- МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНОЙ ВОДОНАСЫЩЕННОСТИ
- Методы определения остаточной водонасыщенности.
- СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНОЙ ВОДОНАСЫЩЕННОСТИ И ДРУГИХ ФОРМ СВЯЗАННОЙ ВОДЫ В МАТЕРИАЛЕ КЕРНА Российский патент 2013 года по МПК G01N27/02 G01N27/12
- Описание патента на изобретение RU2502991C1
- Похожие патенты RU2502991C1
- Иллюстрации к изобретению RU 2 502 991 C1
- Реферат патента 2013 года СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНОЙ ВОДОНАСЫЩЕННОСТИ И ДРУГИХ ФОРМ СВЯЗАННОЙ ВОДЫ В МАТЕРИАЛЕ КЕРНА
- Формула изобретения RU 2 502 991 C1
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНОЙ ВОДОНАСЫЩЕННОСТИ
Получению точных данных о водонасыщенности мешает загрязнение кернов промывочным раствором, особенно если промывочная жидкость имеет водную основу. Большинство пород-коллекторов гидрофильны, и содержащаяся в породе вода разбавляется или частично вымывается промывочным раствором. Чтобы выяснить степень замещения и вымывания остаточной воды и из кернов, при колонковом бурении применялись индикаторы: ацетон, мышьяк, пропанол, глюкоза, текстроза, обработанная октанолом. для предотвращения брожения, и др. Однако удалось только выявить загрязнение кернов фильтратом бурового раствора, которое особенно увеличивалось в сильно проницаемых кернах.
Р. Шильзиус (1938) предложил применять при бурении промывочные жидкости на нефтной безводной основе, считая, что они не оказывают влияние на содержание связанной воды в породе. Исключение составляют только весьма проницаемые коллекторы, из которых вытесняется часть воды вследствие инфильтрации нефти из раствора.
Исходя из предположения, что в процессе добычи нефти связанная вода остается неподвижной, считается маловероятной возможность вытеснения нефтью воды, содержащейся в породе, при выбуривании кернов с применением нефти. В результате поставленного эксперимента доказано, что в процессе бурения с применением раствора на нефтяной основе водонасыщенность изменяется очень мало и может при анализе отобранных кернов рассматриваться как начальная водонасыщенность породы.
Подавляющее большинство залежей газа и нефти содержит воду только в пленочном и капиллярном — связанном состояниях. Существующие прямые и косвенные методы рассчитаны на суммарное опреде
ление этих форм воды.
С помощью соответствующих приборов определяют содержание воды в образце и общую потерю веса образца после экстрагирования и высушивания.
Сумма коэффициентов насыщенности породы нефтью, водой и газом равна единице, поэтому газонасыщенность определяется по разности. Количество нефти, содержащейся в образце, определяют вычитанием веса извлеченной воды из общей потери в весе.
Водонасыщенность образца породы методом перегонки определяют дистилляционными методами Дива и Старка (образец погружен в кипящий растворитель), Закса, Юстера, Сокслета, Ролла и Талиаферро (образец установлен над кипящим растворителем). Растворителем служит ксилол, толуол. В приборе Дина и Старка после окончания дистилляции воды патрон вместе с образцом переносят в сокслет для окончательной экстракции нефти.
При методах С. Юстера (1944), С. JI. Закса (1947) дистилляция и полное экстрагирование осуществляются в одном аппарате, без переноса патрона с образцом в сокслет. При исследовании крупных образцов керна, содержащих 5-10 см 3 воды, последние методы дают точность определения: до 2 %. По разности весов до и после экстракции определяют суммарную насыщенность образца водой и нефтью. Из полученной суммарной насыщенности путем вычитания веса отогнанной воды находят вес нефти, а затем делением этого веса на ее плотность определяют объем. Из полученных данных можно подсчитать водонефтенасыщенностъ в процентах к поровому пространству.
Коэффициентом водонасыщенности q называется отношение соответственна объема воды, содержащихся в поровом пространстве породы, к объему пор Vп выраженное в процентах.
Определение насыщенности проводят с помощью аппаратов Дина и Старка, а также Закса.
ПРЯМЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДОНАСЫЩЕННОСТИ КОЛЛЕКТОРОВ
При определении и водонасыщенности прямым методом объектом испытания могут быть образцы пород, отобранные при бурении из необводненного продуктивного горизонта (интервала горизонта) при использовании в качестве промывочной жидкости растворов на нефтяной основе (РНО) или растворов, нефильтрующихся в пористую среду. Образцы должны быть надёжно законсервированы непосредственно на буровой и доставлены в лабораторию с соблюдением предосторожностей.
Необходимая аппаратура и принадлежности
|
Аппарат Закса (ЛП-4), аналитические весы, букс, толуол.
|
Рис. 3.1. Аппарат Закса |
Аппарат Закса (рис. 3.1) состоит из колбы (4), стеклянной ловушки (2), калиброванной но 10 см 3 , стеклянного холодильника и стеклянного цилиндра (3) с дном из пористого стекла (фильтра). Колба, ловушка и холодильник тщательно прищлифовываются друг к другу для устранения утечки паров растворителя через места соединения. В процессе работы цилиндр с керном помещают в горловину колбы на специальные выступы. В верхней части цилиндра имеются два отверстия, в которых закрепляют проволочную дужку для удобства извлечения цилиндра из колбы.
Порядок работы
Разгерметизированный образец керна и очистив его от раствора и шлама, из серединной части керна откалывают кусок произвольной формы и помещают его в бокс, чтобы избежать испарения жидкости с поверхности образца. Если после определения — и водонасыщенности планируется использовать именно этот же кусок керна для других видов исследования, то тогда готовится специальный образец. Для этого из керна с помощью алмазной коронки и с использованием машинного масла высверливается образец цилиндрической формы. Путём взвешивания образца в бюксе, а затем отдельно бюкса определяют массу образца с точностью до 0,001 г. Помешают образец в цилиндр. Наливают в колбу (до половины) толуол и установив цилиндр с образцом в горловину, собирают прибор.
Подключают холодильник к воде, (вода поступает снизу вверх) и включают электропечь. Подогрев колбы регулируют таким образом, чтобы образец породы всё время был погружен в растворитель и вместе с тем растворитель не переливался через край цилиндра.
Вода, находящаяся в поровом пространстве образца, в процессе перегонки скапливается в ловушке и анализ считается законченным, когда дальнейшее увеличение объёма воды не наблюдается. Растворитель, находящийся над уровнем воды в ловушке, становится совершенно прозрачным.
Капли воды в случае их конденсации в трубке холодильника поступают в ловушку, а затем измеряется объем выделившейся из образца воды.
В отдельных случаях (при слабопроницаемых породах с осмолившейся нефтью) по окончании дистилляции воды рекомендуется, удалив толуол из колбы, произвести дополнительную экстракцию четырёххлористым углеродом.
После окончания экстрагирования печь выключают, растворителю из цилиндра дают стечь. Цилиндр с образцом извлекают и высушивают в термостате до постоянной массы. Объём нефти в образце определяют из выражения:
Коэффициент нефтенасыщенности в долях единицы будет равен:
Кн — Vh Yo / Мп М 2— (3.2)
Коэффициент водонасыщенности в долях единицы будет равен:
Кв = Vb Yo / Мп М 2. (3.3)
В формулах (3.1) — (3.3) используются следующие обозначения:
Vн — объём нефти в образце, см 3 ;
Кн — коэффициент нефтенасыщенности, доли единиц;
Кв — коэффициент водонасыщенности, доли единицы;
Vв — объем воды, выделившегося из образца, см J ;
M1 — масса образца насыщенного нефтью, водой, г;
М2 — масса экстрагированного и высушенного образца, г;
Yн — плотность нефти, г/см 3 ;
Yb — плотность воды, г/см 3 ;
Yo — кажущая плотность породы, г/см 3 ;
Мп — полная пористость, доли единицы.
Расчёт коэффициентов производится с точностью до 0,001.
