения потокового эксперимента.The device is a cylindrical piston (bottom end plunger) of the core holder of the installation with a recess (on the surface of contact with the sample) for a semi-permeable membrane, made eccentrically (for the possibility of making hydraulic outlets), and two separate hydraulic through holes / outlets passing through the proposed design. Hydraulic outlets are designed for the movement of fluids (oil, gas, water) through the sample, bypassing the membrane, during the flow experiment.

Предложенное техническое решение иллюстрируется фигурами.The proposed technical solution is illustrated by the figures.

На фиг. 1 представлен вид устройства в разрезе, где цифрами обозначено: 1 - место (углубление) под полупроницаемую мембрану диаметром 30 мм (при использовании образца диаметром 38 мм (1,5'')); 2 - каналы (гидравлические линии) для движения флюидов в обход мембраны; 3 - канал (гидравлическая линия) для выхода воды при создании Кво; 4 - корпус.FIG. 1 shows a sectional view of the device, where numbers indicate: 1 - a place (depression) for a semi-permeable membrane with a diameter of 30 mm (when using a sample with a diameter of 38 mm (1.5 '')); 2 - channels (hydraulic lines) for the movement of fluids bypassing the membrane; 3 - channel (hydraulic line) for water outlet when creating a Quo; 4 - case.

На фиг. 2 представлен общий вид устройства.FIG. 2 shows a general view of the device.

На фиг. 3 представлен общий вид устройства в сборке с образцом горной породы, манжетой и торцевыми плунжерами.FIG. 3 shows a general view of the device assembled with a rock sample, collar and end plungers.

На фиг. 4 показана зависимость значений Кво от проницаемости.FIG. 4 shows the dependence of the values of Kwo on permeability.

Способ осуществляют следующим образом.The method is carried out as follows.

Цилиндрический слабосцементированный образец горной породы, подготовленный в соответствии с ГОСТ 26450.0, высушенный при температуре (70±2)°С [ГОСТ 26450.1] помещают в резиновую манжету 5, и с торцов образца размещают торцевые поршни 4 и 7. Манжета 5 служит для изоляции образца от жидкости, которой создается гидравлическое давление, это достигается охватыванием краями манжеты торцевых плунжеров. В нижнем торцевом поршне находится полупроницаемая мембрана в углублении 1. Далее, сборку: образец горной породы в манжете 5 с двумя торцевыми поршнями 4 и 7 располагают в кернодержатель установки для проведения потоковых исследований. При использовании образца с сохраненной насыщенностью пластовыми флюидами (изготовленный из керна, отобранного по изолированной технологии), его сразу после изготовления (выбуривания, выдавливания) располагают в манжету, и далее в кернодержатель. И все дальнейшие исследования, включая пробоподготовку, проводят непосредственно в кернодержателе, не извлекая образец до окончания потокового исследования.A cylindrical weakly cemented rock sample prepared in accordance with GOST 26450.0, dried at a temperature of (70 ± 2) ° C [GOST 26450.1] is placed in a rubber cuff 5, and end pistons 4 and 7 are placed from the ends of the sample. Cuff 5 serves to isolate the sample from the fluid, which creates hydraulic pressure, this is achieved by enclosing the edges of the end plunger collar. In the lower end piston there is a semi-permeable membrane in the recess 1. Further, the assembly: a rock sample in the collar 5 with two end pistons 4 and 7 is placed in the core holder of the installation for conducting streaming studies. When using a sample with retained saturation with formation fluids (made from a core sampled using an isolated technology), it is placed in the collar immediately after production (drilling, extrusion), and then into the core holder. And all further studies, including sample preparation, are carried out directly in the core holder, without removing the sample until the end of the flow study.

