RU2777702C1 - Method for determining the oil displacement coefficient at the pore scale based on 4d microtomography and a device for its implementation - Google Patents

Method for determining the oil displacement coefficient at the pore scale based on 4d microtomography and a device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2777702C1
RU2777702C1 RU2021134714A RU2021134714A RU2777702C1 RU 2777702 C1 RU2777702 C1 RU 2777702C1 RU 2021134714 A RU2021134714 A RU 2021134714A RU 2021134714 A RU2021134714 A RU 2021134714A RU 2777702 C1 RU2777702 C1 RU 2777702C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
sample
ray
microtomography
contrasted
Prior art date
Application number
RU2021134714A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Раиль Илгизарович Кадыров
Михаил Сергеевич Глухов
Евгений Олегович Стаценко
Тхань Хынг Нгуен
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ)
Application granted granted Critical
Publication of RU2777702C1 publication Critical patent/RU2777702C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: oil industry.
SUBSTANCE: claimed group of inventions relates to the oil industry, namely, to special core studies for the design and analysis of the development of oil fields using various flooding systems. A method for determining the oil displacement coefficient at the pore scale based on 4D microtomography is proposed, which consists in making a cylindrical sample from the reservoir rock with a height of 4 to 6 mm and a diameter of 4 to 6 mm.; next, it is placed in an X-ray transparent mobile core holder of a device for X-ray computed microtomography of reservoir rocks, microtomography of a cylindrical sample is performed, followed by segmentation of the effective porosity structure. Next, a cylindrical sample is saturated with reservoir water or a model of reservoir water contrasted with X-ray-dense compounds, oil or oil models are filtered through the sample under specified thermobaric conditions until the water outlet from the sample stops. Next, repeated microtomography of the sample, registration of a three-dimensional image of the sample in the volume of the previously obtained digital model of the original sample, segmentation within the previously allocated effective porosity of the volumes of oil and residual reservoir water are carried out based on differences in X-ray density between the contrasted and non-contrasted phases. The volume of initial oil saturation is determined and oil or oil model is displaced by reservoir water or another displacing agent contrasted with X-ray-dense compounds, and repeated microtomography of the sample is performed, a three-dimensional image of the sample is recorded in the volume of the previously obtained digital model of the initial sample, segmentation within the previously allocated effective porosity of the volumes of residual oil or oil model based on differences in X-ray density between the contrasted and non-contrasted phases. The oil displacement coefficient β is calculated based on the ratio of the volumes of the initial oil saturation Vs.init., residual oil saturation Vs.resid. in the sample. A device for conducting 4D X-ray computer microtomography of reservoir rocks for the implementation of the claimed method, consisting of an X-ray computer microtomograph, a filtration unit, and an X-ray transparent mobile core holder, is also proposed. At the same time, the filtration plant includes a crimp pump, a pressure pump, a manifold for controlling the supply of liquid from the selected container, piston containers for injected liquids.
EFFECT: assessment of the change in oil saturation volumes directly inside the effective porosity of the sample during the oil displacement experiment, which makes it possible to determine the displacement coefficient with greater accuracy.
2 cl, 9 dwg

Description

Заявленная группа изобретений относится к нефтедобывающей отрасли, а именно – к специальным исследованиям керна для проектирования и анализа разработки нефтяных месторождений с применением различных систем заводнения. Основной особенностью изобретения является оценка изменения объемов нефтенасыщения непосредственно внутри эффективной пористости образца в ходе эксперимента по вытеснению нефти на основе применения 4D рентгеновской компьютерной микротомографии.The claimed group of inventions relates to the oil industry, namely, to special core studies for the design and analysis of oil field development using various waterflooding systems. The main feature of the invention is the assessment of the change in oil saturation volumes directly within the effective porosity of the sample during an oil displacement experiment based on the use of 4D X-ray computed microtomography.

Далее в тексте заявителем приведены термины, которые необходимы для облегчения однозначного понимания сущности заявленных материалов и исключения противоречий и/или спорных трактовок при выполнении экспертизы по существу.Further in the text, the applicant gives the terms that are necessary to facilitate an unambiguous understanding of the essence of the claimed materials and to exclude contradictions and / or controversial interpretations when performing an examination on the merits.

Коэффициент вытеснения нефти (К вн ) - предельная величина нефтеотдачи, которую можно достичь в лабораторных условиях с помощью данного рабочего агента при длительной промывке образца породы [Интенсификация разработки и повышения нефтеотдачи пластов [Электронный ресурс] : электронный учебно-методический комплекс / А. В. Лысенков; Федеральное гос. бюджетное образовательное учреждение высш. проф. образования "Уфимский гос. нефтяной технический ун-т" (ФГБОУ ВПО УГНТУ), Структурное подразделение "Ин-т доп. проф. образования" (ССП УГНТУ "ИДПО"). - Уфа : ФГБОУ ВПО УГНТУ, 2014]. Oil displacement coefficient (K vn ) - the limiting value of oil recovery that can be achieved in laboratory conditions using this working agent during prolonged flushing of a rock sample [Intensification of development and enhanced oil recovery [Electronic resource]: electronic educational and methodological complex / A. V. Lysenkov; Federal State budgetary educational institution of higher education. prof. Education "Ufa State Oil Technical University" (FGBOU VPO UGNTU), Structural subdivision "Inst. additional prof. education" (SSP UGNTU "IDPO"). - Ufa: FGBOU VPO UGNTU, 2014].

4D-микротомография – метод, где трехмерный компьютерный микротомографический объем, содержащий движущуюся структуру, может быть визуализирован в течение определенного периода времени, создавая набор данных динамического объема [Kwong Y, Mel AO, Wheeler G, Troupis JM. Four-dimensional computed tomography (4DCT): A review of the current status and applications. J Med Imaging Radiat Oncol. 2015 Oct;59(5):545-54. doi: 10.1111/1754-9485.12326. Epub 2015 Jun 3. PMID: 26041442]. 4D microtomography is a technique where a three-dimensional computed microtomography volume containing a moving structure can be visualized over a period of time, creating a dynamic volume dataset [Kwong Y, Mel AO, Wheeler G, Troupis JM. Four-dimensional computed tomography (4DCT): A review of the current status and applications. J Med Imaging Radiat Oncol. 2015 Oct;59(5):545-54. doi: 10.1111/1754-9485.12326. Epub 2015 Jun 3. PMID: 26041442].

Эквивалентный диаметр поры – диаметр шара, объем которого соответствует объему поры [Hu, X., Hu, S., Jin, F., Huang, S. (Eds.), 2017. Physics of Petroleum Reservoirs, Springer Mineralogy. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-53284-3]. The equivalent pore diameter is the diameter of a ball whose volume corresponds to the pore volume [Hu, X., Hu, S., Jin, F., Huang, S. (Eds.), 2017. Physics of Petroleum Reservoirs, Springer Mineralogy. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-53284-3].

Экстрагированный – подвергшийся углеводородной экстракции в аппаратах Сокслета [Макфи К., Рид Дж., Зубизаретта И. Лабораторные исследования керна: гид по лучшим практикам // М. – Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2018. 924 с.]. Extracted - subjected to hydrocarbon extraction in Soxhlet apparatuses [McPhee K., Reed J., Zubizaretta I. Laboratory core research: a guide to best practices // M. - Izhevsk: Institute for Computer Research, 2018. 924 p.].

Одним из наиболее важных параметров, определяемых в ходе специальных лабораторных исследований керна, является коэффициент вытеснения нефти. Он позволяет оценить потенциал извлечения нефти из продуктивных пластов месторождения, поэтому от его точности зависит итоговый прогноз технико-экономических показателей разработки. Кроме того, достоверность лабораторных исследований коэффициента вытеснения нефти влияет на выбор новых более эффективных агентов вытеснения и систем заводнения, используемых для увеличения нефтеотдачи пласта, таких, как полимерное заводнение, применение ПАВ и др. Особую значимость при этом имеет возможность оценки вытесняющей способности в масштабе пор, позволяющая понять физические особенности процессов, происходящих в поровом пространстве коллектора. В настоящее время в нефтегазовой области растет понимание того, что стандартных методов оценки коэффициента вытеснения нефти, разработанных несколько десятилетий назад, недостаточно для детального понимания процессов, происходящих в коллекторе в условиях пласта. One of the most important parameters determined in the course of special laboratory tests of the core is the oil displacement factor. It allows assessing the potential for oil recovery from the reservoirs of the field, therefore, the final forecast of technical and economic development indicators depends on its accuracy. In addition, the reliability of laboratory studies of the oil displacement efficiency affects the choice of new more effective displacement agents and flooding systems used to enhance oil recovery, such as polymer flooding, the use of surfactants, etc. Of particular importance is the ability to evaluate the displacement capacity on a pore scale , which allows understanding the physical features of the processes occurring in the pore space of the reservoir. There is now a growing understanding in the oil and gas industry that standard oil displacement efficiency estimation methods developed several decades ago are insufficient for a detailed understanding of the processes occurring in the reservoir under reservoir conditions.

По результатам исследования уровня техники заявителем выбраны аналоги, наиболее близкие к заявленному техническому решению по совокупности существенных признаков.According to the results of the study of the prior art, the applicant selected analogues that are closest to the claimed technical solution in terms of the totality of essential features.

Известен способ [Балин В.П., Мохова Н.А., Синцов И.А., Остапчук Д.А. Определение коэффициента вытеснения нефти с использованием изучения структуры порового пространства методом капилляриметрии // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2017. № 1-2. C. 40-50] измерения коэффициента вытеснения нефти на основе изучения структуры порового пространства образцов керна капилляриметрией, для чего на образцах керна соответствующего объекта должны быть проведены капилляриметрические исследования с помощью метода центрифугирования или полупроницаемой мембраны. Метод учитывает вклад в фильтрацию поровых каналов разного размера, соответствующего доле объема пор, в которых сосредоточены подвижные запасы нефти. Показана удовлетворительная сходимость полученных результатов с результатами специальных потоковых экспериментов.There is a method [Balin V.P., Mokhova N.A., Sintsov I.A., Ostapchuk D.A. Determination of the oil displacement efficiency using the study of the structure of the pore space by capillarimetry // Territoriya "NEFTEGAS". 2017. No. 1-2. pp. 40-50] measurement of the oil displacement efficiency based on the study of the structure of the pore space of core samples by capillarimetry, for which capillarimetric studies should be carried out on core samples of the corresponding object using the centrifugation method or a semi-permeable membrane. The method takes into account the contribution to the filtration of pore channels of different sizes, corresponding to the proportion of pore volume in which mobile oil reserves are concentrated. Satisfactory convergence of the obtained results with the results of special flow experiments is shown.

Недостатком известного способа является его преимущественно дополняющий лабораторные измерения характер при анализе и обосновании параметров вытеснения. В случае самостоятельного применения имеется необходимость в достаточной выборке коллекции образцов по проницаемости при отсутствии на объекте прямых специальных лабораторных исследований.The disadvantage of the known method is its predominantly complementary nature of laboratory measurements in the analysis and justification of the displacement parameters. In the case of independent application, there is a need for a sufficient selection of a collection of samples by permeability in the absence of direct special laboratory studies at the facility.

Известно изобретение по патенту RU 2445604 «Способ достоверного определения коэффициента вытеснения и относительных фазовых проницаемостей, промыслового типа», сущностью является способ достоверного определения коэффициента вытеснения и относительных фазовых проницаемостей, включающий проведение промысловых гидродинамических исследований скважины и геофизических измерений, отличающийся тем, что для исследования выбирают вышедшую из бурения или ранее использовавшуюся для добычи нефти нагнетательную скважину с вертикальным или наклонно-направленным стволом, вскрывающую пласт от кровли до подошвы; перед началом закачки в скважине проводят геофизические исследования с целью определения начального профиля распределения коэффициента нефтенасыщенности; в скважину начинают закачивать рабочий агент; в разные моменты времени осуществляют замеры забойного давления, профиля приемистости рабочего агента по разрезу пласта, а также профиля распределения коэффициента водонасыщенности; замеры прекращают на n-м этапе, когда профили коэффициента водонасыщенности повторяют замеренные профили на (n-1)-м этапе; по результатам указанного мониторинга определяют коэффициент вытеснения нефти рабочим агентом, а также функции относительных фазовых проницаемостей для каждого характерного интервала разреза пласта.An invention is known according to patent RU 2445604 "Method for reliably determining the displacement factor and relative phase permeabilities, field type", the essence is a method for reliably determining the displacement factor and relative phase permeabilities, including conducting field hydrodynamic studies of the well and geophysical measurements, characterized in that for the study choose an injection well with a vertical or directional wellbore that has come out of drilling or was previously used for oil production, penetrating the reservoir from the roof to the bottom; before the start of injection, geophysical surveys are carried out in the well in order to determine the initial profile of the distribution of the oil saturation factor; a working agent is started to be pumped into the well; at different points in time, bottomhole pressure is measured, the injectivity profile of the working agent along the formation section, as well as the distribution profile of the water saturation coefficient; measurements are stopped at the n-th stage, when the profiles of the water saturation coefficient repeat the measured profiles at the (n-1)-th stage; based on the results of this monitoring, the oil displacement factor is determined by the working agent, as well as the functions of relative phase permeabilities for each characteristic interval of the reservoir section.