1. Назовите виды воды, насыщающей поровое пространство горной породы?
2. Какую воду относят к остаточной воде?
3. Какими факторами обусловлена неподвижность воды в поровом пространстве горной породы?
4. Какие методы моделирования и определения остаточной водонасыщенности коллекторов нефти и газа Вы знаете?
Источник
Методы определения остаточной водонасыщенности.
Наиболее достоверные результаты определения количества остаточной воды в породе получают при анализе кернового материала, выбуренного с применением растворов, приготовленных на нефтяной основе. Предполагается, что при подъеме керна на поверхность и в процессе транспортировке его существенных изменений количества остаточной воды не происходит. Во избежание испарения воды образцы поднятого керна обычно парафинируют или перевозят в закрытых сосудах под слоем нефти. Содержание остаточной воды определяется путем экстрагирования образцов в приборе Дина и Старка или в приборах С.Л. Закса (ЛП-4), где водо–нефте-газонасыщенность породы определяется по массе образца до и после.
Так как в большинстве случаев пласт вскрывается водными глинистыми растворами, предложены косвенные методы оценки количества остаточной воды. Один из них — хлоридный метод, основанный на относительном постоянстве солености связанной воды в пределах коллектора, которая обусловлена, главным образом, содержанием хлоридов. Если известна соленость остаточной воды, по содержанию ионов хлора в образце, удается определить количество остаточной воды.
Поскольку хлоридным методом можно определить содержание лишь одного иона, то содержание других ионов устанавливается методом электропроводности – по солености воды, полученной после экстрагирования измельченного керна, путем изменения его электропроводности.
Для приближенной оценки объема остаточной воды широко применяется метод полупроницаемых мембран (перегородок). Используется прибор, с помощью которого, по определенным данным, строится кривая зависимости: капиллярное давление – водонасыщенность. Этот метод определения остаточной водонасыщенности очень трудоемок, т.к. в естественных условиях проницаемость пород в залежи изменяется в широких пределах. Необходимо кривые зависимости: капиллярное давление, водонасыщенность, строить по большому числу кернов, затем получить усредненную кривую для пласта по средней проницаемости породы и уже по этой средней кривой оценивают среднюю остаточную водонасыщенность исследуемого пласта.
Быстро и просто остаточная водонасыщенность определяется методом центрифугирования.
Образец, насыщенный водой, помещается в центрифугу и подвергается действию центробежных сил, под влиянием которых вода выбрасывается в градуированную ловушку. Измеряя количество выделившейся жидкости как функцию частоты вращения ротора, можно построить зависимость капиллярное давление – водонасыщенность. Затем регистрируют среднюю установившуюся водонасыщенность образца, соответствующую каждой ступени частоты вращения ротора центрифуги.
Диэлектрические методы – основаны на различии диэлектрических свойств воды с одной стороны и нефти, газа, породы- с другой. Существуют две разновидности диэлектрического метода: емкостной, когда используется зависимость емкости конденсатора от водонасыщенности и метод диэлектрических потерь, основанный на изменении потерь электромагнитной энергии в образце.
Радиометрические методы , в частности метод радиоактивных индикаторов и метод, основанный на абсорбции рентгеновского излучения. Метод радиоактивных индикаторов — излучения от индикатора добавленного в нефть или воду, при их фильтрации через пористую среду. Метить можно и воду и нефть, что позволяет определить насыщенность при трехфазной фильтрации нефти, воды и газа.
Развитием методов основанных на поглощение рентгеновского излучения, является метод компьютерной томографии. Суть этого метода заключается в просвечивание образца под разными углами. И построении номограммы графического отображения участков пористой среды. Обладающей различной поглощающей способностью. Этот метод имеет недостатки: требуются специальные меры защиты и дорогостоящие оборудование.
