Способ распознавания горных пород-коллекторов

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

А0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТКОЙ (21) 3752648/24-25 (22) 14.06.84 (46) 23.01.86. Бюл. У 3 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт ядерной геофизики и геохимии (72) Я.Л. Белорай, В.Д. Неретин и Ю.И. Махов (53) 539.143.43(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 721736, кл. G 01 N 24/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Ф 601606, кл. С 01 N 3/14, 1978. (54) (57) СПОСОБ РАСПОЗНАВАНИЯ ГОРНЫХ

ПОРОД-КОЛЛЕКТОРОВ, включающий измерение ядерного магнитного резонанса (ЯИР) поровой воды посредством им пульсного релаксометра SIMP, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности, измеряют амплитуду сигнала свободной ядерной прецессии (ССП) поровой воды образца горной породы при нормальных условиях (+20 С), охлаждают этот об„„SU„„1206663 A (Я) 4 G 01 N 24/08 разец до температуры полного фазового перехода поровой воды в лед (прямой ход), затем нагревают до первоначальной температуры (обратный ход), при охлаждении и нагреве с шагом

3 — 5 С измеряют амплитудную и релаксационную характеристики ССП поровой воды, оценивают распределение пор в горной породе по размерам на основе температурной зависимости амплитудной характеристики ССП, оценивают энергию активации и время корреляции движения молекул поровой воды по температурной зависимости релаксационной характеристики ССП обратного хода,. распознают горную породу как коллектор при отсутствии температурного

Гистерезиса амплитудной характеристики ССП прямого и обратного хода, при наличии доминирующих пор размеР ром более 5000 А, при значении энергии активации 7 ккал/моль > Е >

4,6 ккал/моль и при времени корреляции молекулярного движения воды л -|1

10с > 10 с в порах образца.

1206 ъ, Изобретение относится к нефтепро. мысловой геологии и геофизики, в частности к определению фильтрационно-емкостнык свойств горной породы, характеризующих последнюю как коллек- 5 тор нефти, воды и rasa.

Цель изобретения — повышение достоверности способа.

Порядок реализации предлагаемого способа. 1О

Исследуемый образец горной породы экстрагируют нагретыми углеводородными растворителями, обычно кипящей спиртобензольной смесью (1:10), с

4елью очистки поверхности порового пространства горной породы от остаI точных углеводородов и корректной оценки ее емкостных и фильтрационных характеристик. Особенно важна экстрак. ция образцов горных пород — продуктивных коллекторов, содержащих высоковязкие нефти и битумы. Контроль качества экстракции осуществляют по обесцвечиванию растворителя и наличию (отсутствию) сигнала свободной прецес-25 сии (ССП) после сушки.

Экстрагированный образец горной породы высушивают до постоянного о веса при температуре 100 С и пол-. ностью насыщают водой, не содержа- ЗО щей пара- и диамагнитных примесей, в основном солей. Контроль полноты насыщения водой порового пространства горной породы под вакуумом проводится путем повторных взвешиваний во- З5 донасьпценного образца; предварительное высушивание экстрагированного образца способствует повышению полноты

его насыщения. Для насыщения используется очищенная от пара- и диамагнит- 4р ных примесей вода посредством двойной кристаллизации и вакуумирования, а контроль качества такой очистки осуществляется путем измерения времени релаксации этой воды, значение которого должно быть не менее 2,5 а.

Помещают водонасьпценный образец горной породы в измерительный контейнер, который устанавливают в датчик релаксометра SIMP. Указанный об- у} разец механически подготавливают таким образом,.чтобы его форма и размеры обеспечивали получение максимального коэффициента ааполнения и амплитуды сигнала ЯИР при нахождении образца в чувствительной зоне датчика (обычно используется образец цилкндрической формы диаметрой 15-18мм

663 2 и высотой 25-30 мм). Измерительный контейнер должен быть изготовлен из термостойкого, в особенности к низким (до -100 С и ниже) температурам, материала, обычно кварцевого стекла и т.п.; диаметр контейнера выбирается. меньше внутреннего диаметра датчика для обеспечения прохождения потока охлажденного газа (воздуха).