После присоединения кернодержателя к гидравлическим линиям установки, создают гидравлическое давление технологической жидкостью (масло или вода) в кернодержателе для всестороннего обжима образца. Создают термобарические условия (далее ТБУ) проведения измерения, т.е. поровое давление и температуру. Поровое давление создают с помощью газа, который в последующем будут использовать для проведения потокового исследования и кернодержатель нагревают до пластовой температуры. Проводят сканирование вдоль высоты цилиндрического образца для получения базового сигнала J100% ГАЗ. Охлаждают кернодержатель и снижают поровое давление до атмосферного давления.After connecting the core holder to the hydraulic lines of the installation, hydraulic pressure is created with the process fluid (oil or water) in the core holder for all-round crimping of the sample. Create thermobaric conditions (hereinafter TBU) for the measurement, i.e. pore pressure and temperature. The pore pressure is created with the help of gas, which will subsequently be used for conducting the flow study, and the core holder is heated to the formation temperature. Scanning along the height of the cylindrical sample is carried out to obtain a baseline signal J of 100% GAS . The core holder is cooled and the pore pressure is reduced to atmospheric pressure.

Образец и мембрану, не вынимая из кернодержателя, вакуумируют и насыщают на 100% пластовой водой (или ее моделью). Создают ТБУ (поровое давление с помощью воды) и получают сигнал J100% вода. Затем охлаждают кернодержатель и снижают поровое давление до атмосферного давления.The sample and the membrane, without removing from the core holder, are evacuated and saturated to 100% with formation water (or its model). Pore pressure is created with water and the signal J is 100% water . Then the core holder is cooled and the pore pressure is reduced to atmospheric pressure.

Перекрывают выходы (соответствующим вентилем/клапаном) каналов 2 и на противоположном торце (верхнем) создают поровое давление (до требуемого значения, или традиционно до 1,2 МПа) с помощью газа - азота. Вода из образца через мембрану будет выходить по каналу 3. Прекращение выхода воды из канала 3 означает, что водонасыщенность образца достигла значения Кво. По значениям промежуточных сканирований образца методом гамма или рентген просвечивания также можно контролировать и судить о состоянии Кво. Далее, после достижения в образце Кво, открывают канал 2 и, нагнетая газ-азот, создают поровое давление и нагревают кернодержатель, тем самым создают ТБУ. Проводят сканирование образца для получения Ji при ТБУ.The outlets (with the corresponding valve / valve) of channels 2 are closed and at the opposite end (upper) pore pressure is created (up to the required value, or traditionally up to 1.2 MPa) using gas - nitrogen. Water from the sample through the membrane will come out through channel 3. If water stops leaving channel 3, it means that the water saturation of the sample has reached the KVO value. By the values of intermediate scans of the sample by the method of gamma or X-ray transmission, it is also possible to control and judge the state of the Quo. Further, after reaching Kvo in the sample, channel 2 is opened and, by injecting gas-nitrogen, pore pressure is created and the core holder is heated, thereby creating a TBM. Scan the sample to obtain J i at TBU.

Используя полученные значения сканирований образца, рассчитывают значение Кво при ТБУ по формуле полулогарифмического закона Бугера-Ламберта:Using the obtained values of the sample scans, the Kvo value at TBU is calculated according to the formula of the semilogarithmic Bouguer-Lambert law:

Figure 00000001
Figure 00000001

Полученное значение Кво, предлагаемым способом, не нуждается в поправочных коэффициентах расширения воды и сжимаемости горной породы, объема пор, при размещении образца в ТБУ (в кернодержателе) (имитации пластовых условий).The obtained KvO value, by the proposed method, does not need correction coefficients for water expansion and rock compressibility, pore volume, when the sample is placed in the TBU (in the core holder) (imitation of reservoir conditions).

Для проверки достоверности работоспособности предлагаемого способа были проведены методические работы с хорошо консолидированным образцом кварцевого песчаника Berea. Выбор данного образца был обусловлен необходимостью его извлечения из кернодержателя, после создания остаточной водонасыщенности, для контроля значения Кво весовым методом. Указанный песчаник практически не сжимаем и не «теряет» песчинки во время каких-либо стандартных манипуляций, перемещений образца. В ходе методической работы сравнивались измерения остаточной водонасыщенности тремя методами: Кво по гамма просвечиванию образца при ТБУ (в кернодержателе), Кво измеренный весовым методом и Кво измеренный объемным методом. Результаты работы представлены в таблице.To check the reliability of the proposed method, methodical work was carried out with a well-consolidated sample of quartz sandstone Berea. The choice of this sample was dictated by the need to remove it from the core holder, after creating a residual water saturation, to control the KvO value by the gravimetric method. The specified sandstone is practically not compressed and does not "lose" grains of sand during any standard manipulations, movements of the sample. In the course of the methodical work, the measurements of the residual water saturation were compared by three methods: Quo by gamma transmission of the sample with TBU (in a core holder), Quo measured by the gravimetric method, and Quo measured by the volumetric method. The results of the work are presented in the table.

