Определение остаточной водонасыщенности методом центрифугирования относится к косвенным лабораторным методам.
- Для исследования допускается использование образцов пород, отобранных из продуктивного интервала на любой стадии разработки месторождений и при использовании в бурении скважин любых промывочных растворов.
Исследования ведутся на образцах цилиндрической формы, высверленных из
куска керна в направлении параллельно напластованию породы, проэкстрагированных
и высушенных в сушильном шкафу.
В основе метода лежит воздействие на образец насыщенный водой
центробежными силами, возникающими при кручении образца в центрифуге. Вытеснению
воды из породы препятствуют капиллярные, силы. Вначале, с увеличением числа
оборотов ротора центрифуги, жидкость вытесняется из крупных пор, за счет
перепада давления на торцах образца, когда перепад превысит величину капиллярного
давления, развиваемого в них менисками. При дальнейшем увеличении числа оборотов центрифуги жидкость
вытесняется из пор меньшего размера. С некоторого момента повышение числа
оборотов ротора практически перестаёт влиять на количество оставшейся в порах
воды. Эту воду и считают остаточной
Измеряя количество выделившейся жидкости как функцию числа оборотов
ротора, можно построить зависимость "капиллярное давление -
водонасыщенность". Опыт на центрифуге
может воспроизводить вытеснение воды
нефтью и газом. В центрифуге под давлением центробежных сил между фазами
возникает давление (Р), равное капиллярному, значение которого определяется
формулой:
Р
= 4,04 R n h (ρ1– ρ2), (3.4)
где: R - радиус вращения
(принимается равным расстоянию от центра оси центрифуги до середины длинны
образца), м;
n - число оборотив ротора
центрифуги в секунду,
h - длина образца, м;
ρ1, ρ2 - плотность
воды, насыщающей образец и плотность вытесняющей фазы соответственно, (при
вытеснении воздухом можно принять р2 = О).
Необходимая аппаратура и принадлежности
Установка для насыщения образца под вакуумом, аналитические весы с
разновесами, центрифуга, дистиллированная вода.
Порядок работы
Путём взвешивания определяют массу сухого образца с точностью до 0,001
г и насыщают его дистиллированной водой под вакуумом.
После
насыщения взвешивают образец и определяют объем воды в породе. Керн помешается
в пробирку, которая вставляется в стакан ротора центрифуги. В целях
уравновешивания центрифуги в противоположный стакан помещается груз
приблизительно равный массе керна.
Включив
центрифугу с закрытой крышкой доводят число оборотов ротора до 500 в минуту и вращают образец с этой
скоростью 5 минут.
Все работы с
центрифугой производят согласно
специальной инструкции по работе на центрифуге.
После остановки центрифуги, извлекают исследуемый образец и путём
взвешивания устанавливают массу оставшейся воды в керне и текущий коэффициент
водонасыщенности.
В дальнейшем вновь помешают образец в центрифугу и повторяют вращение
образца при оборотах вращения ротора 1000, 2000, 3000, 4000, 5000 в минуту и
времени вращения при этой скорости 5 минут. При этом каждый раз определяют
массу оставшейся воды в керне и текущий коэффициент водонасыщенности.
Текущий коэффициент водонасыщенности определяется по формуле:
Кв
= (Мn - М1) / (М2 – М1), (3.5)
где: М1 - масса сухого образца, г.;
М2 - масса образца полностью
насыщенного водой, г;
Мn - массы образца после каждого режима центрифугирования, г.
Оформление
результатов исследования
Все результаты исследования оформляются в виде таблицы 3.2
Таблица 3.2
Результаты определения
водонасыщенности горных пород
Площадь
__________________
Скважина________
Интервал отбора
керна, м__________ Горизонт
(пласт)_______
Дата
исследования_____________
Лабораторный номер образца_____
Вид информации |
Значение |
Масса сухого образца (М1),
г……………………………………. Масса
полностью насыщенного образца (М2), г………………... |
|
№ п./п. |
Частота вращения ротора, об./мин. |
Масса керна с водой, (Мn), г. |
Масса оставшейся воды в керне, г. |
Коэффициент водонасыщенности |
Капиллярное давление, Па |
Приме- чание. |
1 2 3 4 5 6 |
500 1000 2000 3000 4000 5000 |
|
|
|
|
|
По результатам опыта строится графическая зависимость "капиллярное давление - коэффициент текущей водонасыщенности" (Рис.3.2.). По этому графику устанавливают коэффициент остаточной водонасыщенности и он равен такому значению, когда при увеличении капиллярного давления величина коэффициента водонасыщенности остаётся постоянной.
Рис.3.2.
Графическая зависимость