SU1163210A1 - Способ определени эффективной проницаемости пористых коллекторов нефти и газа - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ПОРИСТЫХ КОЛЛЕКТОРОВ НЕФТИ И ГАЗА путем принудитель ной фильтрации флюида через образец заданной геометрической формы, насьщенный дистиллированной водой, и измерени  характеристик процесса фильтрации, отличающийс  тем, что, с целью ускорени  и упрощени  определени , дополнительно коэффициент открытой поизмер ют Kj,,B качестве флюида исристости пользуют раствор электролита, фильтрацию осуществл ют электроосмотически при приложении к торцам образца, контактирующим соответственно с раствором электролита и дистиллированной водой, посто нного напр жени , регистрируют величину электрического тока до его стабилизации, а величину k расэффективной проницаемости считывают по формуле 5t-K К Флл ТЗ 5 С -площадь поперечного сечегде ни  образца, (Л -длина образца, м; Кп - коэффициент открытой пористости , %; гх - в зкость. Па .-с; Т - врем  исследовани  образца, с; 3 - сила тока, А. Од 00 ю

Description

Изобретение относитс  к области исследовани  физических свойств горных пород, в частности к определению фильтрационных свойств пористых коллекторов нефти и газа, и может быть использовано при разработке нефтегазовых месторождений.

Известен способ определени  эффективной проницаемости 1 .

Однако этот способ достаточно трудоемок и базируетс  на использовании сложного лабораторного прибора

Наиболее близким к изобретению  вл етс  способ определени  эффективной проницаемости пористых коллекторов нефти и газа путем принудительной фильтрации флюида через образец заданной геометрической формы, насьщенньш дистиллированной водой, и измерени  характеристик процесса фильтрации 2. .

Козтффициент эффективной проницаемости образца вычисл етс  по формуле

lOO-rj -B-u-Pg

-fO Флл

Q - расход,газа (или жидкости)

где

MVc|

1 - в зкость, Па с, 2 - длина образца, м; РБ - барометрическое давление.

Па;

лР- разность давлений на концах образца. Па; S - площадь образца, м. Недостатками этого способа  вл ютс  длительность и сложность определени  .

Цель изобретени  - ускорение и упрощение определени .

Указанна  цель достигаетс  тем, что при способе определени  эффективной проницаемости пористых коллекторов нефти и газа путем принудительной фильтрации флюида через образец заданной геометрической формы, насыщенньй дистиллированной водой, и измерени  характеристик процесса фильтрации , дополнительно измер ют коэффициент открытой пористости Kf, , в качестве флюида используют раствор электролита, фильтрацию осуществл ют электроосмотически при приложении к торцам образца, контактирующим соответственно с раствором электролита и дистиллированной водой, посто нного напр жени , регистрируют величину электрического тока до его

стабилизации, а величину эффективной проницаемости К рассчитывают по формуле

KclLbLL

ф«

S площадь поперечного сечени  образца, S длина образца, м;

к„ коэффициент открытой пористости , %;

- в зкость. Па с;

Ч Т

врем  исследовани  образца , с;

5

J - сила тока, А. Вычисление коэффициента эффективной проницаемости, исход  из предлагаемого способа, основываетс  на аналогии уравнени  фильтрации Дарси с

0 уравнением Гельмгольца-Смолуховского дл  электроосмоса.

Уравнение фильтрации Дарси дл  пористо-капилл рных сред записываетс  в виде

5

.„3 .2

-10 фм

к

дР5

коэффициент проницаемости,

где К характеризующий пористую среду;

0

Q объемный расход жидкости в единицу времени, длина образца, м; в зкость. Па - с;

.1 ЙР перепад гидравлического

5 давлени  на концах образца . Па;

5 площадь поперечного сечени  образца, м. Подставл   значение

0 SlKu -T

где Кр- коэффициент открытой пористости , %;

Т - врем  исследовани  образ5 ца, с,

в уравнении фильтрации Дарси, получ

ем

,.

5-Г-йР

0

Из анализа уравнени  фильтрации Дарси становитс  очевидным линейный характер зависимости Q от ДР при посто нстве параметров, характери55 зук цих пористо-капилл рную среду и фильтрук цуюс  жидкость.