Значение Кво объемным методом рассчитывалось по формуле:The Quo value by the volumetric method was calculated using the formula:

Кво=100⋅(Vпор-Vпроб)/Vпор,Quo = 100⋅ (V pores -V samples ) / V pores ,

где Vпроб - объем воды в пробирке, вышедший из образца, при создании Кво методом полупроницаемой мембраны в предлагаемом устройстве.where V samples - the volume of water in the test tube, released from the sample, when creating a KVO by the method of a semipermeable membrane in the proposed device.

Figure 00000002
Figure 00000002

Как видно из таблицы, значение Кво по результатам гамма просвечивания имеют относительную погрешность 4,1%, в сравнении с весовым методом (как наиболее точным). Значение Кво, полученное объемным методом, по отношению к весовому, имеет относительную погрешностью 9,1%.As can be seen from the table, the Quo values according to the results of gamma transmission have a relative error of 4.1%, in comparison with the gravimetric method (as the most accurate). The Quo value obtained by the volumetric method, in relation to the weight method, has a relative error of 9.1%.

Для проверки заявляемого метода, создание Кво в кернодержателе и измерение значения Кво при ТБУ для слабосцементированного образца горной породы, были выбраны 5 образцов слабосцементированной горной породы. Основные характеристики образцов, результаты создания и измерения Кво представлены в таблице 2.To test the proposed method, creating a KVO in a core holder and measuring the KVO value at TBR for a weakly cemented rock sample, 5 samples of a weakly cemented rock were selected. The main characteristics of the samples, the results of the creation and measurement of the KVO are presented in Table 2.

Figure 00000003
Figure 00000003

На фиг. 4 видно, что значения, полученные и измеренные по заявленному способу (при ТБУ), находятся ближе к пластовой зависимости значений Кво от проницаемости.FIG. 4 it can be seen that the values obtained and measured according to the claimed method (with TBR) are closer to the reservoir dependence of the KVO values on the permeability.

Таким образом, полученное значение Кво, полученное при заявляемом способе создания остаточной водонасыщенности на слабосцементированном керне для проведения потоковых исследований не нуждается в поправочных коэффициентах для учета температурных расширений воды и сжимаемости слабосцементированной горной породы при размещении/нагружении образца в термобарические условия.Thus, the obtained Quo value obtained with the inventive method of creating residual water saturation on a weakly cemented core for conducting streaming studies does not need correction factors to take into account the temperature expansion of water and the compressibility of a weakly cemented rock when placing / loading a sample in thermobaric conditions.

Claims (3)

