Устройство для измерения водонасыщенности пористых материалов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВОДОНАСШЩННОСТИ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ при различных давлениях вытеснения воды нефтью, включающее гидравлически связанные между собой кернодержатель с керамической мембраной , средство для создания перепада давления, заполненное тяжелой жидкостью, и средство для измерения перепада давления, сосуд для вытеснякмцей жидкости, соединенный с баллоном со сжатым азотом, средство для измерения количества вытесненной воды и манометр, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения путем упрощения конструкции устройства, € средство для создания перепада дав (Л ления вьтолнено в виде гибкой U-образной трубки, снабженной камерами и байпасной трубой с вентилями , подсоединенной к ее концам. СХ) САЭ 90 Од эо

1183868

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к технике лабораторных экспериментов в области физики нефтяного пласта, и может быть использовано для изуче- 5 ния структуры пористых сред, в частности горных пород — коллекторов нефти и газа, путем построения зависимости между капиллярным давлением и водонасыщенностью пор в условиях, близких к пластовым.

Цель изобретения — повьппение точности измерений за счет упроще- ния конструкции установки.

На фиг. 1 представлена схема устройства для измерения водонасыщенности пористых материалов при различных давлениях вытеснения воды.нефтью; на фиг. 2 — график зависимости капиллярного давления 20 от водонасьпценности.

Устройство содержит кернодержатель 1 с керамической мембраной 2, служащий для помещения испытуемого образца 3. Усеченная часть кернодержателя 1 гидравлически соединена со средством для измерения количества вытесненной воды, выполненный в виде пресс-бюретки 4 и смотрового глазка 5. Верхняя часть Зо кернодержателя гидравлически соединена с сосудом 6 для вытесняющей жидкости. Дифференциальный манометр 7 гидравлически связан с надмембранной и подмембранной частями кернодержателя 1 и с пресс-бюреткой 4 средства для измерения количества вытесненной воды. Образцовый манометр 8 гидравлически соединен с сосудом 6 для вытесняющей жидкости. Верхняя часть кернодержателя соединена с сосудом с вытесняющей жидкостью через средство создания перепада давления, выполненное в виде гибкой П-образной трубки 9 с камерами 10 и 11 на каждом из ее концов и байпасной трубой 12 между ними. Один конец трубки 9 средства создания перепада давления гидравлически связан с над- 50 .мембранной частью кернодержателя 1 и дифференциальным манометром 7, другой — с сосудом 6 для вытесняющей жидкости, смотровым глазком 5 средства для измерения вытесняемой, воды. Гибкая U-образная трубка 9 установлена так, что один иэ ее концов с установленной на нем камерой перемещается относительно другого конца в вертикальной плоскости на требуемое расстояние. К баллону 13 со сжатым азотом подключены все элементы через сосуд 6 для вытесняющей жидкости. К сосуду 6 для вытесняющей жидкости подключен вентиль 14, служащий для снижения повышенного давления в устройстве.

Соединительные трубки 15 связывают между собой все элементы и узлы устройства.

Устройство работает следующим образом.

Испытуемый образец 3, предварительно насьпценный минерализованной водой (моделью природной воды, содержащейся в изучаемой пористой среде), устанавливается на мембране 2 кернодержателя 1. Элементы установки и связывающие их соединительные трубки 15 заполняются водой, аналогичной насыщающей образец, и нефтью (фиг. 1) . Моделируемое пластовое давление создается во всех частях устройства и поддерживается с помощью баллона !3 через сосуд 6 для вытесняющей жидкости, а замеряется и контролируется образцовым манометром 8. Перекрыв байпасную трубу 12, производят перемещение кон,ца трубки с камерой 10 заполненного ртутью задатчика капиллярного давления вниз относительно конца трубки с камерой 11. В результате создается превышение давления несмачивающей жидкости в надкамерной части кернодержателя 1 над давлением смачивающей жидкости в его подмембранной части, которое контролируется дифференциальным манометром

7. При созданном перепаде давления происходит вытеснение жидкости из тех .пор образца, где капиллярное давление меньше этого перепада. 3амер количества вытесненной из образ.ца воды производят пресс-бюреткой 4, фиксируя положение поверхности раздела вода — вытесняющая фаза через смотровой глазок 5. После оттока воды, заканчивающегося в то время, когда перепад давления равен капиллярному давлению в поровых каналах, вновь производят перемещение камеры 10 и замер количества вытесненной из образца воды.

После завершения опыта перекрывается вентиль баллона 13 и сжатый

1183868 4 ря герметизации системы при создании перепада давления относительным перемещением концов U-образной трубки все узлы остаются в первоначальном положении, что сводит к.минимуму появление каких-либо неисправностей. Выполнение трубки любой другой формы, например шарнирной, усложняет конструкцию задатчика, 1р так как появляются промежуточные элементы, которые снижают точность измерения, а выполнение задатчика в виде U-образной гибкой трубки повышает точность, так как исключается наличие промежуточных элементов. азот для понижения давления в установке до атмосферного стравливается через вентиль 14.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет производить измерения водонасьпценности кернов в зависимости от капиллярного давления с учетом .пластовых условий с высокой точностью за счет тоние перепада давления между вытесняемой и вытесняющей жидкостями.

Использование предлагаемого устройства способствует повышению точности определения нефтенасыщенности продуктивных коллекторов для подсчета запасов и проектирования разработки месторождений.

Средство для создания пеперада .давления выполнено в виде U-образной трубки и этим подобно жидкостному манометру. Использование гибкой трубки, заполненной ртутью, поз- поляет за счет смещения по вертикали одного из ее концов относительно другого, не применяя какихлибо механических устройств(пресссов или насосов высокого давления), устанавливать ртуть в коленах сообщающегося сосуда на разных уровнях и этим создавать на полупроницаемой мембране перепад давления, имитирующий капиллярное или менисковое давление в образце. Причем величина перепада давления определяется высотой относительно смещения концов U-образной трубки; смещение концов U-образной трубки производится Ступенчато вручную с любой величиной шага. Благодаго, что задатчик капиллярного давления обеспечивает плавное измене.На фиг. 2 представлен график, где показаны кривые зависимости капиллярное давление — водонасыщенность, gO полученные для одного и того же образца керна в атмосферных условиях (4), а также при давлении о

8 МПа и температуре 85 С при дренировании (b) и впитывании (C) сма25 чивающей жидкости через полупроницаемую мембрану. Полученные данные свидетельствуют не только о достоверности достижения цели изобретения, но и о том, что в пластовых

ЗО условиях при равном капиллярном давлении водонасыщенность коллекторов ниже на 1,5-67, чем в атмосферных. Следовательно, на эту величину (в процентах от объема пор продуктивного пласта) будут занижены запасы нефти, если для их подсчета использовать зависимость полученную в атмосферных условиях. Использование изобретения приводит к повышению точности определения нефтенасьпценности продуктивных пластов.

1183868

Р, кгс/сн

o,Ó

«ф

4 07 ь И

04.

02

01 О 0 J0 Ю 70 Вд У0 О Хг,% О О ОСЫЩаииасть

Фиг, Г

Составитель А. Домбровская

Редактор А. Шишкина Техред О.Ващишина Корректор Л. Бескид

Закаэ 6264/44 Тираж 896 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r. У кгород, ул. Проектная, 4