Файл: Методические указания к лабораторным работам для студентов направления 21. 03. 01.docx

Лабораторная работа№ 7. Определение остаточной нефтенасыщенности горных пород

Цель работы: определение остаточной нефтенасыщенности горных пород

Основные теоретические сведения:

Содержание флюидов в породе называется насыщенностью. Количественно содержание в породе нефти оценивается коэффициентом нефтенасыщенности. Это есть доля от объема открытых пор V_пор в образце, занятых нефтью V_н:

Коэффициент нефтенасыщенности:

, (15)

На рисунке 6 представлена схема установки для определения остаточной нефтенасыщенности горных пород.



Рис. 6 – Схема установки для определения остаточной нефтенасыщенности горных пород

Установка состоит из комплекта кернодержателей 8, с помещёнными в них пронумерованными образцами пород (3-5 штук). К кернодержателям через краны 6 с помощью водонагнетательной линии 5 присоединена напорная ёмкость 2, заполняемая перед опытом на ¾ водой. Избыточное давление воздуха над водой в ёмкости 2 создаётся компрессором 1 и контролируется манометром 3. Вытесняющая вода и вытесняемая из образцов породы «нефть» накапливается в мензурках 9.

Кернодержатель – капсула, в которую будет помещаться исследуемый образец керна – разборный.

Кернодержатель состоит из корпуса, на который навинчиваются крышки герметизирующими уплотнениями. В крышке имеется контрольное отверстие. Образец породы (керн) цилиндрической формы устанавливается внутрь корпуса с использованием герметизирующих уплотнений с обоих торцов керна.

Используемое оборудование и материалы:

Компрессор, штатив для установки, кернодержатель объёмом 45 см³.

Порядок выполнения лабораторной работы:

1. Измеряются геометрические размеры образцов керна;

2. Керны помещаются в кернодержатели

---

;

3. Установки собираются согласно схеме (Рис. 6);

4. Заполняется линия до кернодержателей водой. Для этого последовательно открываются герметизирующий винт (7) на кернодержателе и кран (6);

5. Кран (7) и крышка на баке закручиваются и, далее, включается компрессор и создается избыточное давление в 0,01-0,012 МПа.

6. Открываются краны доступа к кернодержателям;

7. Начинается фильтрация воды через кернодержатели и происходит процесс вытеснения нефти.

8. Все измеренные величины приводятся к единой системе единиц СИ и заносятся в таблицу 6. Строится графическая зависимость остаточной нефтенасыщенности отпроницаемости образцов керна.

Остаточная нефтенасыщенность. может быть рассчитана по формуле:

, (16)
Таблица 6

№ образца	Объем порового пространства образца керна, Vпор, см3	Объем вытесненной «нефти», Vн, см3	Остаточная нефтенасыщенность Sон, д.ед.	Проницаемость образца породы, Kпр ·10-15м2
1				162
2				300
3				552
4				1371
5				1542
6				1752
7				1852
8				2051

Вопросы для самопроверки и защиты лабораторной работы:

1. Перечислите основные элементы установки данной лабораторной работы для определения остаточной нефтенасыщенности горных пород.

2. Опишите порядок выполнения данной лабораторной работы.

3. Запишите формулу для определения остаточной нефтенасыщенности образца горной породы по результатам данной лабораторной работы.

---

4. Назовите категории насыщенности горных пород флюидами и запишите их формулы.

5. Дайте объяснение причин нелинейности графика зависимости остаточной нефтенасыщенности образцов горных пород от их проницаемости.

---

Лабораторная работа № 8. Определение коэффициента абсолютной проницаемости пород

Цель работы: определение коэффициента абсолютной проницаемости пород

Основные теоретические сведения :

Проницаемость - это способность горных пород пропускать через себя жидкости и газы.

Согласно закону Дарси существует однозначная линейная взаимосвязь между скоростью фильтрации флюида и градиентом пластового давления. Коэффициент пропорциональности в этой взаимосвязи и является характеристикой проницаемости пласта.

Проницаемость - структурно-чувствительное свойство пласта, поэтому проницаемость зависит от структуры порового пространства - эффективного размера пор, связанности поровой структуры, соотношения открытых и закрытых пор и т.д.

Экспериментальные исследования, базирующиеся на обобщенном законе Дарси, показали, что проницаемость зависит от особенностей физического и физико-химического взаимодействия системы минеральный скелет пласта – фильтрующийся флюид, от степени насыщения пласта фильтрующимися флюидами, от характера смачиваемости пласта, градиента давлений и от других факторов.

В соответствии с имеющимися экспериментальными данными проницаемость пласта дифференцируется на абсолютную и фазовую проницаемость, на фазовую проницаемость при неполном насыщении пласта фильтрующейся фазой и на относительную фазовую проницаемость, которая определяется как отношение фазовой проницаемости при неполном насыщении к абсолютной проницаемости.

Абсолютная проницаемость является физическим свойством. Абсолютная проницаемость зависит от микростроения пласта – структуры порового пространства, гранулометрического состава, удельной поверхности.

Под абсолютной принято понимать проницаемость пористой среды, которая определена при наличии в ней лишь одной какой-либо фазы, полностью насыщающей пласт, химически и физически инертной по отношению к скелету пласта. Важно отметить, что абсолютная проницаемость – свойство только скелета пласта. Поэтому абсолютная проницаемость не зависит от свойств фильтрующейся жидкости или газа и перепада давления, если нет взаимодействия флюидов с породой. На практике жидкости часто активно взаимодействуют с породой (глинистые

---

частицы разбухают в воде, смолы, содержащиеся в нефти, забивают поры). Поэтому для оценки абсолютной проницаемости обычно используется воздух или инертный газ.

Для определения абсолютной проницаемости горных пород существуют разнообразные приборы (установки). Однако принципиальные схемы их устройства одинаковы – все они состоят из одних и тех же основных элементов:

• кернодержателя с вмонтированным в него керном, позволяющего фильтровать флюид (жидкость или газ) через пористую среду;

• устройства для измерения давления на входе и выходе из керна (манометров);

• расходомеров;

• приспособлений, позволяющих создавать и поддерживать постоянный расход жидкости или газа через образец породы.

Приборы (установки) различаются лишь тем, что одни из них предназначены для измерения проницаемости при больших давлениях (моделирование пластовых условий), другие – при малых давлениях, а третьи – при вакуумировании. Одни приборы используются для определения проницаемости по воздуху (газу), другие по жидкости. Поэтому отдельные их узлы имеют соответственно различное конструктивное оформление.

При измерении абсолютной проницаемости пород по воздуху (газу) в формулу Дарси:

(17)

где k – проницаемость породы, м²; Q – объемный расход в единицу времени, м³/с; η – динамическая вязкость, Па·с; F – площадь фильтрации, м²; ΔР – перепад давления, Па; L – длина пористой среды, м.

Следует подставить средний расход воздуха в условиях образца

, (18)

где - объёмный расход воздуха, приведённый к среднему давлению в керне.

Необходимость использования среднего расхода газа в этом случае объясняется непостоянством его объёмного расхода при уменьшении давления по длине керна.

Объём воздуха, прошедший через керн, измеряется расходомером при атмосферном давлении на выходе из него и комнатной температуре. Так как перепадом давления на расходомере можно пренебречь из-за его малости по сравнению с давлением на входе в керн, можно считать, что на выходе из образца мы имеем атмосферное давление, величину которого можно определить по барометру.

---