Способ создания остаточной водонасыщенности методом полупроницаемой мембраны для образцов слабосцементированных горных пород непосредственно в кернодержателе установки с последующим проведением потоковых исследований при совместном движении пластовых флюидов без извлечения образца и мембраны из кернодержателя, характеризующийся тем, что для создания остаточной водонасыщенности в качестве нижнего торцевого поршня в составе кернодержателя установки для проведения потоковых исследований используют устройство, включающее место под полупроницаемую мембрану и три сквозных гидравлических линии, две из которых предназначены в обход мембраны, а одна - для выхода воды при создании остаточной водонасыщенности, при этом высушенный образец слабосцементированной горной породы помещают в кернодержатель, образец вакуумируется с последующим насыщением на 100% пластовой водой или ее моделью, затем, закрыв гидравлические каналы для движения флюидов, подавая сверху газ давлением не выше 12 атм, создают поровое давление и вода вытесняется из образца через мембрану и соответствующий гидравлический канал, в течение всех этапов образец сканируется гамма/рентген источниками, при этом значения остаточной водонасыщенности (Кво) рассчитывают по значениям коэффициентов поглощения J при просвечивании образца рентген или гамма лучами по формулеA method of creating residual water saturation by the method of a semipermeable membrane for samples of weakly cemented rocks directly in the core holder of the installation, followed by flow studies with the joint movement of formation fluids without removing the sample and membrane from the core holder, characterized by the fact that to create residual water saturation as a lower end piston as part of the core holder Installations for streaming research use a device that includes a place for a semi-permeable membrane and three through hydraulic lines, two of which are designed to bypass the membrane, and one is for water to escape when creating residual water saturation, while a dried sample of weakly cemented rock is placed in a core holder, a sample is evacuated followed by 100% saturation with formation water or its model, then, by closing the hydraulic channels for the movement of fluids, supplying gas from above with a pressure not exceeding 12 atm, create a pressure and water is displaced from the sample through the membrane and the corresponding hydraulic channel, during all stages the sample is scanned by gamma / x-ray sources, while the values of the residual water saturation (КВо) are calculated from the values of the absorption coefficients J when the sample is transmitted with x-ray or gamma rays using the formula
Figure 00000004
Figure 00000004
где J100%ГАЗ - коэффициент поглощения при 100% газонасыщенности образца, J100% вода - коэффициент поглощения при 100% водонасыщенности образца, Ji - текущее значение коэффициента поглощения при Кво.where J 100% GAS is the absorption coefficient at 100% gas saturation of the sample, J 100% water is the absorption coefficient at 100% water saturation of the sample, J i is the current value of the absorption coefficient at KVO.
RU2020132982A 2020-10-07 2020-10-07 Method for creating residual water saturation on a weakly cemented core for conducting flow studies RU2748021C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020132982A RU2748021C1 (en) 2020-10-07 2020-10-07 Method for creating residual water saturation on a weakly cemented core for conducting flow studies

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020132982A RU2748021C1 (en) 2020-10-07 2020-10-07 Method for creating residual water saturation on a weakly cemented core for conducting flow studies

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2748021C1 true RU2748021C1 (en) 2021-05-18

Family

ID=75919762

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020132982A RU2748021C1 (en) 2020-10-07 2020-10-07 Method for creating residual water saturation on a weakly cemented core for conducting flow studies

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2748021C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114167035A (en) * 2021-12-14 2022-03-11 西安石油大学 Novel water absorption and oil discharge device and oil displacement efficiency measuring method
RU2773095C1 (en) * 2021-09-14 2022-05-30 Общество с ограниченной ответственностью «КОРТЕХ» Core clamp plunger

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU739221A1 (en) * 1978-07-10 1980-06-05 Центральная научно-исследовательская лаборатория Производственного объединения "Укрнефть" Method of producing residual water saturation of rocks
RU2184363C2 (en) * 2000-07-12 2002-06-27 Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" Method for evaluating residual oil saturation ratio of loose rock
WO2008132132A1 (en) * 2007-04-26 2008-11-06 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Formation core sample holder assembly and testing method
RU2343281C1 (en) * 2007-05-21 2009-01-10 Федеральное государственное унитарное предприятие Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья Device for evaluation of characteristics of rock samples
RU2360233C1 (en) * 2007-12-19 2009-06-27 Открытое акционерное общество "Томский научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа Восточной нефтяной компании" ОАО "ТомскНИПИнефть ВНК" Method of evaluation of oil saturation of rock
RU2505802C1 (en) * 2012-06-14 2014-01-27 Открытое акционерное общество "Томский научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа" (ОАО "ТомскНИПИнефть") Method for quantitative determination of rock samples water-saturation using values of initial and final water-saturation
RU179699U1 (en) * 2017-08-29 2018-05-22 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром проектирование" DEVICE FOR MEASURING GAS PERMEABILITY ON CORE SAMPLES WITH PARTIAL WATER SATURATION