При этом отличительной чертой известного изобретения является использование вышедшей из бурения или ранее использовавшейся для добычи нефти вертикальной или наклонно-направленной скважины, вскрывающей слой от кровли до подошвы. В ней реализуют стандартный комплекс геофизических и гидродинамических исследований и определяют параметры пласта, включая начальное распределение коэффициента нефтенасыщенности, вдоль всего вскрытого разреза. Далее в скважине в процессе дальнейшего исследования применяются геофизические методы контроля динамики текущего насыщения пласта (например, метод импульсного нейтрон-нейтронного каротажа с закачкой солевого раствора или другие методы с использованием меченых агентов нагнетания). В скважину начинают закачивать рабочий агент. Предусматривают, что предстоящий мониторинг за процессом закачки будет включать несколько этапов по времени. На каждом этапе на основе геофизических исследований определяют текущее распределение коэффициента нефтенасыщенности вдоль вскрытого разреза, профили приемистости рабочего агента и температуры вдоль всего разреза. На протяжении всех этапов изменение забойного давления постоянно регистрируют одним или несколькими высокоточными манометрами, по возможности размещаемыми на различных высотных отметках в пределах интервала вскрытия пласта. Комплекс геофизических исследований заканчивается на n-м этапе, когда профиль нефтенасыщенности на n-м этапе совпадает с профилем нефтенасыщенности на предыдущем (n-1-м) этапе. По результатам геофизических исследований до начала закачки агента определяют значение коэффициента нефтенасыщенности в каждом i-м характерном интервале пласта Sн начi. Под характерным интервалом пласта понимается литологически однородный прослой, в пределах которого имеют место стабильные значения определяемых по геофизическим данным параметров, включая величину коэффициента начальной нефтенасыщенности Sн начi. Проинтерпретированный по результатам ГИС профиль коэффициента нефтенасыщенности на n-м этапе геофизических замеров позволяет определить истинные предельные значения коэффициента вытеснения в каждом i-м характерном интервале (прослое) Квытi по следующей формуле,At the same time, a distinctive feature of the known invention is the use of a vertical or directional well that has come out of drilling or was previously used for oil production, opening the layer from the roof to the sole. It implements a standard set of geophysical and hydrodynamic studies and determines the reservoir parameters, including the initial distribution of the oil saturation factor, along the entire opened section. Further, in the well, in the course of further research, geophysical methods are applied to control the dynamics of the current reservoir saturation (for example, the method of pulsed neutron-neutron logging with saline injection or other methods using labeled injection agents). The working agent is started to be pumped into the well. It is envisaged that the forthcoming monitoring of the injection process will include several stages in time. At each stage, based on geophysical studies, the current distribution of the oil saturation factor along the opened section, the injectivity profiles of the working agent and temperature along the entire section are determined. Throughout all stages, the change in bottomhole pressure is constantly recorded by one or more high-precision pressure gauges, if possible, placed at different elevations within the reservoir opening interval. The complex of geophysical studies ends at the n-th stage, when the oil saturation profile at the n-th stage coincides with the oil saturation profile at the previous (n-1st) stage. Based on the results of geophysical surveys, prior to the start of injection of the agent, the value of the oil saturation coefficient is determined in each i-th characteristic interval of the formation S n nachi . The characteristic reservoir interval is understood as a lithologically homogeneous interlayer, within which there are stable values of parameters determined from geophysical data, including the value of the initial oil saturation coefficient S n nachi. The profile of the oil saturation factor, interpreted according to the logging results, at the n-th stage of geophysical measurements makes it possible to determine the true limiting values of the displacement efficiency in each i-th characteristic interval (interlayer) К vyti according to the following formula,

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

где Sn н, i- коэффициент остаточной нефтенасыщенности в i-м прослое на конец n-го этапа исследований. Полученные таким образом оценки Квытi соответствуют искомым величинам для интервалов, нефтенасыщенность которых на начало исследования соответствовала ее максимальному значению 1-Sв остi. Однако сами величины Snн, i могут использоваться как значения остаточной нефтенасыщенности для задания кривых ОФП для всех исследованных интервалов.where S n n, i - coefficient of residual oil saturation in the i-th interlayer at the end of the n-th stage of research. Estimates of Kvyti obtained in this way correspond to the desired values for the intervals, the oil saturation of which at the beginning of the study corresponded to its maximum value 1-S in the rest . However, the values of S nн, i themselves can be used as values of the residual oil saturation to set the relative permeability curves for all the studied intervals.

Недостатком известного технического решения является трудоемкость его проведения, заключающаяся в многозадачности, крупных финансовых затратах и невозможность повсеместного использования, так как не для каждого промыслового участка может иметься скважина, в которой можно проводить подобный эксперимент. Обращает внимание также отсутствие сравнения промысловых экспериментов с общепринятыми лабораторными исследованиями.The disadvantage of the known technical solution is the complexity of its implementation, which consists in multitasking, large financial costs and the impossibility of widespread use, since not every field site may have a well in which such an experiment can be carried out. Also noteworthy is the lack of comparison of field experiments with conventional laboratory studies.

Известно изобретение по патенту RU 2654315, сущностью является способ определения коэффициента вытеснения нефти башкирских карбонатных отложений Соликамской депрессии, согласно которому из керна реальной породы башкирских карбонатных отложений Соликамской депрессии изготовляют стандартные цилиндрические образцы, экстрагируют их от нефти, высушивают до стабилизации массы, взвешивают в сухом состоянии, определяют коэффициент пористости Кп, коэффициент абсолютной проницаемости по газу Кпрг и вязкость нефти μн, под вакуумом производят 100%-ное насыщение образца пластовой водой или ее моделью, насыщенный образец взвешивают в воздухе, методом капилляриметрии производят вытеснение воды из образцов до величины остаточной водонасыщенности, определяют коэффициент остаточной водонасыщенности Ков, далее устанавливают коэффициент вытеснения нефти Квт, отличающийся тем, что после 100%-ного насыщения водой образца под вакуумом дополнительно производят взвешивание его в воде, затем определяют объемную плотность ρ горной породы, из которой состоит образец, методом дискриминантного анализа рассчитывают значение дискриминантной функции Z образца по формуле:The invention is known according to patent RU 2654315, the essence is a method for determining the coefficient of oil displacement of the Bashkir carbonate deposits of the Solikamsk depression, according to which standard cylindrical samples are made from the core of the real rock of the Bashkir carbonate deposits of the Solikamsk depression, they are extracted from oil, dried to stabilize the mass, weighed in a dry state , determine the coefficient of porosity Kp, the coefficient of absolute gas permeability Kprg and the viscosity of oil μ n , under vacuum, 100% saturation of the sample with formation water or its model is performed, the saturated sample is weighed in air, the method of capillarimetry is used to displace water from the samples to the value of residual water saturation , determine the coefficient of residual water saturation Kow, then set the oil displacement coefficient Kw, characterized in that after 100% saturation of the sample with water under vacuum, it is additionally weighed in water, then the volumetric The value of the discriminant function Z of the sample is calculated by the method of discriminant analysis using the method of discriminant analysis:

Z=101,442-191,381⋅Кп+29,490⋅Ков+13,620⋅Кпрг-35,118⋅ρ,Z=101.442-191.381⋅Kp+29.490⋅Kov+13.620⋅Kprg-35.118⋅ρ,

где Кп - коэффициент пористости, д.ед.;where Kp - porosity coefficient, d.u.;

Ков - коэффициент остаточной водонасыщенности образца, д.ед.;Kow - coefficient of residual water saturation of the sample, units;

Кпрг - коэффициент абсолютной проницаемости по газу, мкм2;Kprg - coefficient of absolute gas permeability, µm 2 ;

ρ - объемная плотность горной породы, г/см3,ρ - bulk density of the rock, g / cm 3 ,

по указанной дискриминантной функции Z определяют класс горной породы, из которого выполнен образец, исходя из следующего:according to the specified discriminant function Z, the rock class from which the sample is made is determined based on the following:

при Z>0 горную породу относят к первому классу;when Z>0, the rock is assigned to the first class;

при Z<0 - ко второму классу,at Z<0 - to the second class,

далее для образца, отнесенного к первому классу, рассчитывают коэффициент вытеснения нефти КвтМ1 по формуле:further, for a sample assigned to the first class, the oil displacement coefficient Kw M1 is calculated using the formula:

КвтМ1=1,1483-5,6251⋅Кпрг+0,1718⋅μн+16,1795⋅(Кпрг/μн)-0,4404⋅ρ-0,1534⋅Ков,kW M1 \u003d 1.1483-5.6251⋅Kprg + 0.1718⋅μ n +16.1795⋅ (Kprg / μ n ) -0.4404⋅ρ-0.1534⋅Kov,

а для образца, отнесенного ко второму классу, рассчитывают коэффициент вытеснения нефти КвтМ2 по следующей формуле:and for a sample assigned to the second class, the oil displacement coefficient Kw M2 is calculated using the following formula:

КвтМ2=0,5712+0,1914⋅Кпрг+0,2823⋅(Кпрг/μн),kW M2 \u003d 0.5712 + 0.1914⋅Kprg + 0.2823⋅ (Kprg / μ n ),

где КвтМ1 - коэффициент вытеснения нефти образца первого класса, д.ед;where Kw M1 - oil displacement coefficient of the sample of the first class, units;

КвтМ2 - коэффициент вытеснения нефти образца второго класса, д.ед;kW М2 - coefficient of oil displacement of the sample of the second class, units;

μн - вязкость нефти, мПа⋅с.μ n - oil viscosity, mPa⋅s.

Способ по п.1, отличающийся тем, что значение коэффициента вытеснения нефти Квт для конкретного продуктивного пласта рассчитывают по средним для всех образцов обоих классов значениям коэффициентов пористости Кп, абсолютной проницаемости по газу Кпрг и остаточной водонасыщенности Ков, объемной плотности горной породы ρ и известному значению вязкости нефти μн.The method according to claim 1, characterized in that the value of the oil displacement factor Kw for a particular reservoir is calculated from the average values for all samples of both classes of porosity coefficients Kp, absolute gas permeability Kprg and residual water saturation Kow, rock bulk density ρ and a known value oil viscosity μ n .

Таким образом, применимый для повышения точности определения коэффициента вытеснения нефти из пород, представленных башкирскими карбонатными отложениями Соликамской депрессии, заключающийся в сочетании метода капилляриметрии и метода дискриминантного анализа. Изготавливают стандартные цилиндрические образцы, экстрагируют их от нефти, высушивают до стабилизации массы, взвешивают в сухом состоянии, определяют коэффициент пористости и коэффициент проницаемости по газу и вязкость нефти. Далее под вакуумом производят 100% насыщение образца пластовой водой или ее моделью и взвешивают насыщенный водой образец в воздухе. После этого методом капилляриметрии производят вытеснение воды из образцов до величины остаточной водонасыщенности, в результате чего определяется коэффициент остаточной водонасыщенности. После насыщения образца водой до 100% под вакуумом дополнительно взвешивают его в воде, и определяют объемную плотность горной породы, из которой состоит образец. Методом дискриминантного анализа рассчитывают значение дискриминантной функции образца. По дискриминантной функции определяют класс горной породы, к которому относится образец и рассчитывают коэффициент вытеснения нефти с учетом класса горной породы. Предлагаемый способ позволяет проводить определение коэффициента вытеснения нефти с точностью, превышающей в 5,9 раз точность определения этого показателя по стандартной методике на основе ОСТ 39-195-86, и таким образом обеспечивается наиболее точное представление о распределении запасов нефти. Thus, applicable to improve the accuracy of determining the oil displacement efficiency from rocks represented by the Bashkir carbonate deposits of the Solikamsk depression, which consists in a combination of the capillarimetry method and the discriminant analysis method. Standard cylindrical samples are prepared, they are extracted from oil, dried to stabilize the mass, weighed in a dry state, the porosity coefficient and gas permeability coefficient and oil viscosity are determined. Next, under vacuum, the sample is 100% saturated with formation water or its model, and the sample saturated with water is weighed in air. After that, the method of capillarimetry produces the displacement of water from the samples to the value of the residual water saturation, as a result of which the coefficient of residual water saturation is determined. After saturating the sample with water up to 100% under vacuum, it is additionally weighed in water, and the bulk density of the rock that makes up the sample is determined. The discriminant analysis method calculates the value of the discriminant function of the sample. Based on the discriminant function, the rock class to which the sample belongs is determined and the displacement coefficient is calculated oil, taking into account the class of the rock. The proposed method makes it possible to determine the oil displacement efficiency with an accuracy that is 5.9 times higher than the accuracy of determining this indicator according to the standard method based on OST 39-195-86, and thus provides the most accurate representation of the distribution of oil reserves.

Недостатком известного технического решения является его ориентированность только для башкирских карбонатных пород Соликамской депрессии, и необходимость обширных исследований для других геологических объектов.The disadvantage of the known technical solution is its focus only on the Bashkir carbonate rocks of the Solikamsk depression, and the need for extensive research for other geological objects.

