Устройство для определения содержания связанной воды в горной породе
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Р1)М. К.3 с присоединением заявки Мо
G 01 И 9/30
Государствеииый комитет
СССР ио делам изобретений и открыти и (23) Приоритет—
Опубликовано 3012.81. бюллетень Йо 48
Дата опубликования описания 3(112.81 (53) УДК 531.754, (088. 8) (72) Авторы изобретения
М.С.Багов и Д.Н.Кузьмичев
-проектный
Северо-Кавказский научно-исследователь институт нефтяной проьапаленности (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ
СВЯЗАННОЙ ВОДЫ В ГОРНОЙ ПОРОДЕ
Изобретение относится к техникекосвенного определения содержания связанной или остаточной водонасыщенности в горной породе по кривым капиллярного давления.
Известен прибор для измерения капиллярного давления при помощи полупроницаемой перегородки (1 ).
Основной его недостаток заключается в том, что весь цикл определения 1О кривой капиллярного давления занимает много времени.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство 15 для определения содержания связанной воцы в горной породе, содержащее центрифугу, на роторе которой установлены стаканы с кернодержателями для образцов породы с поддонами. Для иэмере-20 ния капиллярного давления этим устройством зкстрагированный и взвешенный после сушки образец породы насыщают жидкостью и BHosb взвешивают после чего его укрепляют в кернодер- 25 кателе. На роторе укреплены четыре кернодержателя. Затем включают центрифугу н постепенно увеличивают скорость ее вращения до начальной максимальной. Число оборотов сохраняется 30 неизменным до тех пор, пока не наступит состояние равновесия,. т.е. пока не прекратится поступление жидкости из образца в поддон. Когда при данном числе оборотов достигается равновесие отсчитывают количество жидкости в поддоне (стеклянной пробирке), после чего число оборотов центрифуги повышают.
Если образец породы вращать в центрифуге при различных постоянных скоростях, то можно получить необходимые данные для построения полной кривой капиллярнаго давления. Кривую строят известным образом в координатах "капиллярное давление - остаточная водонасыщенность", по которой можно определить содержание связанной воды или остаточной водонасыщенности в любой точке пласта по высоте над уровнем свободной поверхности воды. Основным преимуществом определения содержания связанной воды с помощью центрифуги является быстрое проведение экспериментов (2).
Однако опыт исследования образцов горных пород. с низкой проницаемостью, характерной для глубокозалегающих залежей (а их количество в перспективе все увеличивается) пока894470 зывает, что процесс вытеснения жицкости иэ таких пород по сравению с высокопроницаемыми породами и в центрифуге протекают медленно, т.е. сс-. ли вся кривая капиллярного давления для высокопроницаемых пород может быть получена за несколько часов,,то для ниэкопроницаемых пород это время может исчислиться сутками.
Цель изобретения — сокращение времени определения содержания связанной воды. 30 указанная цель достигается тем, что в устройстве для определения содержания связанной воды в горной породе, содержащем центрифугу, на роторе которой прикреплены стаканы 15 .с кернодержателями для образцов породы с поддонами, каждый кернодержатель выполнен наборным иэ секций, размеценных на разных расстояниях от оси вращения ротора, причем каждая секция;у снабжена индивидуальным поддоном.
На фиг.1 показана схема центрифуги, на фиг.2 — схема стакана с наборным кернодержателем для образцов породы с поддонами, на фиг.3 — график кри-25 вой капиллярного давления, построенной по результатам измерений.
Устройство для определения содержания связанной воды в горной породе по кривой капиллярного давления представляет собой центрифугу, к ротору которой прикреплены стаканы 2 с кернодержателями, которые выполнены наборными из секций 3, расположенных на разных расстояниях от оси вращения ротора, в каждой иэ которых находится образец 4 исследуемой породы с поддоном 5,цля сбора вытесненной из него жидкости. На стакан 2 одевается крышка б.
Устройство работает следующим об- 40 разом.