Уравнение Гельмгольца-Смолуховского дл  электроосмоса в пористокапилл рных средах записываетс  в виде . 15 Б, где 5 - электрический потенциал; 1 - в зкость, Па -с; г - удельна  электропровод1 ность жидкости,- : СММ , Q - объемньш расход жидкости единицу времени, м/с; Е - диэлектрическа  посто нна 3 - сила тока, А. Из анализа уравнени  Гельмгольца Смолуховского следует, что движение ионов диффузионного сло  под действием электрического пол  увлекает всю массу жидкости, котора  заполн  ет капилл ры и поры, со скоростью Q в направлении пол . При этом очевид на линейность зависимости Q от 3 при посто нстве параметров, характе ризующих пористо-капилл рную среду и фильтрующуюс  жидкость. Таким образом, примен   метод аналогии, уравнение фильтрации Даре можно выразить через объемный расхо жидкости и перепад давлени  т.е. а СлР},. а уравнение Гельмгольда-Смолуховско го, имеющее линейньш характер зависимости fi от J - через объемньй расход жидкости и величину силы тока , т.е. Q.f( J ). . Линейность зависимости обьемного расхода жидкости Q от перепада гидравлического давлени  д Р в уравнении фильтрации Дарси и линейность зависимости объемного расхода жидкости Q от величины силы тока J в уравнении Гельмгольца-Смолуховского дл  электроосмоса  вл ютс  необходимым и достаточным условием дл  получени  адекватного уравнени  фильтрации, но записанного в параметрах электроосмотического переноса ионов хлора. Тогда, привед  в соответствие гидравлическое давление и плотность тока подстановкой в уравнение фильтрации Дарси вместо &Р плотности тока (7ГгЬ коэффициент эффективной проницаемос ти по предлагаемому способу вычисл етс  из уравнени  1. 104 На чертеже показана схема осуществлени  предлагаемого способа. На схеме обозначены образец 1 горной породы, самоуплотн н ца с  манжета 2, стекл нные сосуды 3 и 4, электроды 5, источник 6 посто нного напр жени  и aMnepMeTf) 7. Пример, Образцу пористой породыгколлектора придают форму цилиндра длиной 3-5 см и диаметром 2,8-3,0 см в соответствии с.требовани ми на стандартность размеров образцов , подготовленных дл  исследовани  . Затем экстрагируют содержащиес  в нем соли и углеводороды.Экстракци  от остаточных солей считаетс  удовлетворительной , если в пробах экстракта отсутствуют ионы хлора при реакции с азотно-кислым серебром, которое  вл етс  индикатором на ионы хлора. Далее образец породы высушивают до посто нной массы в сушильном шкафу при t 103-105°С, после чего дл  охлаждени  помещают в эксикатор (дл  предотвращени  адсорбции .образцом влаги из воздуха) и взвешивают . Затем образец насыщают под вакуумом дистиллированной водой и определ ют массу насыщенного образца, после чего определ ют коэффициент открытой пористости весовым способом. После этого образец помещают в резиновую самоуп-потн ющуюс  манжету, дл  чего образец извлекают из-эксикатора , где он хранитс  после насыщени  дистиллированной водой и взвешивани , и предварительно обтирают его фильтровальной бумагой, так как пленка воды на поверхности образца создает дополнительную (поверхностную проводимость), что измен ет величину измер емого тока. Затем приготавливают электроды, предварительно обезжирив их спиртом и промыв дистиллированной водой, дл  уменьшени  зависимости сопротивлени  R от плотности тока ff электроды перед каждой серией изме- рений опускают, в водный раствор 0,5 н. химически чистого хлористого натри  и пропускают через них ток частотой 50 Гц при напр жении ДО 60 В дл  уменьщени  пассивировани  их поверхности. Приготовленный 0,5 н. раствор химически чистого хлористого натри  5 затем используетс  при проведении измерений. Далее концы резиновой самоуплотн ющейс  манжеты соедин ют со стекл нными сосудами и собранную установку размещают в горизонтальной плоскости, контролиру  горизонтальность уровнем. В один .сосуд наливают дистиллированную воду и ввод т электрод, приблизив его к торцовой части образца, а в другой сосуд наливают 0,5 н. раствор хлористого натри  и ввод т другой электрод, также приблизив его к торцовой части образца. При заполнении сосудов дистиллированной водой и раствором хлористого натри  уровни их в сосудах устанавливаютс  на одной высоте с целый исключени  вли ни  гидростатического давлени . В качестве электродов используют медные диски с диаметром, равным диаметру образца . После установки электродов подключают источник посто нного напр жени  (например В; 10 А) к электродам таким образом, что положительный электрод оказываетс  в сосуде с дистиллированной водой, а отрицательньш .- в сосуде с водным раствором хлористог натри . При наложении посто нного, электрического пол  производ т ис10 следование процесса переноса ионов хлора через образец. В ходе исследовани  по показани м амперметра наблюдают за изменением во времени силы тока, протекакицего через образец и электроды, относительно начальной силы тока. Исследование считаетс  оконченным, если наблюдаетс  стабилизаци  силы тока во времени и отмечаетс  при реакции с азотнокислым серебром наличие ионов хлора в сосуде 3. . Предлагаемый способ имеет следующие преимущества: массовость определений (5-10. образцов одновременно), отсутствие необходимости в удалении свободной воды, что дает существенное сокращение времени и затрат труда на проведение определений при повышении достоверности их, простота схемы используемого оборудовани , значительное снижение суммарного времени на определение коэффициента эффективной проницаемос.ти одного образца . При этом регистраци  параметров по предлагаемому способу не вызывает затруднений и не требует выполнени  таких трудоемких операций, как предварительна  наладка оборудовани  и градуировка контрольно-измерительных приборов.

4

г У У х Л{4:ЛлХ/хУ

/f

1

Claims (3)

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ПОРИСТЫХ КОЛЛЕКТОРОВ НЕФТИ И ГАЗА путем принудитель·ной фильтрации флюида через образец заданной геометрической формы, насыщенный дистиллированной водой, и измерения характеристик процесса фильтрации, отличающийся тем, что, с целью ускорения и упрощения определения, дополнительно измеряют коэффициент открытой пористости К_п,в качестве флюида используют раствор электролита, фильтрацию осуществляют электроосмотически при приложении к торцам образца, контактирующим соответственно с раствором электролита и дистиллированной водой, постоянного напряжения, ре гистрируют величину электрического тока до его стабилизации, а величину эффективной проницаемости к рассчитывают по формуле тэ где 5 - площадь поперечного сечения образца, м²;
2. 2 - длина образца, м;

   К_п - коэффициент открытой пористости, ц - вязкость, Па-с;

   Т - время исследования образца, с;
3. 3 - сила тока, А.

   SU ... 1163210