SU1693463A1

SU1693463A1 - Method and device for determining selective wetting of rock specimens

Info

Publication number: SU1693463A1
Application number: SU884482997A
Authority: SU
Inventors: Мурат Схатчериевич Багов; Дмитрий Нестерович Кузьмичев
Original assignee: Северо-Кавказский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефтяной Промышленности
Priority date: 1988-09-19
Filing date: 1988-09-19
Publication date: 1991-11-23

Abstract

Изобретение касаетс исследований свойств поверхности соприкасающихс фаз порода-нефть-вода и предназначено дл определени смачиваемости нефтесодер- жащих пород. Целью изобретени вл етс повышение достоверности определени смачиваемости путем исключени вли ни смачиваемости наружной поверхности образца породы на результаты измерений. Цель достигаетс за счет того, что нефтью насыщают только часть образца через один его торец, а другую часть насыщают водой через другой торец образца до полной стыковки жидкостей в срединном его сечении. Дл этого по периметру этого сечени на поверхности образца образуют сток жидкостей , а устройство дл осуществлени способа снабжено сбросным кольцевым коллектором, эластична манжета выполнена двухсекционной, между ее секци ми на образце породы размещен сбросной кольцевой коллектор. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.The invention relates to the study of the properties of the surface of the contacting rock-oil-water phases and is intended to determine the wettability of oil-containing rocks. The aim of the invention is to increase the reliability of the determination of wettability by eliminating the influence of the wettability of the outer surface of a rock specimen on the measurement results. The goal is achieved due to the fact that with oil they saturate only a part of the sample through one of its ends, and the other part is saturated with water through the other end of the sample until the liquids are completely joined in its middle section. To do this, along the perimeter of this section, a drain of liquids forms on the sample surface, and a device for carrying out the method is provided with a waste ring collector, the elastic cuff is made in two sections, between its sections on the rock sample there is a waste ring collector. 2 sec. f-ly, 1 ill.

Description

Изобретение относитс к исследовани м свойств поверхности соприкасающихс фаз порода - нефть - вода и предназначено дл определени смачиваемости нефтесо- держащих пород.The invention relates to the study of the properties of the surface of the contacting phases of the rock - oil - water and is intended to determine the wettability of oil-bearing rocks.

Целью изобретени вл етс повышение достоверности определени смачиваемости путем исключени вли ни смачиваемости наружной поверхности образца породы на результаты определений.The aim of the invention is to increase the reliability of the wettability determination by eliminating the influence of the wettability of the outer surface of a rock specimen on the results of the determinations.

На чертеже изображено устройство дл осуществлени способа, разрез.The drawing shows a device for carrying out the method, a slit.

Устройство имеет корпус 1, двухсекционную эластичную манжету 2 под образец 3 породы, сбросной кольцевой коллектор 4, прессы 5-7 соответственно дл насыщени образца водой (одной части образца), нефтью (другой части образца) и дл создани давлени гидрообжима, вакуумный насос (не показан) со смотровой камерой 8, мерные цилиндры 9 и 10, вентили 11-16 и манометры 17-20.The device has a housing 1, a two-section elastic cuff 2 for sample 3 rocks, a waste ring collector 4, presses 5-7, respectively, to saturate the sample with water (one part of the sample), oil (another part of the sample) and to create a hydrojump pressure, a vacuum pump (not shown) with an inspection chamber 8, measuring cylinders 9 and 10, valves 11-16 and pressure gauges 17-20.

Устройство, обеспечивающее реализацию способа, работает следующим образом .A device that provides an implementation of the method works as follows.