В каждую секцию 3 наборного кернодержателя, в дно которой вставлен стеклянный градуированный поддон 5 для сбора вытесненной жидкости, поме- 45 ша т экстрагированный образец 4 породы, который должен быть взвешен до и после насыщения на 100% пластовой водой или моделью пластовой воды. 3атем секции 3 с образцами 4 породы и поцдонами 5 вставляют в стаканы 2, которые закрывают крышками б.
После этого включают центрифугу и плавно выводят на такую скорость вращения, которая в самом удаленном 55 от оси ротора 1 образце 4 породи создает перепад давления, соответствующий максимальной высоте (положению) породы над Уровнем свободной поверхности воды в пласте, При этом в ос- що тальных образцах пород создаваемые перепады давления будут меньше максимального во столько раз,.во сколько раз эти образцы ближе расположены к оси ротора 1. 65
Приложенная в центру образца 4 породы сила — капиллярное давление определяется путем перевода скорости вращения в единицы силы по формуле
Р =1,11 10 (p - p<) n rh, (1) где P — перепад давления между водой
К и воздухом; „и - плотности воды и воздуха, г/см и — число оборотов в минуту;
h — высота образца, см;
r — радиус вращения, см.
Когда выделение воды иэ образцов
4 породы прекращается (для отсчетов в поддонах 5 уровней вытесненной воды используется стробоскопическая лапма), их извлекают из центрифуги и взвешивают с целью контроля содержания связанной воды, определяемого по формуле сг =-- — - 100, Gs-Gi (2) и 7В где 3 — содержание связанной воды в процентах от объема пор;
С» — вес сухого образца, г;
С вЂ” вес образца после центрифу9 гирования, г;
V+ - объем пор в образце
6а-С» (Ч„=---- (G - вес образца, н асыщеййого водой, r ф - удельный вес воды при данВ ной температуре.
По полученным,цанным, например по четырем-пяти точкам (в каждый кернодержатель помещается 4-5 образцов), строится график зависимости содержания связанной воды в породе от капиллярного давления — кривая капиллярного давления для лабораторных условий.
По известным зависимостям капиллярное давление в условиях пласта рассчитывается по лабораторным данным и приводится к графику распределения насыщенности по высоте залежи, который здесь не приводится.
Таким образом, например, центрифуга ЦЛР (центрифуга лабораторная рефрижераторная), серийно выпускаемая
Фрунзенским заводом, оснащенная наборным кернодержателем, становится устройством, обесПечивающим экспрессное определение содержания связанной воды в низкбпроницаемых горных породах.
Очевидно, что время определения ,по сравнению с известными устройствами уменьшается во столько раэ, во сколько раэ больше одновременно исследуется образцов и той же породы при разных Йерепацах давления (капиллярных давлениях).
При стандартных размерах.исследуемых образцов (длиной и диаметром 3 см ) предлагаемое устройство позволяет уменьшить время определения, например, в четыре-пять раз, так как оно обеспе894470 чивает при одной скорости вращения получение данных — четырех-пяти точек, необходимых для построения кривой капиллярного давления.
Формула изобретения
Устройство для определения содержачия связанной воды в горной породе, содержащее центрифугу, на роторе которой установлены стаканы с кернодержателями для образцов породы с поддонами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения времени определения, кернодердатели выполнены наборными из секций, размещенных на разных расстояниях ст оси вращения ротора, причем каждая снабжена индивидуальным поддоном.
Источники информации, принятые во внимание при экспертиае
1. Патент США Р 4112836, кл.73/23, 1978.
2. Амикс,Цж. и др. Физика нефтяного пласта. М., Гостоптехиздат", 1962. с.136-137 (прототип).
894470
Редактор Н.Безродная
Заказ 11470/66 Тираж 910 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.ПроЕктная,4
w8 м ъ| Ъ 2 о 20 4д 6д, И
Сздеряание с3яэанной 5о3ы, d, /в
Pin3
Составитель Э.Скорняков
Техред З.Фанта Корректор В.Бутяга ./