Источник
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНОЙ ВОДОНАСЫЩЕННОСТИ И ДРУГИХ ФОРМ СВЯЗАННОЙ ВОДЫ В МАТЕРИАЛЕ КЕРНА Российский патент 2013 года по МПК G01N27/02 G01N27/12
Описание патента на изобретение RU2502991C1
Предлагаемый способ относится к контрольно-измерительной технике и предназначен для использования в нефтедобывающей промышленности для исследования пластов, определения их остаточной водонасыщенности, для оперативного контроля влажности на нефтепромысловых скважинах. Изобретение может быть использовано как в полевых условиях, так и в промысловых и научно-исследовательских лабораториях для разработки технологий увеличения нефтеотдачи пластов и при подсчете запасов нефти и газа, а также при оперативном контроле за разработкой нефтяных месторождений.
Известно использование для определения водонасыщенности керна метода выпаривания, который включает в себя выпаривание воды из образца в герметичной камере, соединенной с холодильником. Пары воды конденсируются в холодильнике, а сконденсированная вода собирается в мерную бюретку, вес или заполненный объем которой дают информацию о степени водонасыщенности керна [Поляков Е.А. Методика изучения физических свойств коллекторов нефти и газа. — М.: Недра, 1981. — С.116]. Данный метод не позволяет параллельно с измерением водонасыщенности керна выделять энергетически различные категории связанной воды, в частности остаточную водонасыщенность керна.
Известен термогравиметрический метод определения водонасыщенности, реализуемый с применением дериватографа. В отличие от сушки образцов в термостате эта установка позволяет получать кривые дегидратации образца керна, по которым можно оценить кинетику удаления воды и определить содержание различных типов воды при ступенчатом повышении температуры, а затем рассчитать соответствующие коэффициенты водонасыщенности керна, т.е. выделить энергетически различные категории связанной воды. Однако метод характеризуется значительной сложностью реализации, требует дорогого оборудования и не подходит для проведения измерений в полевых условиях [Уэндландт У. Термические методы анализа. Пер. с англ. под ред. В.А.Степанова и В.А.Бернштейна. — М.: Мир, 1978. — 526 с.].
Остаточную водонасыщенность керна обычно определяют методом центрифугирования [Гороян В.И., Коцеруба Л.А. Опыт определения остаточной водонасыщенности пород-коллекторов с помощью центрифуги со стробоскопом. // Тр. ВНИГНИ, 1974. — Вып.156. — С.82-85.], но это требует проведения дополнительных исследований. Центрифугирование увлажненного образца керна позволяет избавить его от излишней влаги, вплоть до границы остаточной водонасыщенности. Это связано с тем, что при небольшой водонасыщенности остаточная вода прочно удерживается в мелких и тупиковых порах, в узких местах контактов зерен, не участвующих в фильтрации жидкостей, а также в виде неподвижных местных пленок и микрокапель находится на поверхности породы. Количество остаточной воды можно определить весовым методом, путем взвешивания образца до и после его высушивания. Метод также характеризуется значительной сложностью реализации.
Известен также метод определения остаточной водонасыщенности газонефтесодержащих пород по кривым изотермической сушки образцов керна [Танкаева Л.К. Исследование метода определения остаточной водонасыщенности газонефтесодержащих пород по кривым изотермической сушки образцов керна. // Геология и разведка газовых и газоконденсатных месторождений, 1969. — №4.]. Метод заключается в снятии и использовании изотерм сорбции и десорбции для исследуемых образцов керна. На фиг.1 приведена схема классификации состояния влаги в материале с точки зрения процесса сушки (десорбции). На кривой равновесной влажности образца ОАБС можно выделить три участка, имеющих различную крутизну и проходящих через точки перегиба. В теории сушки [Гинсбург А.С. Сушка пищевых продуктов. — М.: Пищепромиздат, 1960. — С.84.] показано, что эти участки соответствуют энергетически различным категориям связанной воды. Участок OA соответствует мономолекулярной адсорбции (остаточной водонасыщенности керна), участок АБ — область полимолекулярной адсорбции, участок БС соответствует влаге микрокапилляров, W — равновесная влажность материала, φ — относительная влажность воздуха, %.
Метод весьма информативен, однако он отличается сложностью реализации и не может быть использован в полевых условиях.