Известно изобретение по патенту WO2013180593A1 «Способ определения коэффициента нефтегазонасыщенности по комплексу ГИС на основании импульсных нейтронных методов каротажа», сущностью является способ определения содержания углеводородов по комплексу геофизических исследований скважины (ГИС) на основании импульсного нейтрон-нейтронного каротажа (ИННК) или импульсного нейтрон-гамма каротажа (ИНГК) в дальнейшем (ИНК), заключающийся в проведении измерений методом ИНК и расчета макроскопического сечения поглощения тепловых нейтронов горной породы, определении по комплексу ГИС макрокомпонентного состава пород, включая пористость, при этом для расчета макроскопического сечения поглощения тепловых нейтронов пластовой водой и углеводородами используют их элементный состав и плотность, а сам расчет углеводородонасыщенности осуществляют по зависимости для газа The invention is known according to the patent WO2013180593A1 "Method for determining the oil and gas saturation factor by a well logging complex based on pulsed neutron logging methods", the essence is a method for determining the hydrocarbon content using a well logging complex (GIS) based on pulsed neutron-neutron logging (PNL) or pulsed neutron gamma logging (INGK) in the future (INL), which consists in carrying out measurements by the INK method and calculating the macroscopic cross section for the absorption of thermal neutrons of the rock, determining the macrocomponent composition of rocks, including porosity, using the well logging complex, while calculating the macroscopic cross section for the absorption of thermal neutrons by formation water and hydrocarbons their elemental composition and density are used, and the calculation of hydrocarbon saturation is carried out according to the dependence for gas

Figure 00000002
Figure 00000002

и для нефтиand for oil

Figure 00000003
Figure 00000003

где ∑i,

Figure 00000004
∑в ∑нг - макроскопическое сечение поглощения тепловых нейтронов компонентов горной породы, остаточной воды, пластовой воды и углеводородной фазы;where ∑i,
Figure 00000004
∑v ∑ng - macroscopic cross section of thermal neutron absorption of rock components, residual water, formation water and hydrocarbon phase;

Ki, Kп, Kов, Kв и Kнг, - концентрация i-го макрокомпонента, коэффициенты пористости, остаточной водонасыщенности, текущей водо- и нефтегазонасыщенно сти;Ki, Kp, Kow, Kw and Kng, are the concentration of the i-th macrocomponent, coefficients of porosity, residual water saturation, current water and oil and gas saturation;

Σu и Σн - макроскопическое сечение газа и нефти соответственно,Σu and Σn - macroscopic cross section of gas and oil, respectively,

отличающийся тем, что для расчета макроскопических сечений поглощений тепловых нейтронов макрокомпонентами, образующими твердую фазу пород, дополнительно подготавливают коллекцию образцов керна из опорных скважин, на которой проводят измерения минерального, элементного состава образцов и потери веса образца при нагревании, формируют минерально-компонентную модель породы и рассчитывают макроскопические сечения поглощения тепловых нейтронов для каждой макрокомпоненты, образующей твердую фазу породы.characterized in that in order to calculate the macroscopic cross sections of thermal neutron absorption by macrocomponents that form the solid phase of rocks, a collection of core samples from reference wells is additionally prepared, on which measurements of the mineral, elemental composition of the samples and sample weight loss during heating are made, a mineral-component model of the rock is formed and calculate the macroscopic absorption cross-sections of thermal neutrons for each macrocomponent that forms the solid phase of the rock.

Таким образом, известный способ в целом заключается в проведении измерений методом импульсных нейтронных методов каротажа (ИНК) и расчета макроскопического сечения поглощения тепловых нейтронов горной породы, определении по комплексу ГИС макрокомпонентного состава пород, включая пористость, при этом для расчета макроскопического сечения поглощения тепловых нейтронов пластовой водой и углеводородами используют их элементный состав и плотность, а сам расчет углеводородонасыщенности осуществляют по зависимости для газа и для нефти. Для расчета макроскопических сечений поглощений тепловых нейтронов макрокомпонентами, образующими твердую фазу пород, дополнительно подготавливают коллекцию образцов керна из опорных скважин, на которой проводят измерения минерального, элементного состава образцов и потери веса образца при нагревании, формируют минерально-компонентную модель породы и рассчитывают макроскопические сечения поглощения тепловых нейтронов для каждой макрокомпоненты, образующей твердую фазу породы. Изобретение повышает точность определения содержания углеводородов. Thus, the known method as a whole consists in carrying out measurements by the method of pulsed neutron logging methods (PIN) and calculating the macroscopic cross section for the absorption of thermal neutrons of the rock, determining the macrocomponent composition of rocks, including porosity, using the well logging complex, while calculating the macroscopic cross section for the absorption of thermal neutrons of the reservoir water and hydrocarbons use their elemental composition and density, and the calculation of hydrocarbon saturation is carried out according to the dependence for gas and oil. To calculate the macroscopic absorption cross sections of thermal neutrons by macrocomponents that form the solid phase of rocks, a collection of core samples from reference wells is additionally prepared, on which the measurements of the mineral and elemental composition of the samples and the weight loss of the sample during heating are performed, a mineral-component model of the rock is formed, and macroscopic absorption cross sections are calculated thermal neutrons for each macrocomponent that forms the solid phase of the rock. The invention improves the accuracy of determining the content of hydrocarbons.

Недостатком известного технического решения является косвенный характер получаемых данных, который не может быть использован для прямого экспериментального определения коэффициента вытеснения. Кроме того, его применение затрудняет трудоемкость и существенные затраты времени для сбора коллекции образцов керна, проведения исследований вещественно-минерального состава, потери веса при нагревании.The disadvantage of the known technical solution is the indirect nature of the data obtained, which cannot be used for direct experimental determination of the displacement efficiency. In addition, its use complicates the laboriousness and significant time costs for collecting a collection of core samples, conducting studies of the material and mineral composition, and weight loss upon heating.

Известен аналог по отношению к устройству [Beletskaya, A., Chertova, A., Abashkin, V., Willberg, D., Korobkov, D., Yakimchuk, I., & Dovgilovich, L. Image-Based Evaluation of Retained Proppant Pack Permeability // SPE Russian Petroleum Technology Conference, 2018 SPE-191663-18RPTC-MS, P. 1-14]. Сущностью известного технического решения является система, состоящая из рентгеновского компьютерного микротомографа, рентгенопрозрачного мини-кернодержателя, обжимного насоса и подающего насоса. Рентгенопрозрачный мини-кернодержатель состоит из резиновой манжеты, в которой фиксируется образец, нижней фиксированной концевой заглушки с каналом внутри и верхней подвижной концевой заглушки с каналом внутри, устанавливающихся к торцам образца; верхняя и нижняя крышка удерживают рнтгенопрозрачную трубу. В нижней крышке имеются соединения для трубок от обжимного насоса и подающего жидкость насоса, в верхней крышке имеется выход для профильтрованной жидкости. Рентгенопрозрачный мини-кернодержатель устанавливается в держатель рентгеновского компьютерного микротомографа между рентгеновской трубкой и детектором.Known analogue in relation to the device [Beletskaya, A., Chertova, A., Abashkin, V., Willberg, D., Korobkov, D., Yakimchuk, I., & Dovgilovich, L. Image-Based Evaluation of Retained Proppant Pack Permeability // SPE Russian Petroleum Technology Conference, 2018 SPE-191663-18RPTC-MS, P. 1-14]. The essence of the known technical solution is a system consisting of an X-ray computed microtomograph, a radiolucent mini-core holder, a crimping pump and a feed pump. The radiolucent mini-core holder consists of a rubber cuff in which the sample is fixed, a lower fixed end cap with a channel inside and an upper movable end cap with a channel inside, which are installed to the ends of the sample; the top and bottom covers hold the X-ray transparent tube. The bottom cover has tubing connections from the squeezing pump and the feed pump, and the top cover has an outlet for filtered fluid. The radiolucent mini-core holder is installed in the holder of the X-ray computed microtomograph between the X-ray tube and the detector.

Одним из недостатков известного устройства является ограниченность области сканирования при использовании удлиненных образцов, не позволяющих исследовать изменения, происходящие во всем объеме образца. Например, описано, что вследствие конструктивных ограничений известного технического решения, получаемая цифровая модель представляет только 0,38 единиц от реальной длины образца в 13,7 мм при диаметре 7,8 мм. One of the disadvantages of the known device is the limited scanning area when using elongated samples, which do not allow to study the changes occurring in the entire volume of the sample. For example, it is described that due to design limitations of the known technical solution, the resulting digital model represents only 0.38 units of the actual sample length of 13.7 mm with a diameter of 7.8 mm.

Другим существенным недостатком известного устройства является невозможность проведения фильтрации двух или более жидкостей через образец, как одновременно, так и последовательно, без разбора системы. Последнее приводит к разгерметизации системы и попаданию воздуха сначала в подводящие жидкость трубки, а затем и в образец. Это делает невозможным качественное проведение эксперимента, поскольку в поровой структуре образца вместе с исследуемыми фазами оказывается воздух.Another significant disadvantage of the known device is the impossibility of filtering two or more liquids through the sample, both simultaneously and sequentially, without disassembling the system. The latter leads to the depressurization of the system and the ingress of air first into the tubes supplying the liquid, and then into the sample. This makes it impossible to carry out a qualitative experiment, since air appears in the pore structure of the sample along with the studied phases.

Кроме того, аналог не оборудован мобильным нагревательным элементом, с возможностью определения температуры нагрева мобильного рентгенопрозрачного кернодержателя и встроенной термопарой, с возможностью детектирования температуры среды внутри мобильного рентгенопрозрачного кернодержателя, что не позволяет моделировать термические условия пласта в ходе эксперимента. In addition, the analog is not equipped with a mobile heating element, with the ability to determine the heating temperature of a mobile X-ray transparent core holder and a built-in thermocouple, with the ability to detect the temperature of the medium inside the mobile X-ray transparent core holder, which does not allow modeling the thermal conditions of the reservoir during the experiment.

Наиболее близким к заявленному техническому решению, выбранным заявителем в качестве прототипа, является способ определения коэффициента вытеснения нефти, являющийся регламентированным отраслевым стандартом ОСТ 39-195-86 «Нефть. Метод определения коэффициента вытеснения нефти водой в лабораторных условиях», который широко применяется на территории Российской Федерации. Сущностью прототипа является способ, заключающийся в определении полноты извлечения нефти из образца нефтесодержащей породы за счет фильтрации через него воды до практически полной обводненности выходного флюида. При этом условия вытеснения нефти максимально приближаются к пластовым за счет применения пластовых или модельных жидкостей с обязательным созданием и поддержанием пластовых температуры и давления.Closest to the claimed technical solution, chosen by the applicant as a prototype, is a method for determining the oil displacement efficiency, which is regulated by the industry standard OST 39-195-86 “Oil. Method for determining the oil displacement efficiency by water in laboratory conditions”, which is widely used in the territory of the Russian Federation. The essence of the prototype is a method that consists in determining the completeness of the extraction of oil from a sample of oil-bearing rock by filtering water through it until the output fluid is almost completely water cut. At the same time, the oil displacement conditions are as close as possible to reservoir ones due to the use of reservoir or model fluids with the obligatory creation and maintenance of reservoir temperature and pressure.

Недостатками прототипа является:The disadvantages of the prototype are:

1 – низкая точность получаемых результатов, являющаяся следствием ограничения минимально возможного определения объема вытесненной жидкости в 0,1 мл, что вызывает необходимость в увеличении размеров составной керновой модели; 1 - low accuracy of the results obtained, which is a consequence of the limitation of the minimum possible determination of the volume of the displaced liquid in 0.1 ml, which makes it necessary to increase the size of the composite core model;

2 – необходимость применения исключительно экстрагированных образцов керна, что ведет к изменению свойств смачиваемости образца и к искажению коэффициентов вытеснения нефти; 2 - the need to use exclusively extracted core samples, which leads to a change in the wettability properties of the sample and to a distortion of the oil displacement coefficients;

3 – невозможность оценить эффективность вытесняющих способностей тех или иных агентов в масштабе пор, определить размеры и геометрические особенности пор, из которых происходит наиболее и наименее действенное вытеснение.3 - the impossibility to evaluate the efficiency of the displacing abilities of certain agents on a pore scale, to determine the size and geometric features of the pores from which the most and least effective displacement occurs.

Техническим результатом заявленного технического решения является оценка изменения объемов нефти в процессе вытеснения непосредственно внутри эффективного порового пространства образца (in situ) на основе применения 4D-микротомграфии и вычисление коэффициента вытеснения нефти, что приводит к устранению недостатков прототипа, а именно: The technical result of the claimed technical solution is an estimate of the change in oil volumes in the process of displacement directly inside the effective pore space of the sample (in situ) based on the application of 4D microtomography and calculation of the oil displacement efficiency, which leads to the elimination of the shortcomings of the prototype, namely:

1 – к большей точности определения коэффициента вытеснения, по сравнению со стандартным подходом. Согласно ОСТ 39-195-86, минимальный объем вытесненной жидкости, определяется с помощью мерной бюретки, точность измерения которой составляет не менее 0,1 см3. В связи с этим в стандартных экспериментах по вытеснению для увеличения объема эффективной пористости стараются максимально увеличить объем составного образца, превышающего порой 1 м. Помимо прочего данная процедура требует наличия особых удлиненных кернодержателей, отбора большого количества стандартных образцов и определенного порядка их расположения. Соответственно масштабный коэффициент P, отражающий точность измерения, будет зависеть от 1 - to a greater accuracy in determining the displacement efficiency, compared with the standard approach. According to OST 39-195-86, the minimum volume of displaced liquid is determined using a measuring burette, the measurement accuracy of which is at least 0.1 cm 3 . In this regard, in standard displacement experiments, in order to increase the volume of effective porosity, they try to maximize the volume of a composite sample, sometimes exceeding 1 m. Among other things, this procedure requires the presence of special elongated core holders, the selection of a large number of standard samples and a certain order of their arrangement. Accordingly, the scaling factor P, which reflects the measurement accuracy, will depend on

соотношения объема эффективной пористости образца Vэфф. к данному минимальному значению Vmin: the ratio of the volume of effective porosity of the sample V eff. to the given minimum value V min :

Figure 00000005
Figure 00000005

2 – возможности применения описанного способа для работы как с экстрагированными, так и с неэкстрагированными образцами;2 - the possibility of using the described method for working with both extracted and non-extracted samples;

3 – возможности оценки эффективности вытесняющих способностей различных агентов в масштабе пор, определения размеров пор, из которых происходит наиболее и наименее действенное вытеснение.3 - the possibility of evaluating the effectiveness of the displacing abilities of various agents on a pore scale, determining the size of the pores from which the most and least effective displacement occurs.