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU739221A1 (en) * 1978-07-10 1980-06-05 Центральная научно-исследовательская лаборатория Производственного объединения "Укрнефть" Method of producing residual water saturation of rocks
RU2184363C2 (en) * 2000-07-12 2002-06-27 Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" Method for evaluating residual oil saturation ratio of loose rock
WO2008132132A1 (en) * 2007-04-26 2008-11-06 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Formation core sample holder assembly and testing method
RU2343281C1 (en) * 2007-05-21 2009-01-10 Федеральное государственное унитарное предприятие Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья Device for evaluation of characteristics of rock samples
RU2360233C1 (en) * 2007-12-19 2009-06-27 Открытое акционерное общество "Томский научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа Восточной нефтяной компании" ОАО "ТомскНИПИнефть ВНК" Method of evaluation of oil saturation of rock
RU2505802C1 (en) * 2012-06-14 2014-01-27 Открытое акционерное общество "Томский научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа" (ОАО "ТомскНИПИнефть") Method for quantitative determination of rock samples water-saturation using values of initial and final water-saturation
RU179699U1 (en) * 2017-08-29 2018-05-22 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром проектирование" DEVICE FOR MEASURING GAS PERMEABILITY ON CORE SAMPLES WITH PARTIAL WATER SATURATION

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2773095C1 (en) * 2021-09-14 2022-05-30 Общество с ограниченной ответственностью «КОРТЕХ» Core clamp plunger
CN114167035A (en) * 2021-12-14 2022-03-11 西安石油大学 Novel water absorption and oil discharge device and oil displacement efficiency measuring method
CN114167035B (en) * 2021-12-14 2024-02-27 西安石油大学 Oil displacement efficiency measuring method
RU2781042C1 (en) * 2021-12-27 2022-10-04 Общество с ограниченной ответственностью "Тюменский нефтяной научный центр" (ООО "ТННЦ") Method for determining the elastic properties of rocks of different saturation of core samples of gas fields

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5263360A (en) Low permeability subterranean formation testing methods and apparatus
US5086643A (en) System and method for determining multi-phase relative permeability of a subterranean reservoir
US5069065A (en) Method for measuring wettability of porous rock
US20200249182A1 (en) Method and apparatus for measuring capillary pressure and foam transport in porous media
Tavenas et al. Laboratory and in situ stress-strain-time behaviour of soft clays
US20080216559A1 (en) Portable core flood apparatus for conducting on-site permeability measurements
US5265462A (en) Method and apparatus for determining permeability, diffusivity, porosity, and gas storage in gas-containing substrates
WO2007078214A2 (en) Cable downhole gas chromatograph and a downhole gas chromatography method
KR101475831B1 (en) Apparatus and method for measuring porosity of core sample from reservoir rock
US9890630B2 (en) Method for measuring pressure in an underground formation
RU2748021C1 (en) Method for creating residual water saturation on a weakly cemented core for conducting flow studies
CN113218843A (en) Multifunctional triaxial experiment system and method for acoustoelectric osmosis and the like
Rydzy et al. Stressed permeability in shales: effects of matrix compressibility and fractures–a step towards measuring matrix permeability in fractured shale samples
Szabo New methods for measuring imbibition capillary pressure and electrical resistivity curves by centrifuge
US4625544A (en) Determining saturation and permeability using mercury capillary pressure curves
RU2753964C1 (en) Method for determining oil displacement coefficient
Al Sayari The influence of wettability and carbon dioxide injection on hydrocarbon recovery
RU2505802C1 (en) Method for quantitative determination of rock samples water-saturation using values of initial and final water-saturation
GB2296336A (en) Phase separator
Rad et al. Gas in soil. I: Detection and η-profiling
Agostini et al. Loading Effects on Gas Relative Permeability of a Low-Permeability Sandstone
RU2747948C1 (en) Method for determining the oil recovery coefficient in the depletion mode in low-permeable rock samples
US2414913A (en) Soil gas prospecting
Bynum Jr et al. Whole-core analysis methods and interpretation of data from carbonate reservoirs
RU2777702C1 (en) Method for determining the oil displacement coefficient at the pore scale based on 4d microtomography and a device for its implementation