Измеряют амплитуду сигнала SIMP от полностью водонасьпценного образца горной породы в нормальных условиях

Ю (18-20 С) посредством импульсной аппаратуры SIMP например импульсного релаксометра типа АОКС-1 цифровой регистрацией. При использовании этой аппаратуры и последовательности 90 о

90 -х импульсов. измерение указанной амплитуды проводят по величине ССП о после первого 90 -го импульса, при этом отношение сигнал/шум составляет несколько сотен.

Охлаждают указанный образец поро ы до (-90 )-(-100) C .посредством криостата газоточного типа (прямой ход), последовательно (непрерырно или дисклетно) изменяя температуру на 3-5 С.

При каждом новом значении температуры количество незамерзшей водной фазы в образце, а значит и амплитуда ССП от нее устанавливаются примерно через 20 мин. Контроль температуры осуществляется посредством термодатчика, установленного в чувствительной зоне.

Измеряют амплитуду сигнала ССП. от поровой воды, незамерзшей при данной температуре, в укаэанном диапазоне охлаждения образца породы до тех пор, пока отношение сигнал/шум превышает 5.

Строят кривую температурной зависимости амплитудной характеристики

ЯМР по соответствующим значениям отрицательной температуры и амплитуды сигнала ССП после первого импульса— термозависимость прямого хода.

Нагревают прежде охлажденный об" разец горной породы до первоначальной температуры-(обратный ход), постепенно увеличивая тем самым количество оттаявшей поровой воды. Контроль прогрева образца породы нри данной температуре .осуществляется по постоянству амплитуды CGIIi

Измеряют при каждой новой температуре нагревания амплитуду ССП и регистрируют значения интегральноСоставитель С. Рыков, Редактор А. Шишкина Техред О.Неце Корректор В. Синицкая

Заказ,8702/44 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 го времени релаксации протонов поровой воды.

Строят по измеренным соответствующим значениям амплитуды ССП, температуры и времени релаксации термозависимости обратного хода амплитудной и релаксационной характеристик паровой воды в исследуемом образце горной породы.

Сравнивают температурные зависимости амплитудной характеристики

ССП от поровой воды при охлаждении и нагревании образца горной породы в диапазоне отрицательных темпера-. тур для установления наличия или.отсутствия температурного гистерезиса этой характеристики.

Оценивают распределение пор по размерам горной породы по термозависимости амплитуд ССН, полученной при нагревании охдажденного образца породы (обратный ход), приведенных к значению амплитуды, измеренной от воды во всем объеме этого образца при нормальных условиях; выделяют при этом количество и величину пор

:доминирующего размера.

Строят температурную зависимость релаксационной характеристики ССП образца породы.

Определяют значения энергии активации и времени корреляции поро1206663 4 вой воды Ilo температурной зависимости релаксационной характеристики ССП, Устанавливают принадлежность исследуемого образца горной породы к неколлектору или коллектору из сравнения определенных значений размеров -пор, времени корреляции и энергии .активации, а также путем сопос10 тавления термозависимых. кривых амплитудной характеристики ССП поровой воды, полученных при охлаждении и.;нагревании укаэанного образца; причем совпадение или близость последних

15 кривых, наличие доминирующих пор размером более 5000 А при значениях времени корреляции 10 с ) Lc> 10 с и энергии активации 7 ккал/моль > Е, 4,6 ккал/моль воды этих .пор поэволя20 ет идентифицировать,(распознать) исследуемую. породу в качестве коллектора. Напротив, различие температурных зависимостей амйлитуды ССП при нагревании и охлаждении образца гор25 ной породы, свидетельствующее о температурном гистереэисе, наличие доминирующих пор размером менее 50Р0 А и значений времен корреляции менее

-9

10 с и энергии активации поровой

З0 воды более 7ккал/моль указывает на исследуемую породу. как на неколлектор.