Сущностью заявленного технического решения является способ определения коэффициента вытеснения нефти в масштабе пор на основе 4D-микротомографии, заключающийся в том, что из породы-коллектора изготавливают цилиндрический образец высотой от 4 до 6 мм и диаметром от 4 до 6 мм; далее помещают его в рентгенопрозрачный мобильный кернодержатель устройства для проведения рентгеновской компьютерной микротомографии пород-коллекторов, проводят микротомографию цилиндрического образца с последующей сегментацией структуры эффективной пористости, далее насыщают цилиндрический образец пластовой водой или моделью пластовой воды, контрастированной рентгеноплотными соединениями, проводят фильтрацию нефти или модели нефти через образец при заданных термобарических условиях до момента остановки выхода воды из образца; далее проводят повторную микротомографию образца, регистрацию трехмерного изображения образца в объеме полученной ранее цифровой модели исходного образца, сегментирование в пределах выделенной ранее эффективной пористости объемов нефти и остаточной пластовой воды на основе различий в рентгеновской плотности между контрастированной и неконтрастированной фазой, определют объем начальной нефтенасыщенности; далее производят вытеснение нефти или модели нефти пластовой водой или иным вытесняющим агентом, контрастированным рентгеноплотными соединениями, и проводят повторную микротомографию образца, регистрацию трехмерного изображения образца в объеме полученной ранее цифровой модели исходного образца, сегментирование в пределах выделенной ранее эффективной пористости объемов остаточной нефти или модели нефти на основе различий в рентгеновской плотности между контрастированной и неконтрастированной фазой; проводят расчет коэффициента вытеснения β нефти на основе соотношения объемов исходной нефтенасыщенности Vн.нач. остаточной нефтенасыщенности Vн.ост. в образце по формуле: The essence of the claimed technical solution is a method for determining the oil displacement factor on a pore scale based on 4D microtomography, which consists in the fact that a cylindrical sample with a height of 4 to 6 mm and a diameter of 4 to 6 mm is made from the reservoir rock; then it is placed in an X-ray transparent mobile core holder of a device for performing X-ray computer microtomography of reservoir rocks, microtomography of a cylindrical sample is performed, followed by segmentation of the effective porosity structure, then the cylindrical sample is saturated with formation water or a model of formation water contrasted with X-ray dense compounds, oil or oil model is filtered through a sample under given thermobaric conditions until the moment when water exits from the sample stops; then, a repeated microtomography of the sample is performed, a three-dimensional image of the sample is recorded in the volume of the previously obtained digital model of the original sample, segmentation within the previously identified effective porosity of the volumes of oil and residual formation water based on differences in X-ray density between the contrasted and non-contrasted phases, and the volume of initial oil saturation is determined; then, the oil or the oil model is displaced by reservoir water or another displacing agent contrasted with X-ray dense compounds, and a repeated microtomography of the sample is performed, a three-dimensional image of the sample is recorded in the volume of the previously obtained digital model of the original sample, segmentation within the previously selected effective porosity of the volumes of residual oil or the oil model based on differences in X-ray density between the contrasted and non-enhanced phase; carry out the calculation of the displacement coefficient β of oil based on the ratio of the volumes of the initial oil saturation Vн.nach. residual oil saturation Vн.rest. in the sample according to the formula:

Figure 00000006
Figure 00000006

Устройство для проведения 4D рентгеновской компьютерной микротомографии пород-коллекторов для реализации способа по п.1, состоящее из рентгеновского компьютерного микротомографа, фильтрационной установки, рентгенопрозрачного мобильного кернодержателя; при этом фильтрационная установка включает в себя обжимной насос, нагнетающий насос, манифольд для контроля подачи жидкости из выбранного контейнера, поршневые контейнеры для закачиваемых жидкостей, соединенные с рентгенопрозрачным мобильным кернодержателем подводящими трубками, расположенными таким образом, что позволяют свободно вращаться рентгенопрозрачному мобильному кернодержателю вокруг своей оси, и установленными на подводящих трубках запорными кранами; рентгенопрозрачный мобильный кернодержатель помещен в держатель между рентгеновской трубкой и детектором рентгеновского компьютерного микротомографа; рентгенопрозрачный мобильный кернодержатель состоит из основания c тремя внутренними каналами, полимерных трубок с рассекателями на концах, силиконовой манжеты с возможностью фиксации в её полости цилиндрического образца породы-коллектора, внешней рентгенопрозрачной трубы и верхней запорной крышки с выводным каналом; к основанию у входа к каналам присоединены подводящие трубки от контейнеров, к отдельному входу основания присоединена подводящая трубка от обжимного насоса; сверху в центральной части основания установлены полимерные трубки, между которыми размещена силиконовая манжета; концы полимерных трубок с рассекателями обращены в сторону силиконовой манжеты; рентгенопрозрачная труба установлена на основание таким образом, чтобы полимерные трубки и силиконовая манжета оставались внутри нее; сверху на рентгенопрозрачной трубе зафиксирована верхняя запорная крышка с выводным каналом, соединенная с полимерной трубкой; устройство снабжено мобильным нагревательным элементом, выполненным по внешнему контуру рентгенопрозрачной трубы, с возможностью определения температуры нагрева мобильного рентгенопрозрачного кернодержателя, и термопарой, расположенной в основании мобильного рентгенопрозрачного кернодержателя, с возможностью детектирования температуры среды внутри него.A device for performing 4D X-ray computed microtomography of reservoir rocks for implementing the method according to claim 1, consisting of an X-ray computed microtomograph, a filtration unit, and a radiolucent mobile core holder; at the same time, the filtration unit includes a crimping pump, a pressure pump, a manifold for controlling the supply of liquid from the selected container, piston containers for pumped liquids connected to the radiolucent mobile core holder by supply pipes arranged in such a way that they allow the radiolucent mobile core holder to freely rotate around its axis , and shut-off valves installed on the supply pipes; the radiolucent mobile core holder is placed in the holder between the x-ray tube and the detector of the x-ray computed microtomograph; X-ray transparent mobile core holder consists of a base with three internal channels, polymer tubes with dividers at the ends, a silicone cuff with the possibility of fixing a cylindrical sample of reservoir rock in its cavity, an external X-ray transparent tube and an upper locking cap with an outlet channel; supply tubes from containers are connected to the base at the entrance to the channels, the supply tube from the compression pump is connected to a separate entrance of the base; polymer tubes are installed on top in the central part of the base, between which a silicone cuff is placed; the ends of the polymer tubes with dividers face the silicone cuff; the radiolucent tube is installed on the base in such a way that the polymer tubes and the silicone cuff remain inside it; on top of the radiolucent tube fixed upper locking cap with an outlet channel connected to a polymer tube; the device is equipped with a mobile heating element, made along the outer contour of the X-ray transparent tube, with the possibility of determining the heating temperature of the mobile X-ray transparent core holder, and a thermocouple located at the base of the mobile X-ray transparent core holder, with the possibility of detecting the temperature of the medium inside it.

Заявленное техническое решение иллюстрируется Фиг.1 – Фиг.7.The claimed technical solution is illustrated in Fig.1 - Fig.7.

На Фиг. 1 представлена схема заявленного устройства для фильтрационных экспериментов на основе 4D-микротомографии, где: On FIG. 1 shows a diagram of the claimed device for filtration experiments based on 4D microtomography, where:

1 – рентгеновский компьютерный микротомограф,1 - X-ray computed microtomograph,

2 – фильтрационная установка,2 - filtration unit,

3 – рентгенопрозрачный мобильный кернодержатель,3 – radiolucent mobile core holder,

4 – обжимной насос,4 - crimp pump,

5 – нагнетающий насос,5 - injection pump,

6 – манифольд,6 - manifold,

7, 8, 9 – поршневые контейнеры,7, 8, 9 - piston containers,

10 – подводящие трубки,10 - supply pipes,

11 – держатель,11 - holder,

12 – запорные краны,12 - shut-off valves,

13 – рентгеновская трубка,13 - x-ray tube,

14 – детектор,14 - detector,

15 – основание,15 - base,

16 – три внутренних канала,16 - three internal channels,

17 – полимерные трубки,17 - polymer tubes,

18 – силиконовая манжета,18 - silicone cuff,

19 – цилиндрический образец породы-коллектора,19 - cylindrical sample of reservoir rock,

20 – рентгенопрозрачная труба, 20 - radiolucent tube,

21 – верхняя запорная крышка,21 - top locking cover,

22 – выводной канал,22 - output channel,

23 – мобильный нагревательный элемент,23 - mobile heating element,

24 – термопара.24 - thermocouple.

На Фиг. 2 представлены сегментированные объемы пористостей на рентгенплотносном срезе: 2а – абсолютной пористости, 2б – эффективной пористости. On FIG. Figure 2 shows segmented volumes of porosity on the X-ray density section: 2a - absolute porosity, 2b - effective porosity.

На Фиг. 3 представлены рентгенплотносные срезы для различных этапов эксперимента: 3a – исходный сухой образец, 3б – после насыщения контрастированной водой, 3в – после фильтрации керосина, 3г – после вытеснения керосина водой. On FIG. Figure 3 shows X-ray density sections for different stages of the experiment: 3a – initial dry sample, 3b – after saturation with contrasted water, 3c – after filtering kerosene, 3d – after displacement of kerosene with water.

На Фиг. 4 представлены объемы исходной (4а) и остаточной (4б) нефтенасыщенностей (показаны оранжевым) на рентгеноплотном срезе образца. On FIG. Figure 4 shows the volumes of the initial (4a) and residual (4b) oil saturations (shown in orange) on an X-ray dense section of the sample.

На Фиг. 5 представлена Таблица 1, в которой приведены общие характеристики использованного образца песчаника Береа по Примеру 1. On FIG. 5 presents Table 1, which shows the general characteristics of the used sample of Berea sandstone from Example 1.

На Фиг. 6 представлена Таблица 2, в которой приведены результаты сравнения заявленного способа с прототипом по Примеру 1. On FIG. 6 shows Table 2, which shows the results of comparing the claimed method with the prototype according to Example 1.

На Фиг. 7 представлены диаграммы: On FIG. 7 shows diagrams:

7а – распределения процентного объема эффективной пористости по эквивалентному диаметру пор; 7a - distribution of the percentage volume of effective porosity over the equivalent pore diameter;

7б – диаграмма распределения исходной нефтенасыщенности (7-1) и остаточной нефтенасыщенности после вытеснения (7-2) по эквивалентным диаметрам эффективной пористости.7b is a diagram of distribution of initial oil saturation (7-1) and residual oil saturation after displacement (7-2) by equivalent effective porosity diameters.

На диаграммах по оси Х обозначены эквивалентные диаметры пор в мм, по оси Y – доля от объема эффективной пористости образца в процентах.In the diagrams, the X-axis indicates the equivalent pore diameters in mm, and the Y-axis indicates the fraction of the volume of the effective porosity of the sample in percent.

На Фиг. 8 представлены рентгенплотносные срезы, демонстрирующие основные экспериментальные этапы при определении коэффициента вытеснения нефти полимерным составом в масштабе пор по Примеру 2: 8а – исходный сухой образец, 8б – после насыщения контрастированной пластовой водой, 8в – после насыщения нефтью при остаточной водонасыщенности, 8г – после вытеснения нефти контрастированным полимерным составом. On FIG. Figure 8 shows X-ray density sections showing the main experimental steps in determining the oil displacement efficiency of a polymer composition on a pore scale according to Example 2: 8a - initial dry sample, 8b - after saturation with contrasted formation water, 8c - after saturation with oil at residual water saturation, 8d - after displacement oil with a contrasting polymer composition.

На Фиг. 9 представлена Таблица 3, в которой приведены результаты сравнения коэффициентов вытеснения нефти для двух полимерных составов трех различных концентраций по Примеру 2, доказывающие сопоставимость полученных значений коэффициентов вытеснения нефти полимерными составами заявленного способа с прототипом. On FIG. 9 shows Table 3, which shows the results of comparing the oil displacement coefficients for two polymer compositions of three different concentrations according to Example 2, proving the comparability of the obtained values of the oil displacement coefficients by the polymer compositions of the claimed method with the prototype.

Далее заявителем приведено описание заявленного технического решения.Further, the applicant provides a description of the claimed technical solution.

Заявленный технический результат достигают путем разработки заявленного способа определения коэффициента вытеснения нефти в масштабе пор на основе 4D-микротомографии, заключающегося в исследовании процессов вытеснения нефти непосредственно в поровом пространстве коллекторов.The claimed technical result is achieved by developing the claimed method for determining the oil displacement factor on a pore scale based on 4D microtomography, which consists in studying the processes of oil displacement directly in the pore space of reservoirs.

Заявленный способ состоит из 4-х этапов:The claimed method consists of 4 stages:

1-й этап (подготовительный) состоит из сборки заявленного устройства (Фиг. 1). Заявленное устройство состоит из трех основных узлов: Stage 1 (preparatory) consists of assembling the claimed device (Fig. 1). The claimed device consists of three main components:

- рентгеновского компьютерного микротомографа 1, - X-ray computed microtomograph 1,

- фильтрационной установки 2, - filtration unit 2,

- рентгенопрозрачного мобильного кернодержателя 3. - X-ray transparent mobile core holder 3.

Фильтрационная установка 2 включает в себя обжимной насос 4 и нагнетающий насос 5, манифольд 6 для контроля подачи жидкости из выбранного контейнера, поршневые контейнеры 7, 8, 9 для закачиваемых жидкостей соединенные с рентгенопрозрачным мобильным кернодержателем 3 подводящими трубками 10 расположенные таким образом, что позволяют свободно вращаться рентгенопрозрачному мобильному кернодержателю 3 в держателе 11 вокруг своей оси, и установленные на подводящие трубки запорные краны 12. Рентгенопрозрачный мобильный кернодержатель 3 устанавливают в держатель 7 между рентгеновской трубкой 13 и детектором 14 рентгеновского компьютерного микротомографа 1.Filtration unit 2 includes a compression pump 4 and a pressure pump 5, a manifold 6 to control the flow of liquid from the selected container, piston containers 7, 8, 9 for pumped liquids connected to an X-ray transparent mobile core holder 3 by inlet tubes 10 located in such a way that they allow free rotate the radiolucent mobile core holder 3 in the holder 11 around its axis, and the stopcocks 12 installed on the inlet tubes.

Рентгенопрозрачный мобильный кернодержатель 3 состоит из основания 15 c тремя внутренними каналами 16, полимерных трубок 17 с рассекателями на концах, силиконовой манжеты 18 с возможностью фиксации в её полости цилиндрического образца породы-коллектора 19, рентгенопрозрачной трубы 20 и верхней запорной крышки 21 с выводным каналом 22; к основанию у входа к каналам присоединены подводящие трубки 10 от контейнеров 7-9, к отдельному входу основания 15 присоединена подводящая трубка 23 от обжимного насоса 4; сверху в центральной части основания 15 установлены полимерные трубки 17, между которыми размещена силиконовая манжета 18; концы полимерных трубок 17 с рассекателями обращены в сторону силиконовой манжеты 18; рентгенопрозрачная труба 20 установлена на основание 15 таким образом, чтобы полимерные трубки 17 и силиконовая манжета 18 оставались внутри нее; сверху на рентгенопрозрачной трубе 20 зафиксирована верхняя запорная крышка 21 с выводным каналом 22, соединенная с полимерной трубкой 17; устройство снабжено мобильным нагревательным элементом 23, выполненным по внешнему контуру рентгенопрозрачной трубы 18, с возможностью определения температуры нагрева мобильного рентгенопрозрачного кернодержателя, и термопарой 24, установленной в основание 13 мобильного рентгенопрозрачного кернодержателя 3, с возможностью детектирования температуры среды внутри него.The radiolucent mobile core holder 3 consists of a base 15 with three internal channels 16, polymer tubes 17 with dividers at the ends, a silicone cuff 18 with the possibility of fixing a cylindrical sample of reservoir rock 19 in its cavity, a radiolucent tube 20 and an upper locking cap 21 with an outlet channel 22 ; supply tubes 10 from containers 7-9 are connected to the base at the entrance to the channels, a supply tube 23 from the compression pump 4 is connected to a separate entrance of the base 15; on top in the central part of the base 15, polymer tubes 17 are installed, between which a silicone cuff 18 is placed; the ends of the polymer tubes 17 with dividers face the silicone cuff 18; the radiolucent tube 20 is installed on the base 15 so that the polymer tubes 17 and the silicone cuff 18 remain inside it; on top of the radiolucent tube 20, the upper locking cap 21 with the output channel 22 is fixed, connected to the polymer tube 17; the device is equipped with a mobile heating element 23, made along the outer contour of the X-ray transparent tube 18, with the possibility of determining the heating temperature of the mobile X-ray transparent core holder, and a thermocouple 24 installed in the base 13 of the mobile X-ray transparent core holder 3 , with the possibility of detecting the temperature of the medium inside it.

Для проведения испытания используют цилиндрический образец породы-коллектора 19 диаметром от 4 до 6 мм и длиной от 4 до 6 мм, который помещают в полость силиконовой манжеты 18 с возможностью его фиксации путем обжимания силиконовой манжеты жидкостью из обжимного насоса 4. For testing, a cylindrical sample of the reservoir rock 19 with a diameter of 4 to 6 mm and a length of 4 to 6 mm is used, which is placed in the cavity of the silicone cuff 18 with the possibility of fixing it by crimping the silicone cuff with liquid from the crimp pump 4.

Таким образом, полученная сборка из полимерных трубок 17 с цилиндрическим образцом породы-коллектора 19 в силиконовой манжете 18 устанавливается внутрь рентгенопрозрачной трубы 20 на основание 15. Thus, the resulting assembly of polymer tubes 17 with a cylindrical sample of reservoir rock 19 in a silicone cuff 18 is installed inside the radiolucent tube 20 on the base 15.

Далее в поршневые контейнеры 7, 8, 9 закачивают необходимые для эксперимента жидкости (пластовая вода или модель пластовой воды, пластовая нефть или модель пластовой нефти и вытесняющий агент) и последовательно продавливают по подводящим трубкам до выхода из основания в полимерную трубку. Further, the liquids necessary for the experiment (formation water or formation water model, formation oil or formation oil model and displacing agent) are pumped into piston containers 7, 8, 9 and sequentially forced through the supply pipes until they exit the base into the polymer tube.

2-й этап заключается в том, что проводят: The 2nd stage is that they carry out:

- микротомографическую съемку сухого цилиндрического образца породы-коллектора, - microtomographic survey of a dry cylindrical sample of the reservoir rock,

- реконструкцию 3D модели, - reconstruction of the 3D model,

- сегментацию порового пространства, - segmentation of the pore space,

- выделение объема эффективной пористости в направлении фильтрации,- selection of the volume of effective porosity in the direction of filtration,

- определение коэффициентов общей и эффективной пористостей на основе отношения выделенных объемов к объему всего образца. - determination of the coefficients of total and effective porosity based on the ratio of the allocated volumes to the volume of the entire sample.

Параметры съемки для каждого образца подбираются оператором отдельно в зависимости от рентгеноплотносных характеристик минералов образца. При этом разрешение микротомографической съемки должно быть достаточным, чтобы охарактеризовывать большую часть фильтрационных пор образца, т.е. размер вокселя микротомографического изображения должен быть меньше эквивалентных диаметров основных транспортных пор образца. Как правило, для большинства песчаных и карбонатных коллекторов оно лежит в диапазоне от 2 до 10 мкм.The shooting parameters for each sample are selected by the operator separately, depending on the X-ray density characteristics of the minerals in the sample. In this case, the resolution of microtomographic imaging should be sufficient to characterize most of the filtration pores of the sample, i.e. the voxel size of the microtomographic image should be less than the equivalent diameters of the main transport pores of the sample. As a rule, for most sandy and carbonate reservoirs, it lies in the range from 2 to 10 microns.

3-й этап включает: 3rd stage includes:

- насыщение образца пластовой водой или ее моделью, которые контрастируются специальными рентгенопоглощающими соединениями, как правило, включающих в свой состав йод,- saturation of the sample with formation water or its model, which are contrasted with special X-ray absorbing compounds, as a rule, including iodine in their composition,

- далее производят фильтрацию нефти или модели нефти через водонасыщенный цилиндрический образец,- then the oil or oil model is filtered through a water-saturated cylindrical sample,

- далее проводят микротомографию образца, - then carry out microtomography of the sample,

- реконструкцию 3D модели,- reconstruction of the 3D model,

- регистрацию трехмерного объема в объеме ранее снятого сухого образца.- registration of a three-dimensional volume in the volume of a previously removed dry sample.

- за счет разности в поглощающих способностях между контрастированной и неконтрастированной жидкими фазами в объеме эффективной пористости проводят сегментацию фаз нефти и воды- due to the difference in absorbing abilities between the contrasted and non-contrasted liquid phases in the volume of effective porosity, oil and water phases are segmented

- определяют объемы выделенных фаз нефти и воды и по отношению их объемов к объему эффективной пористости рассчитывают исходную нефтенасыщенность и остаточную водонасыщенность.- determine the volumes of the selected phases of oil and water and the ratio of their volumes to the volume of effective porosity calculate the initial oil saturation and residual water saturation.

На 4-м этапе производят вытеснение нефти пластовой водой или иным агентом путем ее фильтрации через образец. При этом вытесняющий агент должен быть контрастирован рентгенопоглощающими соединениями. Контроль остановки выхода остаточной воды осуществляется рентгенографическим методом. At the 4th stage , oil is displaced by formation water or another agent by filtering it through the sample. In this case, the displacing agent must be contrasted with X-ray absorbing compounds. The stoppage of residual water output is controlled by X-ray method.

После этого процесс фильтрации останавливают и проводят повторную микротомографию образца, реконструкцию 3D модели и повторную пространственную регистрацию полученной цифровой модели в объеме исходного образца. After that, the filtration process is stopped and repeated microtomography of the sample, reconstruction of the 3D model and repeated spatial registration of the obtained digital model in the volume of the original sample are carried out.

Далее в объеме эффективной пористости производят сегментацию контрастированной и неконтрастированной фазы, таким образом определяют объемы остаточной нефтенасыщенности.Further, in the volume of effective porosity, the contrasted and non-contrasted phases are segmented, thus determining the volumes of residual oil saturation.

В случае необходимости могут проводиться дополнительные этапы по довытеснению нефти, в том числе с применением различных агентов для увеличения нефтеотдачи. В этом случае важно соблюдать аналогичную периодичность контрастирования между вытесняющим и вытесняемым флюидом, использованную на ранних этапах эксперимента. If necessary, additional stages of additional oil displacement can be carried out, including the use of various agents to increase oil recovery. In this case, it is important to observe the same frequency of contrasting between the displacing and displaced fluid used in the early stages of the experiment.

Коэффициент вытеснения нефти β определяют на основе соотношения объемов исходной нефтенасыщенности Vн. нач. и остаточной нефтенасыщенности Vн.ост в образце по формуле:The oil displacement coefficient β is determined based on the ratio of the volumes of the initial oil saturation V n. early and residual oil saturation V n.res in the sample according to the formula:

Figure 00000007
Figure 00000007

Заявленный способ определения коэффициента вытеснения нефти в масштабе пор на основе 4D-микротомографии иллюстрируется следующими примерами, который не ограничивает область его применения.The claimed method for determining the oil displacement efficiency at the pore scale based on 4D microtomography is illustrated by the following examples , which does not limit its scope.

Пример 1.Example 1 Реализация способа определения коэффициента вытеснения нефти в масштабе пор на основе 4D-микротомографии на эталонном песчанике из формации Береа и сравнение полученных результатов с результатами, полученными на этом же песчанике по ОСТ 39-195-86 «Нефть. Метод определения коэффициента вытеснения нефти водой в лабораторных условиях». Размер цилиндрического образца 4 х 4 мм, насыщение моделью пластовой воды, фильтрация модели нефти, вытеснение моделью пластовой воды. Implementation of a method for determining the oil displacement efficiency on a pore scale based on 4D microtomography on a reference sandstone from the Berea formation and comparison of the results obtained with the results obtained on the same sandstone according to OST 39-195-86 “Oil. Method for determination of oil displacement efficiency by water in laboratory conditions”. The size of the cylindrical sample is 4 x 4 mm, saturation with the formation water model, filtering the oil model, displacement of the formation water with the model.

На первом этапе производилась сборка заявленного устройства для 4D-микротомографии, включающая рентгеновский компьютерный микротомограф, фильтрационную установки и рентгенопрозрачный мобильный кернодержатель.At the first stage, the claimed device for 4D microtomography was assembled, including an X-ray computed microtomograph, a filtration unit, and a radiolucent mobile core holder.

Фильтрационная установка включала в себя обжимной насос и нагнетающий насос, манифольд для контроля подачи жидкости из выбранного контейнера, поршневые контейнеры для закачиваемых жидкостей соединенные с рентгенопрозрачным мобильным кернодержателем подводящими трубками расположенными таким образом, что позволяют свободно вращаться рентгенопрозрачному мобильному кернодержателю в держателе вокруг своей оси, и установленные на подводящие трубки запорные краны. Рентгенопрозрачный мобильный кернодержател устанавливался в держатель между рентгеновской трубкой и детектором рентгеновского компьютерного микротомографа.The filtration unit included a pressurizing pump and a pressure pump, a manifold for controlling the supply of liquid from the selected container, piston containers for injected liquids connected to the radiolucent mobile core holder by inlet tubes located in such a way that they allow the radiolucent mobile core holder to freely rotate in the holder around its axis, and shut-off valves installed on the supply pipes. The X-ray transparent mobile core holder was installed in the holder between the X-ray tube and the detector of the X-ray computed microtomograph.