Известен способ определения удельного электрического сопротивления твердых горных пород постоянному току (ГОСТ 25494-82. «ПОРОДЫ ГОРНЫЕ. Метод определения удельного электрического сопротивления».) Способ устанавливает методику определения удельного электрического сопротивления постоянному току для оценки состояния массивов горных пород и элементов горных выработок. Сущность метода заключается в определении величины электрического сопротивления образца горных пород постоянному току через 3 с после наведения в нем поля при двухэлектродной схеме измерений с охранным электродом и расчета по этим данным удельного электрического сопротивления р для образцов горных пород. Метод рекомендуется использовать также для проведения геофизических исследований, в том числе для определения водонасыщенности кернового материала. Недостатком метода является то, что гальванический контакт между электродами и пластовой жидкостью, содержащейся в керне, приводит к возникновению электродной поляризации и связанных с ней ошибок измерений. Материал электродов также оказывает сильное влияние на характер поляризации и результаты измерений. Метод распространяется на твердые горные породы, он имеет преимущества при скоростных массовых определениях удельного электрического сопротивления горных пород, однако за счет влияния поляризации обеспечивает невысокую точность (до 40% от среднего значения) и не позволяет выделять энергетически различные категории связанной воды, в частности остаточную водонасыщенность керна.
Наиболее близким по технической сущности является способ определения водонасыщенности керна, включающий приготовление образца из керна, экстракцию и высушивание образца, моделирование пластовых условий в образце керна, фильтрацию минерализованной воды через образец керна и последовательное измерение в процессе фильтрации промежуточных значений тока, проходящего через образец при подаче на него переменного напряжения, построение калибровочной зависимости значения электрического сигнала от водонасыщенности образца керна [ОСТ 39-235-89. Нефть. Метод определения фазовых проницаемостей в лабораторных условиях при совместной стационарной фильтрации]. Измерения тока проводятся на частоте 0,5-2 кГц.
Основным недостатком этого способа является то, что он за счет возникновения низкочастотной электродной поляризации, имеющей место при этих частотах (0,5-2 кГц), и связанных с ней ошибок измерений не позволяет выделить энергетически различные категории связанной воды.
Недостатком способа является высокая погрешность, обусловленная необходимостью использования при его реализации контактирующих с образцом электродов, и вследствие этого влияние степени прижима электрического контакта к поверхности керна на величину полезного сигнала.
Задачей изобретения является создание достаточно простого способа определения водонасыщенности керна, позволяющего за счет повышения точности измерений выделить энергетически различные категории связанной воды, в частности остаточную водонасыщенность керна.
Еще одной задачей изобретения является расширение области применения разрабатываемого способа.
Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений и упрощение процесса определения остаточной водонасыщенности керна с одновременным расширением области применения разрабатываемого способа, в частности и других форм связанной воды в материале керна.
Технический результат достигается тем, что в способе определения водонасыщенности керна и других форм связанной воды в материале керна, включающем приготовление образца из керна, экстракцию и высушивание образца, моделирование пластовых условий в образце керна, фильтрацию минерализованной воды через образец керна и последовательное измерение в процессе фильтрации промежуточных значений тока, проходящего через образец при подаче на него переменного напряжения, построение зависимости значения электрического сигнала от водонасыщенности образца керна, при этом дополнительно, согласно изобретению, перед измерениями керн изолируют тонкой диэлектрической оболочкой и помещают между электродами емкостной измерительной ячейки, а значения тока, проходящего через образец при различных значениях водонасыщенности (от 0 до 100%), определяют методом бесконтактной высокочастотной кондуктометрии, например методом нелинейного неуравновешенного моста, питаемого высокочастотным напряжением с частотой 2-10 МГц, на полученной зависимости значений электрического сигнала от водонасыщенности образца керна выделяют три области с различными значениями крутизны подъема графика с ростом водонасыщенности, а границы энергетически различных категорий связанной воды в керне, в том числе остаточной водонасыщенности, определяют как точки перегиба между упомянутыми областями с различными значениями крутизны сигнала.
По сравнению с прототипом заявленный способ имеет отличительную особенность в совокупности действий и параметров, обеспечивающих эти действия.
