Способ определения количества воды в горныхпородах и устройство для его осуществления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i i) 8280 l8

Союз Соеетскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.03.79 (21) 2738654j18-26 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17 (45) Дата опубликования описания 07.05.81 (51) М. Кл.

G 01N 9/30

Гесударстеенный комитет (53) УДК 543.812 (088.8) ие делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Д. M. Кузьмичев и М. С. Багов (71) Заявитель Cesepo-Кавказский государственный научно-исследова и проектный институт нефтяной промышленнос (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА

ВОДЫ В ГОРНЫХ ПОРОДАХ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к способам определения количества связанной воды в горных породах и может быть использовано для определения связанной воды в образцах пород нефтяных и газовых месторождений.

Известны способы определения связанной воды в горных породах путем замещения воды, содержащейся в образце, керосином и измерения ее количества (1).

Основным недостатком способа динамического замещения воды керосином или нефтью является большая длительность опытов, доходящая до 2 — 6 мес., что весьма ограничивает и внедрение этого способа.

Известен также способ определения количества воды в горных породах путем центрифугирования образца породы, выделения из него связанной воды и измерения ее количества (2).

Известно устройство для осуществления этого способа, содержащее центрифугу, подвесную корзину, размещенную в центрифуге, расположенный в корзине стакан для образца породы и перфорированный поддон, помещенный на дно стакана (2).

Недостатком известных способов и устройства является неточность определения содержания связанной воды в образце горной породы, обусловленная тем, что при вращении образца в центрифуге в нем возникают изменяющиеся по его длине тангенциальные напряжения растяжения, приводящие к увеличению раскрытости микротрещин и размеров пор, а следовательно, и к увеличению объема вытесненной воды, т. е. к уменьшению содержания связанной воды в образце породы при фиксированной скорости вращения центрифуги. В ряде

1о случаев образец породы разрушается при его вращении в центрифуге.

С целью повышения точности определения за счет компенсации напряжения растяжения в образце породы, в процессе

15 центрифугирования образца на его боковую поверхность воздействуют противодавлением, а устройство снабжено эластичной манжетой, установленной в стакане снаружи поддона и образца, и уравновешивающим материалом, расположенным между стенкой стакана и манжетой, при этом уравновешивающий материал выбирается с объемным весом, определяемым по формуле где у и v — объемный вес и коэффициент

Пуассона исследуемого образ30 ца породы;

828018

3 у и F„> — объемный вес и коэффициент бокового давления уравновешивающего матерала; у — удельный вес жидкости, насыщающей образец породы.

На чертеже схематически изображен продольныи разрез части общего вида устройства.

Устройство для определения количества связанной воды в горных породах включает центрифугу (на черт. не показана), подвесную корзину 1, стакан 2, эластичную манжету 3 с перфорированным поддоном 4, через которую на образец породы 5 передается внешнее противодавление, развиваемое уравновешивающим материалом б при вращении центрифуги.

Сборка и работа устройства осуществляются следующим образом.

На дно резиновой манжеты 3 помещают поддон 4 и вставляют исследуемый образец

Ь, насыщенныи жидкостью. 5атем эластичную манжету 3 с поддоном 4 и образцом 5 помещают в стакан 2. Образованное кольцевое пространство между стенкой эластичной манжеты 3 и стаканом 2 заполняют уравновешивающим материалом б до уровня верхнего торца образца 5. Подготовленное таким образом устройство (центрифуга) с образцом приводится во вращение, при котором уравновешивающий материал развивает внешнее противодавление на образец породы, препятствующее образованию в нем напряжений растяжения, искажающих результаты определения содержания связанной воды в образце породы, По объему жидкости, вытесненной из образца породы в поддон, судят о количестве связаннои воды в образце породы при заданной скорости вращения центрифуги, т. е, при заданном капиллярном давлении.

11р и м ер. цля эксперимента из одного куска алевролита были изготовлены два ооразца диаметром 2 см и длиной 5 см.

Пористость алевролита составляла 15 в, объемный вес от=2,3 r(cM, коэффициент

Пуассона v=0, lb. После поедварительного вакуумирования оба образца были насыщены минерализованной водой удельного веса 7; =1,02 г/смз (чтобы исключить набухание цементирующего материала породы). ,Цля упрощения эксперимента в качестве уравновешивающего материала была использована жидкость, Это исключило необходимость определения величины коэффициента бокового давления, который для жидкостей равен единице. Ilo формуле рассчитали необходимый удельный вес уравновешивающего материала (жидкости) .1, = — (" 2,3+11 — = — 1,43 г/см . 1 0 Рб

Таким удельным весом обладает, например, 80 -ный раствор сахара, который и

4 был использован в опытах в качестве уравновешивающего материала. Условия опытов и полученные результаты по новому и старому способам. приведены в таблице. (.;корость вращения центрифуги, об1мин ..одержан. s связанной воды, iî

Длитель- 11отеря

Способ центрифугирования ность вращен я, ч водонасыщеннос и, 2300

14,5

Известный (2) 35,5

2300

11редлагаемый

90,4

Анализ приведенных в таблице результатов определений содержания связанной воды в образце породы по старому и новому способам показывает, что потеря воды образцом породы при центрифугировании по известному способу и на известном устройстве в 1,5 раза оольше, чем по предлагаемому спосооу и на предлагаемом устройстве.

Предлагаемый способ обеспечивает более высокую точность определения содержания связанной воды в породе, а следовательно, и более точный подсчет запасов нефти. (. этой точки зрения оценить эффект не представляется возможным, хотя он и очевиден. другой стороны предлагаемый способ не требует дополнительных затрат, необходимых для получения того же эффекта при старом способе центрифугирования— затраты на изготовление стального патрона (1 р. 50 коп.) для жесткого крепления в нем образца породы с помощью эпоксиднои смолы (50 коп.).

11ри исследовании 300 образцов в год экономия (А) составит

А = 300 >((1,5+ 0,5):= 600 руб.

Формула изобретения

1. Способ определения количества воды в горных породах путем центрифугирования ооразца породы, выделения из него воды и измерения ее количества, о тл и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности определения за счет компенсации напряжений растяжений в образце породы, в процессе центрифугирования образца на его боковую поверхность воздействуют давлением.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее центрифугу, подвесную корзину, размещенную в центрифуге, расположенный в корзине стакан для образца породы, и перфорированный поддон, помещенный на дно стакана, отличающееся тем, что оно снабжено эластичной манжетой, установленной в стакане снаружи

828018

Т1 — Т+ТЖ

Составитель Л. Тарасов

Редактор Н. Потапова

Техред А. Камышникова

Корректор В. Нам

Заказ 1006/16 Изд. № 325 Тираж 915 Подписное

ИПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр Сапунова, 2 поддона и образца, и уравновешивающим материалом, расположенным между стенкой стакана и манжетой, при этом уравновешивающий материал выбирается с объемным весом, определяемым по формуле где у и v — объемный вес и коэффициент

Пуассона исследуемого образца породы; у1 и 1 — объемный вес и коэффициент

6 бокового давления уравновешивающего материала; р — удельный вес жидкости, насыщающей образец породы.

5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Амикс Дж. и др. Физика нефтяного пласта. М., Гостоптехиздат, 1963, с. 134—

137.

10 2. Ханин А. А. Остаточная вода в коллекторах нефти и газа. М., Гостоптехиздат, 1963, с. 28 — 37 (прототип).