Рентгенопрозрачный мобильный кернодержатель включал в себя основание c тремя внутренними каналами, полимерные трубки с рассекателями на концах, силиконовую манжету с возможностью фиксации в её полости цилиндрического образца породы-коллектора, внешнюю рентгенопрозрачную трубу и верхнюю запорную крышку с выводным каналом. К основанию у входа к каналам присоединялись подводящие трубки от контейнеров, к отдельному входу основания присоединялась подводящая трубка от обжимного насоса. Сверху в центральной части основания устанавливались полимерные трубки, между которыми размещалась силиконовая манжета. Концы полимерных трубок с рассекателями были обращены в сторону образца в силиконовой манжете. Рентгенопрозрачная труба устанавливалась на основание, таким образом, чтобы полимерные трубки и силиконовая манжета оставались внутри нее. Сверху на рентгенопрозрачной трубе фиксировалась верхняя запорная крышка с выводным каналом, соединяемая с полимерной трубкой. Устройство снабжено мобильным нагревательным элементом, выполненным по внешнему контуру рентгенопрозрачной трубы, с возможностью определения температуры нагрева мобильного рентгенопрозрачного кернодержателя, и термопарой, установленной в основание мобильного рентгенопрозрачного кернодержателя, с возможностью детектирования температуры среды внутри него.The radiolucent mobile core holder included a base with three internal channels, polymer tubes with dividers at the ends, a silicone cuff with the possibility of fixing a cylindrical sample of reservoir rock in its cavity, an external radiolucent tube, and an upper locking cap with an outlet channel. The inlet pipes from the containers were connected to the base at the entrance to the channels, the inlet pipe from the compression pump was connected to a separate entrance of the base. From above, in the central part of the base, polymer tubes were installed, between which a silicone cuff was placed. The ends of the polymer tubes with dividers were directed towards the sample in the silicone sleeve. The radiolucent tube was installed on the base so that the polymer tubes and the silicone cuff remained inside it. On top of the radiolucent tube, an upper locking cap with an outlet channel was fixed, which was connected to a polymer tube. The device is equipped with a mobile heating element, made along the outer contour of the X-ray transparent tube, with the possibility of determining the heating temperature of the mobile X-ray transparent core holder, and a thermocouple installed in the base of the mobile X-ray transparent core holder , with the possibility of detecting the temperature of the medium inside it.

В поршневые контейнеры 7, 9 закачивалась модель пластовой воды (деоионизированная вода с контрастом CsI), а в контейнер 8 модель нефти (керосин), которые последовательно продавливались по подводящим трубкам до выхода из основания в полимерную трубку. A model of formation water (deionized water with CsI contrast) was pumped into piston containers 7, 9, and a model of oil (kerosene) was pumped into container 8, which were sequentially forced through the supply pipes until they exited the base into a polymer tube.

Из экстрагированного песчаника Береа вырезали цилиндрический образец диаметром 4 мм и высотой 4 мм, поместили его в тонкую силиконовую манжету, на которую с обоих сторон одели полимерные трубки с рассекателями на торцах. Сверху на колонну одели внешнюю рентгенопрозрачную трубу. Эксперимент проводился при 23 °С, обжимном давлении 3 МПа и расходе жидкости 0,05 мл/мин.A cylindrical sample 4 mm in diameter and 4 mm high was cut from the extracted Berea sandstone, placed in a thin silicone cuff, on which polymer tubes with dividers at the ends were placed on both sides. An external radiolucent tube was placed on top of the column. The experiment was carried out at 23°C, a crimping pressure of 3 MPa, and a liquid flow rate of 0.05 ml/min.

На втором этапе после установки цилиндрического образца в рентгенопрозрачный кернодержатель произвели микротомографию сухого образца с разрешением 8,8 мкм. Провели реконструкцию 3D модели. Далее в образце сегментировали абсолютную пористость, на основе отношения выделенного объема к объему всего образца определяется коэффициент обще пористости, составивший 18,3% (Фиг. 2а). По связи пор вдоль вертикальной оси цилиндра Z сегментировали эффективную пористость, на основе отношения выделенного объема к объему всего образца определили коэффициент эффективной пористости, составивший 17,05% (Фиг. 2б). At the second stage, after installing a cylindrical sample in a radiolucent core holder, microtomography of a dry sample was performed with a resolution of 8.8 μm. Reconstruction of the 3D model. Next, the absolute porosity was segmented in the sample, based on the ratio of the allocated volume to the volume of the entire sample, the total porosity coefficient was determined, which amounted to 18.3% (Fig. 2a). Based on the connection of pores along the vertical axis of the cylinder Z, the effective porosity was segmented, based on the ratio of the allocated volume to the volume of the entire sample, the effective porosity coefficient was determined, which amounted to 17.05% (Fig. 2b).

На третьем этапе образец насытили моделью пластовой воды, представляющей собой деионизированную воду, контрастированную солями CsI (80 г/л). Для контроля за насыщением проводили повторную микротомографию. После этого через образец проводили фильтрацию модели нефти в виде керосина (около 10 поровых объемов), до остановки выхода воды из образца. Далее провели микротомографию и сегментирование на полученных 3D изображениях объемов моделей нефти и остаточной воды в объеме эффективной пористости, определили значение остаточной водонасыщенности и исходного нефтенасыщения. At the third stage, the sample was saturated with a model of formation water, which is deionized water contrasted with CsI salts (80 g/l). Repeated microtomography was performed to control saturation. After that, the oil model was filtered through the sample in the form of kerosene (about 10 pore volumes) until the water exit from the sample stopped. Next, we performed microtomography and segmentation on the obtained 3D images of volumes of oil and residual water models in the volume of effective porosity, determined the value of residual water saturation and initial oil saturation.

На четвертом этапе керосин вытеснили моделью пластовой воды, представляющей деионизированную воду, контрастированную солями CsI (80 г/л). После этого снова провели микротомографию и сегментирование на полученных 3D изображениях объемов керосина и воды в объеме эффективной пористости с определением остаточной нефтенасыщенности. At the fourth stage, kerosene was replaced by a formation water model representing deionized water counterstained with CsI salts (80 g/l). After that, microtomography was again carried out and segmentation on the obtained 3D images of the volumes of kerosene and water in the volume of effective porosity with the determination of residual oil saturation.

Результаты микротомографии после каждого из описанных этапов приведены на Фиг.3: 3а – рентгеноплотносной срез сухого образца, 3б – рентгеноплотносной срез образца, насыщенного контрастированной моделью пластовой воды, 3в – рентгеноплотносной срез образца с остаточной водонасыщенностью после фильтрации нефти, 3г - рентгеноплотносной срез образца после вытеснения нефти контрастированной моделью пластовой воды. Выделенные на рентгеноплотносных срезах объемы исходной (4а) и остаточной (4б) нефтенасыщенностей представлены на Фиг. 4 и составили 46,70% и 27,77% от объема эффективной пористости соответственно. Коэффициент вытеснения определялся по формуле (2).The results of microtomography after each of the described stages are shown in Fig.3: 3a - X-ray section of a dry sample, 3b - X-ray section of a sample saturated with a contrasted model of formation water, 3c - X-ray section of a sample with residual water saturation after oil filtration, 3d - X-ray section of a sample after oil displacement by the contrasted reservoir water model. The volumes of initial (4a) and residual (4b) oil saturations identified on X-ray density sections are shown in Fig. 4 and amounted to 46.70% and 27.77% of the volume of effective porosity, respectively. The displacement coefficient was determined by formula (2).

Для сравнения полученных результатов проводили эксперимент по прототипу на образце песчаника Береа с фильтрационно-ёмкостными свойствами, представленные в Таблице 1 на Фиг. 5. Для исследования использовали стандартный образец керна цилиндрической формы с диаметром 37 мм и длиной 90 мм. Рабочие жидкости представлены деоионизированной водой с контрастирующим реагентом CsI (80 г/л), в качестве модели нефти использовали керосин. Вязкость водного раствора составляла 0,971 Па⋅с, керосина - 1,49 Па⋅с. To compare the results obtained , a prototype experiment was carried out on a sample of Berea sandstone with reservoir properties, presented in Table 1 in Fig. 5. For the study, a standard core sample of a cylindrical shape with a diameter of 37 mm and a length of 90 mm was used. The working fluids are deionized water with a contrast agent CsI (80 g/l); kerosene was used as a model of oil. The viscosity of the aqueous solution was 0.971 Pa⋅s, kerosene - 1.49 Pa⋅s.

Экспериментальная установка включает в себя плунжерные насосы, трубки, датчики давления, кернодержатель типа Хаслера с рабочим диаметром 38 мм и длиной 120 мм, танкеры с рабочими жидкостями и мерные бюретки 0,1 мл [ГОСТ 29251-91 «Посуда лабораторная стеклянная». Москва, 1991]. The experimental setup includes plunger pumps, tubes, pressure sensors, a Hasler-type core holder with a working diameter of 38 mm and a length of 120 mm, tankers with working fluids and 0.1 ml measuring burettes [GOST 29251-91 "Laboratory glassware". Moscow, 1991].

Определение коэффициента пористости проводили согласно [ГОСТ 26450.1-85 «Породы горные. Метод определения коэффициента открытой пористости жидкостенасыщением». Москва, 1985]. Determination of the porosity coefficient was carried out according to [GOST 26450.1-85 “Rocks of mountains. Method for determining the coefficient of open porosity by liquid saturation. Moscow, 1985].

Проницаемость по воде определяли согласно методике, изложенной в [Макфи К., Рид Дж., Зубизаретта И. Лабораторные исследования керна: гид по лучшим практикам // М. – Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2018. 924 с.]. Water permeability was determined according to the method described in [McPhee K., Reid J., Zubizaretta I. Laboratory core research: a guide to best practices // M. - Izhevsk: Institute for Computer Research, 2018. 924 p.].

Эксперимент проводили при термобарических условиях, аналогичных для предыдущего Примера. Коэффициент вытеснения рассчитывали согласно ОСТ 39-195-86 по формуле:The experiment was carried out under thermobaric conditions, similar to the previous Example. The displacement ratio was calculated according to OST 39-195-86 using the formula:

Figure 00000008
Figure 00000008

где β – коэффициент вытеснения нефти водой; Vн.нач. – объём нефти, первоначально содержавшейся в образце, определяется как разница объёмов пустот и остаточной воды; Vн. – объём нефти вытесненной водой.where β is the coefficient of oil displacement by water; V n.beginning – the volume of oil initially contained in the sample is defined as the difference between the volumes of voids and residual water; V n. is the volume of oil displaced by water.

Результаты проведенных экспериментов представлены в Таблице 2 на Фиг. 6. Полученные результаты демонстрируют сопоставимые значения исходной и остаточной нефтенасыщенности, а также коэффициентов вытеснения, что позволяет говорить об их достоверности. The results of the experiments performed are presented in Table 2 in Fig. 6. The results obtained demonstrate comparable values of the initial and residual oil saturation, as well as displacement factors, which allows us to speak about their reliability.

Кроме того, для тестируемого образца были получены:In addition, for the test sample were obtained:

– диаграмма распределения процентного объема эффективной пористости по эквивалентному диаметру пор (Фиг. 7а), демострирующая, что более 90 % эффективной пористости образца занимают поры эквивалентным диаметром 0,2-0,5 мм. - distribution diagram of the percentage volume of effective porosity by equivalent pore diameter (Fig. 7a), demonstrating that more than 90% of the effective porosity of the sample is occupied by pores with an equivalent diameter of 0.2-0.5 mm.

– и диаграмма распределения исходной нефтенасыщенности 1 и остаточной нефтенасыщенности после вытеснения 2 в процентах от объема эффективной пористости по эквивалентным диаметрам пор (Фиг. 7б). Разница между значениями 1 и 2 позволяет определить, что наиболее эффективное вытеснение модели нефти происходило из пор эквивалентным диаметром 0,3-0,5 мм.– and distribution diagram of initial oil saturation 1 and residual oil saturation after displacement 2 as a percentage of the volume of effective porosity by equivalent pore diameters (Fig. 7b). The difference between values 1 and 2 makes it possible to determine that the most effective displacement of the oil model occurred from pores with an equivalent diameter of 0.3-0.5 mm.

Пример 2.Example 2 Реализация способа определения коэффициента вытеснения нефти полимером в масштабе пор на основе 4D-микротомографии на карбонатном коллекторе и сравнение полученных результатов с результатами по ОСТ 39-195-86 «Нефть. Метод определения коэффициента вытеснения нефти водой в лабораторных условиях». Размер цилиндрического образца 6 х 6 мм, насыщение пластовой водой, фильтрация пластовой нефти, вытеснение полимерным составом. Implementation of a method for determining the oil displacement efficiency of a polymer on a pore scale based on 4D microtomography on a carbonate reservoir and comparing the results obtained with the results according to OST 39-195-86 “Oil. Method for determination of oil displacement efficiency by water in laboratory conditions”. The size of the cylindrical sample is 6 x 6 mm, saturation with reservoir water, reservoir oil filtration, displacement with a polymer composition.

На первом этапе производилась сборка заявленного устройства технологической установки для 4D-микротомографии, включающая рентгеновский компьютерный микротомограф, фильтрационную установки и рентгенопрозрачный мобильный кернодержатель. Фильтрационная установка включала в себя обжимной насос и нагнетающий насос, манифольд для контроля подачи жидкости из выбранного контейнера, поршневые контейнеры для закачиваемых жидкостей соединенные с рентгенопрозрачным мобильным кернодержателем подводящими трубками расположенными таким образом, что позволяют свободно вращаться рентгенопрозрачному мобильному кернодержателю в держателе вокруг своей оси, и установленные на подводящие трубки запорные краны. Рентгенопрозрачный мобильный кернодержател устанавливался в держатель между рентгеновской трубкой и детектором рентгеновского компьютерного микротомографа. At the first stage, the claimed device of the technological installation for 4D microtomography was assembled, including an X-ray computed microtomograph, a filtration unit, and a radiolucent mobile core holder. The filtration unit included a pressurizing pump and a pressure pump, a manifold for controlling the supply of liquid from the selected container, piston containers for injected liquids connected to the radiolucent mobile core holder by inlet tubes located in such a way that they allow the radiolucent mobile core holder to freely rotate in the holder around its axis, and shut-off valves installed on the supply pipes. The X-ray transparent mobile core holder was installed in the holder between the X-ray tube and the detector of the X-ray computed microtomograph.