На фиг.2 и 3 представлены чертежи устройства, реализующего предлагаемый способ определения остаточной водонасыщенности и других форм связанной воды в материале керна. На фиг.2 представлена емкостная бесконтактная ячейка для определения водонасыщенности керна. На фигуре цифрами обозначены: 1, 2 — электроды емкостной ячейки; 3 — диэлектрическая оболочка; 4 — керновый материал. Исследуемый керн 4 заключен в диэлектрическую оболочку 3, поверх которой расположены полуцилиндрические электроды 1 и 2, имеющие одинаковую площадь.
В качестве устройства для реализации предлагаемого способа определения остаточной водонасыщенности и других форм связанной воды в материале керна используется высокочастотный кондуктометрический мост, электрическая схема которого изображена на фиг.3. Емкостная ячейка для измерения электрической проводимости жидкости С включается в состав моста. Мост запитывается от генератора высокой частоты Г1, регистрация тока рассогласования моста производится по постоянному току с помощью микроамперметра µА. Особенности работы схемы моста описаны в [Заринский В.А., Ермаков В.И. Высокочастотный химический анализ. — М.: Наука, 1970. — 200 с.].
Способ определения остаточной водонасыщенности и других форм связанной воды в материале керна реализуется на установке следующим образом. Исследуемый керн подвергается экстракции и последующему высушивание образца, после чего он изолируется тонкой диэлектрической оболочкой и помещается в описанную ячейку для определения водонасыщенности керна. Ячейка для измерения электрической проводимости керна включается в состав моста. Измерение влагосодержания в образце керна проводится методом неуравновешенного моста. Дозированное увлажнение керна изменяет его влагосодержание от 0 до 100%, при этом изменяется значение полного сопротивления измерительной ячейки и увеличивается сигнал рассогласования моста, который регистрируется с помощью чувствительного измерительного прибора — микроамперметра µА. По полученным результатам проводится построение зависимости значения электрического сигнала от водонасыщенности образца керна, по которой определяют остаточную водонасыщенность и другие формы связанной воды исследуемого образца керна.
Для определения остаточной водонасыщенности и других форм связанной воды в материале керна нами использован метод высокочастотной кондуктометрии. Кондуктометрия — это совокупность электрофизических методов анализа, основанных на измерении электропроводности растворов. Методы кондуктометрии делятся на контактные методы переменного тока низкой частоты и бесконтактные методы переменного тока высокой частоты. Нами использован бесконтактный кондуктометрический метод переменного тока высокой частоты.
На фиг.4 представлено семейство зависимостей выходного сигнала кондуктометрического моста по постоянному току (ток рассогласования моста) от частоты генератора питающего напряжения. В качестве параметра у каждой кривой указано влагосодержание в мл воды на 100 г кернового материала. Графики снимались при фиксированном значении выходного напряжения высокочастотного генератора.
На фиг.5 представлено семейство градуировочных зависимостей выходного сигнала кондуктометра (ток рассогласования моста) от влагосодержания (на 100 г кернового материала), снятое при четырех значениях фиксированных частот генератора высокой частоты. Графики построены по данным фиг.4, при этом «0» каждого графика определялся для каждой кривой по нулевому влагосодержанию керна (нижняя кривая фигуры 4).
Из фиг.5 следует, что на полученных графиках можно выделить три области — начальную OA (0-4 мг), среднюю АБ (4-11 мг) и верхнюю БС (11-24,5 мг). Выделенные области отличаются различной крутизной и соответствуют различным формам связи влаги с материалом керна. Различные по своей природе физические явления часто изображаются одинаковыми по виду графиками и описываются одинаковыми по виду дифференциальными уравнениями, отличающимися лишь входящими в них символами и линейными коэффициентами. Такие явления рассматриваются в теории подобия и могут быть использованы при моделировании более сложных процессов с помощью менее сложных. Нами было показано, что полученные нами зависимости выходного сигнала кондуктометрического моста I=f(W) от водонасыщенности керна по форме повторяют изотермы сорбции и десорбции кернового материала W=f(I) (См. фиг.1 и 5). Эти графики имеют характерный повторяющийся вид, на них можно выделить три участка с различной крутизной, плавно переходящих друг в друга. Ось абсцисс у этих графиков имеет одни и те же координаты — равновесную влажность или водонасыщенность кернового материала. Таким образом, при сопоставлении этих графиков на них могут быть выделены три области, соответствующие различным состояниям влаги в материале с точки зрения процессов сушки, это участки OA — область мономолекулярной адсорбции (остаточная водонасыщенность), АБ — полимолекулярная адсорбция, БС — влага микрокапилляров.