На высушенный до посто нного веса образец 3 породы одевают сбросной кольцевой коллектор 4 и помещают его в эластичную двухсекционную манжету 2, скрепл ют винтами и устанавливают в корпусе устройства, герметизируют и создают внешнее давление гидрообжима на образец с помощью пресса 7. При открытом вентиле 13 вакуумируют систему, после чего открывают вентили 12 и 15 дл насыщени образца водой из емкости 10 и нефтью из емкости 9 при вакуумировании вакуум-насосом через смотровую камеру 8. В случае низкой проницаемости образца породы вентили 12 и 15 закрывают, а вентили 11 и 14 открывают и осуществл ют насыщение образца водой и нефтью под давлением с помощью прессов 5 и 6 при одновременном вакууми- ровании до по влени воды и нефти в смотровой камере 8. После этого вентиль 13 закрывают и осуществл ют донасыщение образца до полного выравнивани давлений , измер емых манометрами 18-20. Затем , открыв вентили 12,13 и 15, сбрасывают давление в образце породы и системе трубопроводов , Затем, перекрыв вентиль 13, создают услови дл осуществлени контролируемого процесса самопроизвольного вытеснени нефти водой. Уровень воды в мерном цилиндре 10 понижаетс , а нефти в мерном цилиндре 9 повышаетс на одну и ту же величину. Если порода окажетс гидрофобной , то все наоборот - вода вытесн етс и ее уровень в мерном цилиндре 10 повышаетс .The rock sample 3, dried to constant weight, is put on a waste ring collector 4 and placed in an elastic two-section cuff 2, fastened with screws and installed in the device body, sealed and pressurized external pressure is applied to the sample using a press 7. When valve 13 is open, vacuum is applied the system, after which the valves 12 and 15 are opened to saturate the sample with water from the tank 10 and oil from the tank 9 when evacuating with a vacuum pump through the viewing chamber 8. In the case of low permeability of the rock sample, valves 12 and 1 5 are closed, and valves 11 and 14 are opened and the sample is saturated with water and oil under pressure using presses 5 and 6 while evacuating at the same time until water and oil appear in the viewing chamber 8. After that, valve 13 is closed and saturated the sample until the pressure is completely equalized, as measured by pressure gauges 18-20. Then, opening the valves 12, 13 and 15, relieve the pressure in the rock sample and the piping system. Then, closing the valve 13, create conditions for the controlled process of spontaneous displacement of oil by water. The water level in the measuring cylinder 10 decreases, and the oil in the measuring cylinder 9 rises by the same amount. If the rock turns out to be hydrophobic, then the opposite is true - the water is displaced and its level in the measuring cylinder 10 rises.

Способ осуществл ют следующим образом.The method is carried out as follows.

Дл оценки степени смачиваемости породы измер ют величины объемов нефти и воды, вышедшие в образец при его насыщении , и вытесненного объема нефти или воды из образца породы в мерный цилиндр 9 или 10 под действием капилл рных сил, а образец извлекают из устройства, взвешивают, выполн ют контрольное определение содержани воды в нем (например, экстракци- онно-дистилл ционным способ.ом) и рассчитывают коэффициент капилл рного вытеснени нефти водой или воды нефтью, по величине которого суд т о степени смачиваемости образца породы водой или нефтью . Дл исключени возможности, неконтролируемого самопроизвольного капилл рного вытеснени одной жидкости другой, в зоне их контакта при насыщении образца жидкост ми на поверхности образца по окружности срединного его сечени поддерживают вакуум, обеспечивающий выход обеих жидкостей наружу по достижении ими этого сечени . Вакуумирование прекращают после по влени жидкостей на выходе из срединного сечени , а давление нагнетани жидкостей через оба торца образца (которое устанавливают на полтора- два пор дка выше характерного дл данной породы капилл рного давлени ) поддерживают посто нным еще е течение некоторого времени - до полного выразнмаани давлени на входных торцах образца и в среднем его сечении.To assess the wettability of the rock, the volumes of oil and water released into the sample at its saturation and the displaced volume of oil or water from the rock sample into the measuring cylinder 9 or 10 are measured by capillary forces, and the sample is removed from the device, weighed, performed A control determination of its water content (for example, an extraction-distillation method) takes place and the capillary displacement of oil by water or water by oil is calculated, based on the value of which the wettability of the rock sample is measured by water or water. by oil. To eliminate the possibility of uncontrolled spontaneous capillary displacement of one liquid by another, in the zone of their contact when the sample is saturated with liquids on the surface of the sample around the circumference of its middle section, a vacuum is maintained to ensure that both liquids exit to the outside of the section. The evacuation is stopped after the appearance of liquids at the outlet of the middle section, and the liquid injection pressure through both ends of the sample (which is set one and a half to two times higher than the capillary pressure characteristic of this rock) is kept constant for some time until complete pressure on the inlet ends of the sample and its average cross section.