Рентгенопрозрачный мобильный кернодержатель включал в себя основание c тремя внутренними каналами, полимерные трубки с рассекателями на концах, силиконовую манжету с возможностью фиксации в её полости цилиндрического образца породы-коллектора, внешнюю рентгенопрозрачную трубу и верхнюю запорную крышку с выводным каналом. К основанию у входа к каналам присоединялись подводящие трубки от контейнеров, к отдельному входу основания присоединялась подводящая трубка от обжимного насоса. Сверху в центральной части основания устанавливались полимерные трубки, между которыми размещалась силиконовая манжета. Концы полимерных трубок с рассекателями были обращены в сторону образца в силиконовой манжете. Рентгенопрозрачная труба устанавливалась на основание, таким образом, чтобы полимерные трубки и силиконовая манжета оставались внутри нее. Сверху на рентгенопрозрачной трубе фиксировалась верхняя запорная крышка с выводным каналом, соединяемая с полимерной трубкой. Устройство снабжено мобильным нагревательным элементом, выполненным по внешнему контуру рентгенопрозрачной трубы, с возможностью определения температуры нагрева мобильного рентгенопрозрачного кернодержателя, и термопарой, установленной в основание мобильного рентгенопрозрачного кернодержателя, с возможностью детектирования температуры среды внутри него.The radiolucent mobile core holder included a base with three internal channels, polymer tubes with dividers at the ends, a silicone cuff with the possibility of fixing a cylindrical sample of reservoir rock in its cavity, an external radiolucent tube, and an upper locking cap with an outlet channel. The inlet pipes from the containers were connected to the base at the entrance to the channels, the inlet pipe from the compression pump was connected to a separate entrance of the base. From above, in the central part of the base, polymer tubes were installed, between which a silicone cuff was placed. The ends of the polymer tubes with dividers were directed towards the sample in the silicone sleeve. The radiolucent tube was installed on the base so that the polymer tubes and the silicone cuff remained inside it. On top of the radiolucent tube, an upper locking cap with an outlet channel was fixed, which was connected to a polymer tube. The device is equipped with a mobile heating element, made along the outer contour of the X-ray transparent tube, with the possibility of determining the heating temperature of the mobile X-ray transparent core holder, and a thermocouple installed in the base of the mobile X-ray transparent core holder , with the possibility of detecting the temperature of the medium inside it.

В поршневой контейнер 7 (Фиг. 1) закачивалась пластовая вода, контрастирования KI, в поршневой контейнер 8 (Фиг. 1) закачивалась пластовая нефть, в поршневой контейнер 9 (Фиг. 1) закачивался полимерный состав. Жидкости последовательно продавливались по подводящим трубкам до выхода из основания в полимерную трубку. Formation water was injected into the piston container 7 (Fig. 1), contrasting KI, formation oil was pumped into the piston container 8 (Fig. 1), and the polymer composition was pumped into the piston container 9 (Fig. 1). The liquids were sequentially pressed through the supply tubes until they exited the base into the polymer tube.

Далее из карбонатного неэкстрагированного коллектора одного из месторождений высоковязкой нефти были вырезаны цилиндрические образцы диаметром 6 мм и высотой 6 мм, поместили его в тонкую силиконовую манжету, на которую с обоих сторон одели полимерные трубки с рассекателями на торцах. Сверху на колонну одели внешнюю рентгенопрозрачную трубу. Эксперимент проводился при 23 °С, обжимном давлении 11 МПа и расходе жидкости 0,05 мл/мин.Next, cylindrical samples 6 mm in diameter and 6 mm high were cut out of a carbonate non-extracted reservoir of one of the high-viscosity oil fields, placed in a thin silicone cuff, on which polymer tubes with dividers at the ends were put on both sides. An external radiolucent tube was placed on top of the column. The experiment was carried out at 23°C, a crimping pressure of 11 MPa, and a liquid flow rate of 0.05 ml/min.

На втором этапе произведена микротомография сухих образцов с разрешением 8,5 мкм. Провели реконструкцию 3D моделей. Далее в образцах сегментировали абсолютную пористость, на основе отношения выделенного объема к объему всего образца определялись коэффициенты общей пористости. По связи пор вдоль вертикальной оси цилиндра Z сегментировали эффективную пористость, на основе отношения выделенного объема к объему всего образца определили коэффициенты эффективной пористости.At the second stage, microtomography of dry samples was performed with a resolution of 8.5 µm. Reconstructed 3D models. Next, the absolute porosity was segmented in the samples, and the coefficients of the total porosity were determined based on the ratio of the allocated volume to the volume of the entire sample. Based on the connection of pores along the vertical axis of the cylinder Z, the effective porosity was segmented; on the basis of the ratio of the allocated volume to the volume of the entire sample, the effective porosity coefficients were determined.

На третьем этапе образцы насыщались пластовой водой с месторождения, контрастированной солями KI (100 г/л) и для контроля за насыщением проводилась повторная микротомография. После этого через образец прокачивалась пластовая нефть (около 10 поровых объемов), до остановки выхода пластовой воды из образца. Следующим шагом проводилась микротомография и сегментирование на полученных 3D изображениях объемов пластовой нефти и контрастированной пластовой воды в объеме эффективной пористости, определялись значения остаточной водонасыщенности и исходного нефтенасыщения. At the third stage, the samples were saturated with formation water from the field, contrasted with KI salts (100 g/l), and repeated microtomography was performed to control saturation. After that, formation oil was pumped through the sample (about 10 pore volumes) until formation water exit from the sample stopped. The next step was microtomography and segmentation on the obtained 3D images of reservoir oil volumes and contrasted reservoir water in the volume of effective porosity, the values of residual water saturation and initial oil saturation were determined.

На четвертом этапе нефть вытеснялась полимерными составами двух типов трех различных концентраций – 1000, 1500 и 2000 мг/л, контрастированных солями KI (100 г/л). Далее снова проводилась микротомография и сегментирование на полученных 3D изображениях объемов остаточной нефти в объеме эффективной пористости. Полная последовательность этапов для одного образца в виде изменений на одном и том же рентгеноплотносном снимке представлена на фиг. 8: 8а – рентгеноплотносной срез сухого образца, 8б – рентгеноплотносной срез образца, насыщенного контрастированной пластовой водой, 8в – рентгеноплотносной срез образца после насыщения нефтью при остаточной водонасыщенности, 8г - после вытеснения нефти контрастированным полимерным составом. Коэффициенты вытеснения нефти определялись по формуле (2).At the fourth stage, oil was displaced by polymer compositions of two types at three different concentrations - 1000, 1500 and 2000 mg/l, contrasted with KI salts (100 g/l). Next, microtomography was again carried out and segmentation on the obtained 3D images of the volumes of residual oil in the volume of effective porosity. The complete sequence of steps for one sample in the form of changes in the same X-ray image is shown in Fig. 8: 8a - X-ray section of a dry sample, 8b - X-ray section of a sample saturated with contrasted formation water, 8c - X-ray section of the sample after saturation with oil at residual water saturation, 8d - after displacement of oil with a contrasted polymer composition. The oil displacement coefficients were determined by formula (2).

Для сравнения полученных результатов в аналогичных вышеописанным термобарических условиях проводились эксперименты по определению коэффициентов вытеснения нефти указанными выше полимерными составами согласно прототипу на составных колонках стандартных образцов (цилиндры длиной 30 мм и диаметром 30 мм) карбонатного резервуара, из торцов которых ранее были изготовлены образцы для 4D-микротомографии. Коэффициенты вытеснения нефти рассчитывался согласно прототипу по формуле 3. Результаты определенных коэффициентов вытеснения нефти полимерными составами для заявленного способа и прототипа представлены в Таблице 3 на Фиг. 9. Расхождения между двумя способами находятся в диапазоне 0,02 – 0,11. Коэффициент корреляции между значениями, полученными заявленным способом и прототипом составляет 92,74%, что говорит о достоверности предложенного способа.To compare the results obtained under the same temperature and pressure conditions described above, experiments were carried out to determine the oil displacement coefficients of the above polymer compositions according to the prototype on composite columns of standard samples (cylinders 30 mm long and 30 mm in diameter) of a carbonate reservoir, from the ends of which samples for 4D- microtomography. The oil displacement coefficients were calculated according to the prototype according to formula 3. The results of the determined oil displacement coefficients by polymer compositions for the claimed method and the prototype are presented in Table 3 in FIG. 9. The discrepancies between the two methods are in the range of 0.02 - 0.11. The correlation coefficient between the values obtained by the claimed method and the prototype is 92.74%, which indicates the reliability of the proposed method.

Таким образом, из описанного выше можно сделать вывод, что заявителем достигнут заявленный технический результат, а именно:Thus, from the above, we can conclude that the applicant has achieved the claimed technical result , namely:

1 – достигнута возможность определения коэффициента вытеснения нефти в масштабе пор с большей точностью за счет высокой разрешающей способности микротомографии.1 – the ability to determine the oil displacement factor on the pore scale with greater accuracy due to the high resolution of microtomography has been achieved.

По приведенному Примеру 1, масштабный коэффициент при вытеснении на основе прототипа на стандартном образце с характеристиками, представленными на Фиг. 5, и рассчитанный по формуле (1) будет составлять Pст. = 188,2. Пусть минимально определяемый объем в предложенном способе на основе 4D-микротомографии будет равен объему куба, состоящего из 8 вокселей, т.е. для описанного ниже эксперимента составит 8×8,83 = 5451,776 мкм3. Точный объем образца по данным микротомографии составил 86,8674 мм3. Следовательно, масштабный коэффициент, определяемый по формуле (1), составит около Pмикро = 2,7 × 106, что более чем в 14 000 раз выше чем Pст. Таким образом, способ на основе 4D-микротомографии за счет высокой разрешающей способности имеет более высокую точность определения объемов жидких фаз по сравнению с прототипом.As shown in Example 1, the extrusion scale factor based on the prototype on the standard sample with the characteristics shown in FIG. 5, and calculated by the formula (1) will be P Art. = 188.2. Let the minimum determined volume in the proposed method based on 4D microtomography be equal to the volume of a cube consisting of 8 voxels, i.e. for the experiment described below will be 8×8.8 3 = 5451.776 μm 3 . The exact volume of the sample according to microtomography was 86.8674 mm 3 . Therefore, the scale factor determined by formula (1) will be about P micro = 2.7 × 10 6 , which is more than 14,000 times higher than P st. Thus, the method based on 4D microtomography due to high resolution has a higher accuracy in determining the volume of liquid phases compared to the prototype.

2 – поскольку способ основан не на подсчете объемов выходящего из образца флюида, а на определении объемов контрастированной и неконтрастированной фаз непосредственно внутри эффективной пористости образца, описанный способ может быть использован для работы как с экстрагированными, так и с неэкстрагированными образцами. По Примеру 1 представлены результаты применения заявленного способа с эксрагированным образцом, по Примеру 2 представлены результаты применения заявленного способа с неэкстрагированными образцами.2 - since the method is based not on calculating the volumes of fluid leaving the sample, but on determining the volumes of contrasted and non-contrasted phases directly inside the effective porosity of the sample, the described method can be used to work with both extracted and non-extracted samples. According to Example 1, the results of applying the claimed method with an extracted sample are presented, according to Example 2, the results of applying the claimed method with non-extracted samples are presented.

3 – достигнута возможность оценить эффективность вытесняющих способностей агентов в масштабе пор, определить размеры пор, из которых происходит наиболее и наименее действенное вытеснение, что было продемонстрировано в Примере 1 и на Фиг. 7б. 3 - it was possible to evaluate the effectiveness of the extrusion abilities of agents on a pore scale, to determine the sizes of the pores from which the most and least effective displacement occurs, which was demonstrated in Example 1 and in Fig. 7b.

Заявленное техническое решение соответствует критерию «новизна», предъявляемому к изобретениям, так как из исследованного уровня техники не выявлены технические решения, обладающие заявленной совокупностью признаков, обеспечивающих достижение заявленных результатов. The claimed technical solution meets the "novelty" criterion for inventions, since no technical solutions have been identified from the studied prior art that have the claimed set of features that ensure the achievement of the claimed results.

Заявленное техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень», предъявляемому к изобретениям, так как не является очевидным для специалиста в данной области науки и техники, так как заявленное техническое решение обеспечивает возможность одновременной реализации нескольких задач (возможности определения коэффициента вытеснения нефти в масштабе пор с большей точностью, возможности работы как с экстрагированными, так и с неэкстрагированными образцами коллектора, возможности оценки характеристик пор из которых происходит наиболее или наименее эффективное вытеснение) с более высокими потребительскими свойствами.The claimed technical solution meets the "inventive step" criterion for inventions, since it is not obvious to a specialist in this field of science and technology, since the claimed technical solution provides the ability to simultaneously implement several tasks (the possibility of determining the oil displacement efficiency on a pore scale with a greater accuracy, the ability to work with both extracted and non-extracted collector samples, the ability to assess the characteristics of the pores from which the most or least effective displacement occurs) with higher consumer properties.

