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.

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).

 

Необходимая аппаратура и принадлежности

 

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).

 

Описание аппаратуры

 

Принципиальная схема аппаратуры для определения абсолютной проница­емости представлена на рисунке 2.2. 

 


                                Рис. 2.2. Установка для определения абсолютной проницаемости пород.

 

          Аппаратура состоит из трех основных частей: баллон с редуктором, кернодержатель, счетчик расхода газа.

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

  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. Резиновый манжет вставлен в центральную часть корпуса и служит для боковой герметизации образца горной породы. В качестве газового счетчика используется градуированная стеклянная  трубка с приспособлением для создания пузырьков из мыльной пленки.

 

Порядок работ

 

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 окончанию 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:

 

Кпр = Q μ L / F P ,                            (2.5)

 

где: Кпр – коэффициент абсолютной проницаемости породы, мкм 2;

   Q -  объемный расход газа, м 3/с;

    μ -  вязкость газа, Па·с.;

    L - длина образца, м.;

    F - площадь поперечного сечения образца, м 2;

                    Р - давление фильтрации, Па.

Из вычисленных 3 – 4 значений Кпр. определяют среднее.

Точность расчета коэффициента проницаемости составляет 0,001 мкм 2. Все результаты исследования оформляются в виде таблицы 2.6.

 

Таблица 2.6

Результаты исследования пород при определении абсолютной проницаемости

 

                                         Площадь __________________                          Скважина________

                                         Интервал отбора керна, м____________             Горизонт (пласт)_______

                                         Дата исследования_____________                     Лабораторный номер образца_____

 

                   Вид  информации

   Значение

Длина образца (L), м……………………………………………..

Диаметр образца (d), м…………………………………………..

Площадь сечения (F), м 2…………………………………………

Вязкость газа (μ), Па·с……………………………………………

Давление до керна (Р), Па……………………………………….

Объём проходящего газа (V), м 3………………………………..

Время прохождения объема (Т), с………………………………

Объемный расход газа (Q), м 3/ с……………………………….

Вычисленное значение коэффициента проницаемости  (Кпр.), мкм 2…………

Среднее значение коэффициента абсолютной проницаемости (Кпр.), мкм 2

 

Ищи здесь, есть все, ну или почти все

Архив блога