Пример. Образец нижнемелового алевролита диаметром 30 мм и длиной 90 мм с пористостью 14% и газопроницаемостью 3 х мкм высушен до посто нногоExample. A sample of Lower Cretaceous siltstone with a diameter of 30 mm and a length of 90 mm with a porosity of 14% and a gas permeability of 3 x μm is dried to a constant

веса. При насыщении образца водой и керосином (моделью нефти) с помощью прессов 5 и 6 и вакуумировани его при открытом вентиле 13 вода достигает срединного сечени через 15 мин, а керосин - через 27 мин,weight. When the sample is saturated with water and kerosene (oil model) using presses 5 and 6 and evacuating it with valve 13 open, water reaches the middle section after 15 minutes, and kerosene after 27 minutes,

0 что отмечено по моменту по влени этих жидкостей в смотровой камере 8. После этого вентиль 13 закрывают и через 1 мин дав-г ление в образце стабилизируетс - все три манометра 18-20 показали одно давление0 what is noted at the time of the occurrence of these liquids in the viewing chamber 8. After that, the valve 13 is closed and after 1 min the pressure in the sample stabilizes - all three pressure gauges 18-20 showed one pressure

5 10 МПа. Образец полностью насыщен. Замеренные с помощью прессов 5 и 6 обьемы воды и керосина, вошедшие в образец при насыщении, соответственно 4,53 и 4,37 см . Затем открывают вентили 12 и 15иустанав0 ливают уровни жидкостей в мерных цилиндрах 9 и 10 на нулевых отметках дл измерени объемов керосина и воды, непосредственно участвующих в процессе са- мопроизвольногокапилл рного5 10 MPa. The sample is completely saturated. Measured with the help of presses 5 and 6 volumes of water and kerosene, included in the sample at saturation, respectively, 4.53 and 4.37 cm Valves 12 and 15 are then opened to set the fluid levels in the measuring cylinders 9 and 10 at zero marks to measure the volumes of kerosene and water directly involved in the spontaneous capillary process.

5 взаимовытеснени . Этот объем равен 1,41 см . Определенное экстракционно-ди- стилл циониым способом содержание воды в образце после завершени процесса капилл рного вытеснени керосина водой5 mutual suppression. This volume is 1.41 cm. The water content in the sample determined by the extraction-distillation method after the completion of the capillary process of replacing kerosene with water

0 5,85 см3, что практически совпадает с результатами измерени , выполненного с помощью прессов 5 и 6 и мерных цилиндров 9 и 10. Коэффициент самопроизвольного капилл рного вытеснени керосина водой0 5.85 cm3, which practically coincides with the results of measurements made with the help of presses 5 and 6 and measuring cylinders 9 and 10. The coefficient of spontaneous capillary displacement of kerosene by water

5 33%. Значит, исследованный образец алевролита по предлагаемому способу можно отнести к гидрофильным с высокой степенью смачиваемости.5 33%. So, the investigated sample of siltstone by the proposed method can be attributed to hydrophilic with a high degree of wettability.

Claims

Claim 1. Method for determining the selective wettability of a rock sample, including saturating the sample under pressure with oil, measuring its quantity,

5 supplying water to a saturated rock, measuring the amount of oil displaced from a rock specimen by capillary forces, and calculating the capillary displacement of oil by water, judging from the magnitude of which the degree of wettability of the rock is judged

0 with water, characterized in that, in order to increase the reliability of the determination by eliminating the influence of the wettability of the outer surface of the rock sample on the results of the determinations, only part of the sample is saturated with oil through oil. one of its ends, and the other part of it is saturated with water through the other end of the sample until the water and oil are completely joined in its middle section, and along the perimeter of this

sections on the surface of the sample form a drain of water and oil.

2. An apparatus for determining the selective wettability of a rock specimen, containing an elastic cuff for a rock specimen placed in a housing connected by pipelines and valves with a press to create a hydro-pressing pressure, with presses for saturating the specimen with water and oil, with measuring cylinders for measuring volumes of water and oil displaced, with a vacuum pump with an inspection chamber, characterized by

0

The fact that, in order to supply water to the rock saturated with oil outside the outer surface of the rock sample and to ensure the matching of liquids in a given mid-section of the rock sample, the device case is made of two halves and provided with a waste ring collector fixed between these body halves with a vacuum pump and mounted on an elastic cuff, made of two sections, and a waste ring collector made in the form of a profiled washer with a channel.