Заявленное техническое решение соответствует критерию «промышленная применимость», так как может быть реализовано на любом специализированном предприятии с использованием стандартного оборудования, известных отечественных материалов и технологий.The claimed technical solution meets the criterion of "industrial applicability", as it can be implemented at any specialized enterprise using standard equipment, well-known domestic materials and technologies.

Claims (3)

1. Способ определения коэффициента вытеснения нефти в масштабе пор на основе 4D-микротомографии, заключающийся в том, что из породы-коллектора изготавливают цилиндрический образец высотой от 4 до 6 мм и диаметром от 4 до 6 мм, далее помещают его в рентгенопрозрачный мобильный кернодержатель устройства для проведения рентгеновской компьютерной микротомографии пород-коллекторов, проводят микротомографию цилиндрического образца с последующей сегментацией структуры эффективной пористости, далее насыщают цилиндрический образец пластовой водой или моделью пластовой воды, контрастированной рентгеноплотными соединениями, проводят фильтрацию нефти или модели нефти через образец при заданных термобарических условиях до момента остановки выхода воды из образца, далее проводят повторную микротомографию образца, регистрацию трехмерного изображения образца в объеме полученной ранее цифровой модели исходного образца, сегментирование, в пределах выделенной ранее эффективной пористости, объемов нефти и остаточной пластовой воды на основе различий в рентгеновской плотности между контрастированной и неконтрастированной фазами, определяют объем начальной нефтенасыщенности, далее производят вытеснение нефти или модели нефти пластовой водой или иным вытесняющим агентом, контрастированным рентгеноплотными соединениями, и проводят повторную микротомографию образца, регистрацию трехмерного изображения образца в объеме полученной ранее цифровой модели исходного образца, сегментирование, в пределах выделенной ранее эффективной пористости, объемов остаточной нефти или модели нефти на основе различий в рентгеновской плотности между контрастированной и неконтрастированной фазами, проводят расчет коэффициента вытеснения β нефти на основе соотношения объемов исходной нефтенасыщенности Vн.нач., остаточной нефтенасыщенности Vн.ост. в образце по формуле:1. A method for determining the oil displacement factor on a pore scale based on 4D microtomography, which consists in making a cylindrical sample from a reservoir rock with a height of 4 to 6 mm and a diameter of 4 to 6 mm, then it is placed in an X-ray transparent mobile core holder of the device to perform X-ray computed microtomography of reservoir rocks, microtomography of a cylindrical sample is carried out, followed by segmentation of the effective porosity structure, then the cylindrical sample is saturated with formation water or a model of formation water contrasted with X-ray dense compounds, oil or oil model is filtered through the sample under specified thermobaric conditions until the moment of stopping water exit from the sample, then a repeated microtomography of the sample is carried out, a three-dimensional image of the sample is recorded in the volume of the previously obtained digital model of the original sample, segmentation, within the previously selected effective porosity, volumes of oil and of residual formation water based on differences in X-ray density between the contrasted and non-contrasted phases, the volume of initial oil saturation is determined, then the oil or oil model is displaced with formation water or another displacing agent contrasted with X-ray dense compounds, and repeated microtomography of the sample is performed, a three-dimensional image of the sample is recorded in volume previously obtained digital model of the original sample, segmentation, within the previously identified effective porosity, volumes of residual oil or oil model based on differences in x-ray density between the contrasted and non-contrasted phases, the displacement coefficient β of oil is calculated based on the ratio of the volumes of the initial oil saturation Vn.nach. , residual oil saturation Vн.rest. in the sample according to the formula:
Figure 00000009
.
Figure 00000009
.
2. Устройство для проведения 4D рентгеновской компьютерной микротомографии пород-коллекторов для реализации способа по п.1, состоящее из рентгеновского компьютерного микротомографа, фильтрационной установки, рентгенопрозрачного мобильного кернодержателя, при этом фильтрационная установка включает в себя обжимной насос, нагнетающий насос, манифольд для контроля подачи жидкости из выбранного контейнера, поршневые контейнеры для закачиваемых жидкостей, соединенные с рентгенопрозрачным мобильным кернодержателем подводящими трубками, расположенными таким образом, что позволяют свободно вращаться рентгенопрозрачному мобильному кернодержателю вокруг своей оси, и установленными на подводящих трубках запорными кранами; рентгенопрозрачный мобильный кернодержатель помещен в держатель между рентгеновской трубкой и детектором рентгеновского компьютерного микротомографа; рентгенопрозрачный мобильный кернодержатель состоит из основания c тремя внутренними каналами, полимерных трубок с рассекателями на концах, силиконовой манжеты с возможностью фиксации в ее полости цилиндрического образца породы-коллектора, внешней рентгенопрозрачной трубы и верхней запорной крышки с выводным каналом, к основанию у входа к каналам присоединены подводящие трубки от контейнеров, к отдельному входу основания присоединена подводящая трубка от обжимного насоса, сверху в центральной части основания установлены полимерные трубки, между которыми размещена силиконовая манжета; концы полимерных трубок с рассекателями обращены в сторону силиконовой манжеты; рентгенопрозрачная труба установлена на основание таким образом, чтобы полимерные трубки и силиконовая манжета оставались внутри нее, сверху на рентгенопрозрачной трубе зафиксирована верхняя запорная крышка с выводным каналом, соединенная с полимерной трубкой; устройство снабжено мобильным нагревательным элементом, выполненным по внешнему контуру рентгенопрозрачной трубы, с возможностью определения температуры нагрева мобильного рентгенопрозрачного кернодержателя, и термопарой, расположенной в основании мобильного рентгенопрозрачного кернодержателя, с возможностью детектирования температуры среды внутри него.2. A device for performing 4D X-ray computed microtomography of reservoir rocks for implementing the method according to claim 1, consisting of an X-ray computed microtomography scanner, a filtration unit, an X-ray transparent mobile core holder, while the filtration unit includes a crimp pump, a pressure pump, a manifold for supply control liquids from the selected container, piston containers for pumped liquids connected to the radiolucent mobile core holder by inlet pipes located in such a way that they allow the radiolucent mobile core holder to freely rotate around its axis, and stopcocks installed on the inlet pipes; the radiolucent mobile core holder is placed in the holder between the x-ray tube and the detector of the x-ray computed microtomograph; X-ray transparent mobile core holder consists of a base with three internal channels, polymer tubes with dividers at the ends, a silicone cuff with the possibility of fixing a cylindrical sample of the reservoir rock in its cavity, an external X-ray transparent tube and an upper shut-off cover with an outlet channel, attached to the base at the entrance to the channels supply tubes from containers, a supply tube from a crimping pump is connected to a separate entrance of the base, polymer tubes are installed on top in the central part of the base, between which a silicone cuff is placed; the ends of the polymer tubes with dividers face the silicone cuff; the radiolucent tube is mounted on the base in such a way that the polymer tubes and the silicone cuff remain inside it, on top of the radiolucent tube there is a top locking cap with an outlet channel connected to the polymer tube; the device is equipped with a mobile heating element, made along the outer contour of the X-ray transparent tube, with the possibility of determining the heating temperature of the mobile X-ray transparent core holder, and a thermocouple located at the base of the mobile X-ray transparent core holder, with the possibility of detecting the temperature of the medium inside it.
RU2021134714A 2021-11-26 Method for determining the oil displacement coefficient at the pore scale based on 4d microtomography and a device for its implementation RU2777702C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2777702C1 true RU2777702C1 (en) 2022-08-08

Family

ID=

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2800855C1 (en) * 2022-12-08 2023-07-31 Шлюмберже Текнолоджи Б.В. Method for determining oil saturation in oil reservoir
WO2024123696A1 (en) * 2022-12-08 2024-06-13 Schlumberger Technology Corporation Method for determining oil saturation in an oil layer

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5359194A (en) * 1992-05-01 1994-10-25 Texaco Inc. X-ray CT measurement of secondary (vugular) porosity in reservoir core material
RU2445604C1 (en) * 2010-12-10 2012-03-20 Учреждение Российской академии наук Институт проблем нефти и газа РАН Method for accurate determination of displacement factor and relative permeability
RU2486495C1 (en) * 2011-12-20 2013-06-27 Шлюмберже Текнолоджи Б.В. Method to examine samples of non-consolidated porous media
WO2013188239A2 (en) * 2012-06-15 2013-12-19 Ingrain Inc. Digital rock analysis systems and methods with multiphase flow rev determination
US20150268149A1 (en) * 2012-06-09 2015-09-24 Schlumberger, Holdings Limited Method for estimating porosity of a rock sample
RU2654315C1 (en) * 2017-05-10 2018-05-17 Владислав Игнатьевич Галкин Method for determining the coefficient of oil displacement of the bashkir carbonate deposits of the solikamsk depression

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5359194A (en) * 1992-05-01 1994-10-25 Texaco Inc. X-ray CT measurement of secondary (vugular) porosity in reservoir core material
RU2445604C1 (en) * 2010-12-10 2012-03-20 Учреждение Российской академии наук Институт проблем нефти и газа РАН Method for accurate determination of displacement factor and relative permeability
RU2486495C1 (en) * 2011-12-20 2013-06-27 Шлюмберже Текнолоджи Б.В. Method to examine samples of non-consolidated porous media
US20150268149A1 (en) * 2012-06-09 2015-09-24 Schlumberger, Holdings Limited Method for estimating porosity of a rock sample
WO2013188239A2 (en) * 2012-06-15 2013-12-19 Ingrain Inc. Digital rock analysis systems and methods with multiphase flow rev determination
RU2654315C1 (en) * 2017-05-10 2018-05-17 Владислав Игнатьевич Галкин Method for determining the coefficient of oil displacement of the bashkir carbonate deposits of the solikamsk depression

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ОСТ 39-195-86 "Нефть. Метод определения коэффициента вытеснения нефти водой в лабораторных условиях", Москва, 1987. Beletskaya, A., Chertova, A., Abashkin, V., Willberg, D., Korobkov, D., Yakimchuk, I., & Dovgilovich, L., "Image-Based Evaluation of Retained Proppant Pack Permeability", SPE Russian Petroleum Technology Conference, 2018 SPE-191663-18RPTC-MS, P. 1-14. ГОСТ 26450.1-85 "Породы горные. Метод определения коэффициента открытой пористости жидкостенасыщением", Москва, 1985. Балин В.П., Мохова Н.А. и др. "Определение коэффициента вытеснения нефти с использованием изучения структуры порового пространства методом капилляриметрии", ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ, номер 1-2 - февраль 2017, С.40-50. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2800855C1 (en) * 2022-12-08 2023-07-31 Шлюмберже Текнолоджи Б.В. Method for determining oil saturation in oil reservoir
WO2024123696A1 (en) * 2022-12-08 2024-06-13 Schlumberger Technology Corporation Method for determining oil saturation in an oil layer
RU2817122C1 (en) * 2023-06-09 2024-04-10 Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть") Method for determining filtration properties of cavernous-fractured reservoirs
RU2810640C1 (en) * 2023-09-07 2023-12-28 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) Method for assessing changes in characteristics of void space of core or bulk reservoir model during physical and chemical modeling of thermal steam treatment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5086643A (en) System and method for determining multi-phase relative permeability of a subterranean reservoir
Lu et al. Determination of diffusion coefficients of carbon dioxide in water between 268 and 473 K in a high-pressure capillary optical cell with in situ Raman spectroscopic measurements
Vega et al. CT imaging of low-permeability, dual-porosity systems using high X-ray contrast gas
US9140117B2 (en) Method for evaluating relative permeability for fractional multi-phase, multi-component fluid flow through porous media
CN101592584B (en) Method for estimating the physical parameters of a geological formation
Lian et al. The characteristics of relative permeability curves in naturally fractured carbonate reservoirs
CN109100812B (en) Rock pore fractal dimension evaluation method and device based on nuclear magnetic resonance
Zhao et al. Visualization of CO 2 and oil immiscible and miscible flow processes in porous media using NMR micro-imaging
CN109519156A (en) A kind of side water sand rock gas reservoir water drive section model Seepage Experiment method
Liu et al. An improved capillary pressure model using fractal geometry for coal rock
CN102748007A (en) Well testing analytical method and device
Siddiqui et al. Verification of Buckley-Leverett three-phase theory using computerized tomography
DE60005369T2 (en) METHOD FOR DETERMINING A LIQUID CONTACT LEVEL IN A FORMATION
CN110095584A (en) A kind of reservoir oil water saturation bearing calibration
RU2777702C1 (en) Method for determining the oil displacement coefficient at the pore scale based on 4d microtomography and a device for its implementation
CN109577966A (en) Using the method for tracer monitoring individual well residual oil saturation
CN110231268B (en) Method for analyzing oil-water occurrence pore size distribution of rock of tight reservoir
CN113348458B (en) Method and system for evaluating hydrocarbons in a heterogeneous formation
Fernø et al. Quick and affordable SCAL: spontaneous core analysis
CN103675945B (en) Method and equipment for measuring saturation of hole type reservoir
RU2748021C1 (en) Method for creating residual water saturation on a weakly cemented core for conducting flow studies
RU2817122C1 (en) Method for determining filtration properties of cavernous-fractured reservoirs
CN113138205A (en) Method and system for determining gas-water imbibition condition in porous medium
Omrani et al. A novel equation to calculate primary drainage capillary pressure based on a porous plate model: Theory and application
RU2825598C1 (en) Method of determining relative phase permeabilities when simulating process of underground storage of oil