При анализе полученных данных выделены три этапа образования сквозных капиллярных каналов электропроводности сквозь толщу кернового материала, которые сопоставлены с разными формами связи влаги с материалом керна.
Положение каждой из точек перегиба между упомянутыми областями с различными значениями крутизны сигнала можно определить геометрическим путем, найдя точку пересечения касательных, проведенных к участкам с различной крутизной, и проведя из этой точки перпендикуляр к графику функции I=f(W). На фиг.6 показан пример нахождения точек перегиба А и Б для двух графиков функций I=f(W), соответствующих двум образцам кернов. Находятся точки пересечения касательных а и б, проведенных к участкам с различной крутизной этих графиков, и проводятся из этих точек перпендикуляры аА и бБ к графикам упомянутых функций. Координаты точек А и Б будут соответствовать значениям остаточной водонасыщенности для материалов каждого из двух кернов.
Точку перегиба также можно найти, если функцию I=f(W) дважды графически продифференцировать в окрестностях этой точки. В точке перегиба функции значение второй производной равно нулю.
Проведенные исследования показали, что с помощью представленного метода можно быстро и с достаточной степенью точности измерять общее влагосодержание в керновом материале, а по значению тока и виду токовой кривой определять форму связи влаги с материалом, при этом предлагаемый способ и реализующая его установка могут быть использованы для проведения оперативных измерений влагосодержания в полевых и лабораторных условиях.
Преимуществами предлагаемого способа определения водонасыщенности керна являются повышение точности и информативности измерений с одновременным расширением области применения способа.
Повышение точности измерений водонасыщенности керна достигается за счет того, что при реализации метода отсутствует гальванический контакт между электродами и исследуемым раствором, который вызывает возникновение сложных электрохимических явлений электродной поляризации и сопровождается значительными погрешностями при измерениях. Точность измерений повышается примерно с 25% до 7%. Точность измерений при реализации способа достигается еще и за счет того, перед измерениями керн изолируют тонкой диэлектрической оболочкой, исключающей испарение поровой воды. Повышение информативности способа достигается за счет того, что при реализации способа появляется возможность по результатам измерений выделять энергетически различные категории связанной воды, в частности остаточную водонасыщенность керна.
Расширение области применения достигается за счет того, что предлагаемый способ не требует сложного оборудования и вполне может быть использован не только в лабораторных, но и в полевых условиях. При этом также обеспечивается быстрота определения водонасыщенности керна за счет высокой скорости проведения измерений.
Предлагаемый способ может найти применение в нефтедобывающей промышленности для исследования пластов, определения их остаточной водонасыщенности, для оперативного контроля влажности на нефтепромысловых скважинах, в практике заводских лабораторий, а также в лабораториях научно-исследовательских организаций.
Похожие патенты RU2502991C1
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДОНАСЫЩЕННОСТИ КЕРНА | 2011 |
| RU2484453C1 |
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ОСТАТОЧНОЙ ВОДОНАСЫЩЕННОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД | 2017 |
| RU2650706C1 |
СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАСЫЩЕННОСТИ ОБРАЗЦОВ ГОРНОЙ ПОРОДЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЗНАЧЕНИЙ НАЧАЛЬНОЙ И КОНЕЧНОЙ ВОДОНАСЫЩЕННОСТИ | 2012 |
| RU2505802C1 |
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОЙ ПОРИСТОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД | 2005 |
| RU2301993C1 |
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДОНАСЫЩЕННОСТИ КЕРНА | 2006 |
| RU2315978C1 |
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕФТЕНАСЫЩЕННОСТИ ПОРОДЫ | 2007 |
| RU2360233C1 |
СПОСОБ И СИСТЕМА ОПТИМИЗАЦИИ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ОБРАЗЦОВ ГОРНЫХ ПОРОД | 2019 |
| RU2725506C1 |
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ СВОЙСТВ ГОРНЫХ ПОРОД | 2014 |
| RU2582693C2 |
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ОБВОДНЕННОСТИ И СОСТАВА ПРИТОКА НЕФТЯНОЙ СКВАЖИНЫ | 2012 |
| RU2505676C2 |
Способ определения коэффициента извлечения нефти в режиме истощения в низкопроницаемых образцах горных пород | 2020 |
| RU2747948C1 |
Иллюстрации к изобретению RU 2 502 991 C1
Реферат патента 2013 года СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНОЙ ВОДОНАСЫЩЕННОСТИ И ДРУГИХ ФОРМ СВЯЗАННОЙ ВОДЫ В МАТЕРИАЛЕ КЕРНА
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для использования в нефтедобывающей промышленности для исследования пластов, определения их остаточной водонасыщенности, для оперативного контроля влажности на нефтепромысловых скважинах. Способ определения водонасыщенности керна и других форм связанной воды в материале керна включает приготовление образца из керна, экстракцию и высушивание образца, моделирование пластовых условий в образце керна, фильтрацию минерализованной воды через образец керна и последовательное измерение в процессе фильтрации промежуточных значений тока, проходящего через образец при подаче на него переменного напряжения, построение зависимости значения электрического сигнала от водонасыщенности образца керна, при этом дополнительно, согласно изобретению, перед измерениями керн изолируют тонкой диэлектрической оболочкой и помещают между электродами емкостной измерительной ячейки, а значения тока, проходящего через образец при различных значениях водонасыщенности (от 0 до 100%), определяют методом бесконтактной высокочастотной кондуктометрии, например методом нелинейного неуравновешенного моста, питаемого высокочастотным напряжением с частотой 2-10 МГц, на полученной зависимости значений электрического сигнала от водонасыщенности образца керна выделяют три области с различными значениями крутизны подъема графика с ростом водонасыщенности, а границы энергетически различных категорий связанной воды в керне, в том числе остаточной водонасыщенности, определяют как точки перегиба между упомянутыми областями с различными значениями крутизны сигнала. Изобретение обеспечивает повышение точности измерений и упрощение процесса определения остаточной водонасыщенности керна с одновременным расширением области применения разрабатываемого способа, в частности и других форм связанной воды в материале керна. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.
Формула изобретения RU 2 502 991 C1
1. Способ определения остаточной водонасыщенности и других форм связанной воды в материале керна, включающий приготовление образца из керна, экстракцию и высушивание образца, моделирование пластовых условий в образце керна, фильтрацию минерализованной воды через образец керна и последовательное измерение в процессе фильтрации промежуточных значений тока, проходящего через образец при подаче на него переменного напряжения, построение зависимости значения электрического сигнала от водонасыщенности образца керна, отличающийся тем, что дополнительно перед измерениями керн изолируют тонкой диэлектрической оболочкой и помещают между электродами емкостной измерительной ячейки, а значения тока, проходящего через образец при различных значениях водонасыщенности, определяют методом бесконтактной высокочастотной кондуктометрии, на полученной зависимости значений электрического сигнала от водонасыщенности образца керна выделяют три области с различными значениями крутизны подъема графика с ростом водонасыщенности, а границы энергетически различных категорий связанной воды в керне, в том числе остаточной водонасыщенности, определяют как точки перегиба между упомянутыми областями с различными значениями крутизны сигнала.
2. Способ определения остаточной водонасыщенности и других форм связанной воды в материале керна по п.1, отличающийся тем, что в качестве метода бесконтактной высокочастотной кондуктометрии используется метод нелинейного неуравновешенного моста, питаемого высокочастотным напряжением с частотой 2-10 МГц.
Источник