ОПРЕДЕЛЕНИЕ АБСОЛЮТНОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД

Проницаемостью называется свойство горных пород пропускать сквозь себя жидкость и газы при наличии перепада давления. Наряду с пористостью проницаемость является важнейшим параметром нефтяного коллектора. Если первая обуславливает емкость пласта, то вторая определяет пропускную способность пористой среды. Величина проницаемости обуславливается многими факторами, к которым относятся: размер зерен; степень отсортированности материала, слагающего горную породу по размеру зерен; степень изменения структуры порового пространства горной породы постседиментационными процессами и т. д.

Следует отметить, что проницаемость пористой среды зависит не только от структуры порового пространства, но и от типа пластового флюида и характера его движения. В связи с этим, для характеристики проницаемости нефтесодержащих пород введены понятия абсолютной (физической), эффективной (фазовой) и относительной проницаемости. Проницаемость измеряется в системе СИ - м², технической системе – дарси (д), 1д = 1,02 мкм² = 1,02 10-12 м².

Абсолютной проницаемостью называется проницаемость пористой среды для газа, при отсутствии физико-химического взаимодействия между ним и пористой средой и при условии полного заполнения порового пространства газом. Единицей измерения проницаемости является м². Для обозначения проницаемости горных пород чаше всего используют мкм² (микрометр).

Относительной проницаемостью пористой среды называется отношение фазовой проницаемости этой среды для данной фазы к абсолютной.

Проницаемость характеризуется коэффициентом проницаемости к, который определяется в соответствии с линейным законом фильтрации Дарси.

Прибор ГК-5 или любая аппаратура, обеспечивающая фильтрацию газа строго через образец с заданным расходом или при заданном перепаде давления, секундомер, штангенциркуль, газ (азот или воздух). Аппаратура состоит из трех основных частей: баллон с редуктором, кернодержатель, счетчик расхода газа.

Принципиальная схема аппаратуры для определения абсолютной проницаемости представлена на рисунке 5.

Сжатый газ из баллона 1 поступает через редуктор высокого 2 и низкого 3 давлений в хлоркальциевую трубку 4, где он обезвоживается, и далее следует в кернодержатель 5, в котором находится исследуемый образец Кернодержатель состоит из корпуса со струбциной и резинового манжета. Корпус кернодержателя разборный и включает в себя центральную часть, для установки образца керна и две крышки, необходимые для герметизации корпуса сверху и снизу. Резиновая манжета вставлена в центральную часть корпуса и служит для боковой герметизации образца горной породы Расход проходящего через образец газа измеряется газомером 6 и секундомером; давление газа перед образцом замеряют по образцовому манометру 7. Контрольный манометр на редукторе низкого давления 3, рассчитанный на давление до 0,6 МПа, устанавливается на входной линии и служит для контроля за давлением входящей струи газа, которое не должно превышать 0,4 МПа.

Допускается применение стандартных баллонов высокого давления типа А-150 по ГОСТ 949-73 с азотом иди воздухом. Для регулировки давления газа используется газовый редуктор.

Газ очищается от механических примесей и воды в воздушном фильтре и хлоркальциевой трубке Хлоркальциевая трубка состоит из цилиндрической стальной трубки, наполненной хлористым кальцием, который поглощает водяные пары из проходящего газа.

Рисунок 5 - Установка для определения абсолютной проницаемости

Для исследования абсолютной проницаемости горной пород используют образцы керна цилиндрической формы диаметром около 30 мм и длиной не менее 25 мм. Штангенциркулем измеряют диаметр и длину образца в пяти сечениях с точностью до 0,02 см. и определяют среднеарифметические величины.

Поместить образец в кернодержатель, расположив его в нижней чести манжеты. Пространство, образовавшееся над керном, закладывают специальными кольцами, подбирая их по высоте так, чтобы верхние кромки кольца и манжеты были приблизительно на одном уровне. Надевают нижнюю и верхнюю части кернодержателя и плотно прижимают их друг к другу с помощью струбцины.

Перед началом работы с газом необходимо проверить, чтобы все краны на установке были в закрытом состоянии. Создают боковой обжим керна, для того чтобы исключить прохождение газа между стенками образца и манжеты. Два этого необходимо открыть кран на баллоне с газом и при помощи редуктора и крана бокового обжима установить давление в пределах 1-1,5 МПа, проконтролировав его манометром бокового обжима.

Открыв кран подачи газа к нижней части кернодержателя и добившись установившегося режима фильтрации газа через образец (для этого замеряют расход газа при помощи газового счетчика и секундомера), замеряют скорость продвижения мыльных пузырьков по градуированной трубке. Установившимся считается режим, когда при постоянном значений давления на манометре установленном до керна, расход газа при его замерах отличается не более чем на 2%. Замеряют окончательные значения давления и расхода газа. Точность замеров этих параметров соответственно составляет: 0,001 Па и 0,1 сек.

Измерения производятся при 3-4 равных значениях давления и расходах газа. При этом необходимо иметь в виду, что при использовании такого типа газового счетчика, точность замера расхода газа уменьшается при больших скоростях фильтрации. Поэтому рекомендуется при помощи крана подачи газа давать расход не превышающий 2 см³/с.

По окончании измерений закрывают кран на баллоне с газом, закрывают все краны на аппаратуре и извлекают образец горной породы из кернодержателя.

Коэффициент абсолютной проницаемости пород рассчитывают по формуле (5), которая определяется в соответствии с линейным законом фильтрации Дарси:

где К_ПР – коэффициент абсолютной проницаемости породы, мкм ²;

Из вычисленных 3 – 4 значений К_ПР определяют среднее.

Точность расчета коэффициента проницаемости составляет 0,001 мкм². Все результаты исследования оформляются в виде таблицы 7.

Таблица 7 - Результаты исследования пород при определении абсолютной проницаемости

2 Факторы, определяющие изменение величины проницаемости горной породы.

3 Понятия абсолютной, эффективной и относительной проницаемостей горной породы.

4 В каком образце величина абсолютной проницаемости горной породы будет больше – в изготовленном параллельно напластованию или перпендикулярно?

5 Методика определения абсолютной проницаемости на установке ГК-5.

6 Какое главное требование предъявляется к газу, используемому при определении абсолютной проницаемости горной породы.

8 Имеется ли взаимосвязь между открытой пористостью и абсолютной проницаемостью?

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: