Способ исследования пористости и проницаемости образцов керна

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли и может быть использовано при проектировании разработки нефтяных и газовых месторождений. Способ заключается в том, что для эксперимента используют экстрагированные и высушенные образцы керна, отобранные из одного продуктивного объекта. Предварительно определяют открытую пористость и абсолютную проницаемость образцов по газу в стандартных условиях. Делают подборку из данных образцов таким образом, чтобы она включала образцы с максимальной, минимальной и средними значениями открытой пористости и абсолютной проницаемости (5 и более образцов). Для исследования эффективной пористости и эффективной проницаемости в образцах керна создают остаточную водонасыщенность с помощью модели пластовой воды. Для пород-коллекторов нефтяных месторождений образцы затем насыщают керосином или нефтью. Каждый образец помещают в установку, позволяющую определять изменение пористости и проницаемости по жидкости (для нефтяных месторождений) или по газу (для газовых месторождений). В установке ступенями увеличивают эффективные напряжения до величины, соответствующей начальным пластовым условиям. Выдерживают образец до тех пор, пока величина проницаемости не стабилизируется. Увеличивают эффективные напряжения до величины, соответствующей снижению пластового давления на определенное значение (например, 10 МПа), и выдерживают образец до тех пор, пока величина проницаемости не стабилизируется. Циклы увеличения и длительной выдержки образцов керна повторяют не менее трех. Затем эффективные напряжения ступенчато уменьшают с количеством ступеней не менее пяти. Техническим результатом является определение закономерностей изменения пористости и проницаемости образцов керна при фильтрации флюида и воздействии эффективных напряжений различной величины до стабилизации проницаемости образцов керна минимум на трех режимах воздействия. 3 ил.

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли и может быть использовано при проектировании разработки нефтяных и газовых месторождений.

При разработке нефтяных и газовых месторождений породы-коллекторы испытывают дополнительную нагрузку, вызванную увеличением эффективных напряжений за счет снижения пластового давления. Подобные эффекты могут привести к существенному снижению пористости и проницаемости продуктивного пласта и должны учитываться при проектировании его разработки.

Известен способ [1] исследования фильтрационно-емкостных свойств образцов керна, включающий фильтрацию через них флюида и воздействие эффективных напряжений различной величины. Однако при этих исследованиях не учитывается тот факт, что данные свойства могут меняться от времени воздействия эффективных напряжений.

Технической задачей описываемого изобретения является определение закономерностей изменения пористости и проницаемости образцов керна при фильтрации флюида и воздействии эффективных напряжений различной величины до стабилизации проницаемости образцов керна минимум на трех режимах воздействия

Поставленная техническая задача решается за счет того, что при фильтрации через образцы керна флюида при одновременном воздействии на них эффективных напряжений различной величины воздействие эффективных напряжений осуществляют до стабилизации проницаемости образцов керна минимум на трех режимах воздействия.

Сущность изобретения поясняется чертежами:

фиг. 1 - общая схема испытаний пористости или проницаемости образцов керна;

фиг. 2 - пример результатов исследований эффективной проницаемости одного из образцов керна;

фиг. 3 - зависимости между значениями эффективной пористости (а) и эффективной проницаемости (б) при эффективных напряжениях 11,21 МПа.

Описываемый способ реализуют следующим образом.

Для эксперимента используют экстрагированные и высушенные образцы керна, отобранные из одного продуктивного объекта. Предварительно определяют открытую пористость и абсолютную проницаемость образцов по газу в стандартных условиях. Делают подборку из данных образцов таким образом, чтобы она включала образцы с максимальной, минимальной и средними значениями открытой пористости и абсолютной проницаемости (5 и более образцов).

Для исследования эффективной пористости и эффективной проницаемости в образцах керна создают остаточную водонасыщенность с помощью модели пластовой воды. Для пород-коллекторов нефтяных месторождений образцы затем насыщают керосином или нефтью. Каждый образец помещают в установку, позволяющую определять изменение пористости и проницаемости по жидкости (для нефтяных месторождений) или по газу (для газовых месторождений). На фиг. 1 приведен пример общей схемы испытаний для одного из образцов керна.

В установке ступенями увеличивают эффективные напряжения до величины, соответствующей начальным пластовым условиям (фиг. 1, от Точки 1 до Точки 2). Выдерживают образец до тех пор, пока величина проницаемости не стабилизируется (фиг. 1, от Точки 2 до Точки 3). Увеличивают эффективные напряжения до величины, соответствующей снижению пластового давления (фиг. 1, от Точки 3 до Точки 4) на определенное значение (например, 10 МПа), и выдерживают образец до тех пор, пока величина проницаемости не стабилизируется (фиг. 1, от Точки 4 до Точки 5). Циклы увеличения и длительной выдержки образцов керна повторяют несколько раз (не менее трех). Затем эффективные напряжения ступенчато уменьшают с количеством ступеней не менее пяти (фиг. 1, от Точки 7 до Точки 8).

Для определения закономерностей снижения и увеличения пористости и проницаемости используют только характерные точки графика (фиг. 1, Точки 1, 3, 5, 7, 8). Для всех образцов находят зависимости между значениями параметров в данных характерных точках: значение величины в Точке 3 от значения величины в Точке 1; значение величины в Точке 5 от значения величины в Точке 3; значение величины в Точке 7 от значения величины в Точке 5; значение величины в Точке 8 от значения величины в Точке 1. В качестве корреляционных зависимостей можно использовать как линейные (для открытой и эффективной пористости), так и степенные зависимости (для абсолютной и эффективной проницаемости).

Для построения окончательной закономерности снижения фильтрационных характеристик используют полученные выше зависимости для подбора аппроксимирующей функции. В качестве функции можно использовать, например, функции вида:

где K - открытая или эффективная пористость и абсолютная или эффективная проницаемость; σэфф - эффективное напряжение, МПа; а и b - определяемые коэффициенты.

Для коэффициентов а и b могут быть найдены корреляционные зависимости, например, от открытой или эффективной пористости и абсолютной или эффективной проницаемости в атмосферных или начальных пластовых условиях.

Пример реализации способа

При проведении экспериментов с терригенными образцами керна были получены закономерности изменения эффективной пористости и эффективной проницаемости в зависимости от эффективных напряжений (пример на фиг. 2).

Для характерных точек были получены зависимости между значениями исходной эффективной пористости (в условиях, близких к атмосферным) и для эффективной пористости при эффективных напряжениях 11, 21 и 41 МПа:

- зависимость эффективной пористости при эффективном напряжении 11 МПа от исходной эффективной пористости (в условиях, близких к атмосферным):

- зависимость эффективной пористости при эффективном напряжении 21 МПа от эффективной пористости при эффективном напряжении 11 МПа:

- зависимость эффективной пористости при эффективном напряжении 41 МПа от эффективной пористости при эффективном напряжении 21 МПа:

На фиг. 3(а) для примера показаны зависимости между значениями эффективной пористости и эффективной проницаемости при эффективных напряжениях 11,21 МПа (характерные точки 3 и 5 на фиг. 1).

Как и для эффективной пористости, была получена тесная связь между исходным значением эффективной проницаемости для ее величины при эффективных напряжениях 11, 21 и 41 МПа:

- зависимость логарифма эффективной проницаемости при эффективном напряжении 11 МПа от логарифма исходной эффективной проницаемости (в условиях, близких к атмосферным):

- зависимость логарифма эффективной проницаемости при эффективном напряжении 21 МПа от логарифма эффективной проницаемости при эффективном напряжении 11 МПа:

- зависимость логарифма эффективной проницаемости при эффективном напряжении 41 МПа от логарифма эффективной проницаемости при эффективном напряжении 21 МПа:

На фиг. 2(б) для примера показаны зависимости между значениями эффективной проницаемости при эффективных напряжениях 11, 21 МПа (характерные точки 3 и 5 на фиг. 1).

На основе обобщения зависимостей (2)-(7) могут быть получены закономерности изменения эффективной пористости и эффективной проницаемости в виде функции (1). Для приведенного примера зависимости для коэффициентов а и b функции (1) выглядят следующим образом:

- для эффективной пористости:

.

- для эффективной проницаемости

где и - значение эффективной пористости и эффективной проницаемости в условиях, близких к атмосферным, соответственно.

При использовании описываемого способа исследования пористости и проницаемости образцов керна появляется возможность прогноза изменения данных параметров в процессе снижения пластового давления.

Литература

1. Кузьмин Ю.О., Жуков B.C. Современная геодинамика и вариации физических свойств горных. - М.: Изд-во МГГУ, 2004. 262 с.

Способ исследования пористости и проницаемости образцов керна, включающий фильтрацию через образцы керна флюида при одновременном воздействии на них эффективных напряжений различной величины, отличающийся тем, что воздействие эффективных напряжений осуществляют до стабилизации проницаемости образцов керна минимум на трех режимах воздействия.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли и может быть использовано при проектировании разработки нефтяных месторождений с трещиноватым типом коллектора, на которых используется система поддержки пластового давления (ППД) в виде нагнетания воды.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли и может быть использовано при проектировании разработки нефтяных и газовых месторождений, на которых планируется применение кислотной обработки пласта и создание трещин гидроразрыва.

Изобретение относится к области термопорометрии, в частности к устройствам для проведения измерений распределения размера пор пористых сред, и может найти применение в различных отраслях промышленности, например нефтегазовой, химической и пищевой.

Изобретение относится к литейному производству, а именно к определению формы зерен формовочного песка на основе кварца, и может быть использовано при оценке состояния поверхности формовочного песка различных месторождений.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к определению исходных данных для проектирования разработки продуктивной залежи вмещающей, нефть с повышенным содержанием асфальтено-смолистых веществ, проявляющую неньютоновские свойства нелинейной вязкопластичной нефти.
Изобретение относится к способам определения качества металлических разнофункциональных покрытий на изделиях, получаемых обработкой давлением. Способ определения качества покрытий на изделиях, получаемых обработкой давлением, заключается в том, что образец-свидетель перед подготовкой поверхности по ГОСТ 9.301.78 и нанесением покрытия на него подвергают осадке по схеме напряженно-деформированного состояния аналогично таковой для конкретного вида обработки давлением, при котором получено изделие.
Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к машинному доению коров. Сначала каждую корову доят доильным аппаратом через счетчик молока.

Изобретение относится к способам анализа образцов пористых материалов. Для определения распределения и профиля проникшего загрязнителя в пористой среде приготовляют суспензию загрязнителя, содержащего по меньшей мере один твердый компонент и окрашенного по меньшей мере одним катионным красителем.

Изобретение относится к способам и устройствам для измерения содержания растворенного газа, остающегося в нефти после сепарации, при различных давлениях и температурах в установках замера дебитов скважин.

Изобретение относится к способам контроля состояния атмосферного воздуха и может быть использовано для мониторинга загрязнения окружающей среды аэрозолями, а также для контроля аварийных выбросов.

Изобретение относится к области молекулярной физики и может использоваться для определения средней длины пробега и эффективного диаметра не только молекул воздуха, но и молекул других газов (кислород, азот, углекислый газ и др.) с соответствующими физическими поправками. Это достигается тем, что устройство дополнительно снабжено припаянным к средней боковой части стеклянного цилиндрического сосуда стеклянным трубчатым уровнемером с измерительной шкалой, отходящим от верхней боковой части стеклянного цилиндрического сосуда стеклянным вакуумным краном, припаянными к стеклянной монолитной пробке со шлифом горла тремя вращательными стеклянными «рожками», присоединенными последовательно и герметично к капилляру из нержавеющей стали гибким полимерным капилляром, стеклянным трубчатым тройником с тремя стеклянными вакуумными кранами и полимерной надуваемой-сдуваемой камерой со стеклянным вакуумным краном. Технический результат, достигаемый при реализации заявленного устройства, заключается в повышении точности прецизионного визуального измерения уровня воды в стеклянном цилиндре. 2 ил.
Изобретение относится к области медицины, в частности к онкологии, и предназначено для определения оптимального срока выполнения оперативного вмешательства после пролонгированной лучевой терапии при раке прямой кишки. В биопсийном материале опухоли прямой кишки до начала курса лучевой терапии и через 4 недели после ее окончания проводят ДНК-цитометрический анализ и определяют индекс пролиферации опухоли. Отличие индексов пролиферации в 1,3 раза и менее является показателем для окончания перерыва в лечении и выполнения операции. Отличие индексов пролиферации более чем в 1,3 раза является показателем для продления перерыва в лечении и выполнения операции через 6-8 недель после окончания курса лучевой терапии. Изобретение обеспечивает определение оптимального срока выполнения операции после окончания курса лучевой терапии и снижение затрат на лечение рака прямой кишки. 2 пр.

Изобретение относится к области геологии и может быть использовано для моделирования многофазного потока текучей среды. Структура пор горных пород и других материалов может быть определена посредством микроскопии и подвержена цифровому моделированию для определения свойств потоков текучей среды, проходящих сквозь материал. Для экономии вычислительных ресурсов моделирование предпочтительно осуществляют на стандартном элементе объема (СЭО). В некоторых вариантах осуществления способа определение многофазного СЭО может быть выполнено путем выведения параметра, связанного с пористостью, из модели пор и матрицы материала; определения многофазного распределения внутри пор материала; разделения модели пор и матрицы на несколько моделей фаз и матрицы; и выведения параметра, связанного с пористостью, из каждой модели фаз и матрицы. Затем можно определить и проанализировать зависимость параметра от фазы и насыщения для выбора подходящего размера СЭО. Технический результат – повышение точности и достоверности получаемых данных. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 15 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании процессов массопереноса и для определения коэффициентов диффузии растворителей в изделиях из листовых капиллярно-пористых материалов в бумажной, легкой, строительной и других отраслях промышленности. Предложен способ определения коэффициента диффузии растворителей в листовых изделиях из капиллярно-пористых материалов, заключающийся в том, что в исследуемом листовом материале создают равномерное начальное содержание распределенного в твердой фазе растворителя. Затем исследуемый материал помещают на плоскую подложку из непроницаемого для растворителя материала, гидроизолируют верхнюю поверхность материала, в начальный момент времени осуществляют импульсное точечное увлажнение верхней поверхности исследуемого изделия дозой растворителя. Затем измеряют изменение во времени сигнала гальванического преобразователя на заданном расстоянии от точки нанесения импульса дозой растворителя, фиксируют значения сигнала гальванического датчика в два момента времени и рассчитывают коэффициент диффузии. Причем измерение коэффициента диффузии осуществляют при условии достижения в эксперименте максимума сигнала гальванического преобразователя Еmax, составляющего 0,75-0,95 от максимально возможного значения данного сигнала Ее, соответствующего переходу растворителя из области связанного с твердой фазой исследуемого материала в область свободного состояния. Фиксируют моменты времени τ1 и τ2, при которых достигаются одинаковые значения сигналов гальванического датчика Е1 и Е2 из диапазона (0,7-0,9)Eе соответственно на восходящей и нисходящей ветвях кривой изменения сигнала во времени, а расчет коэффициента диффузии производят по формуле: где r0 - расстояние между электродами гальванического преобразователя и точкой воздействия дозой растворителя на поверхность контролируемого изделия. Технический результат - повышение точности и быстродействия измерения коэффициента диффузии растворителей в листовых изделиях их капиллярно-пористых материалов. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.

Изобретение относится к области исследования физических свойств вещества, в частности к исследованию процессов в плазме и в газоразрядных приборах. Технический результат - обеспечение возможности формирования тепловой кумулятивной струи, плавящей металл, и образованного ею канала на поверхности металла необходимой длины. Способ формирования тепловой кумулятивной струи, плавящей металл, и образованного ею канала на металлической поверхности катодной пластины в импульсном дуговом разряде при взрыве размещенной между электродами проволочки необходимой длины, включает подачу на электроды напряжения, обеспечивающего лавинный пробой разрядного промежутка, возникающий при наличии в воздухе паров испаряющейся проволочки с формированием тепловой кумулятивной струи, плавящей металл, на металлической поверхности катодной пластины, размещение на поверхности катодной пластины диэлектрической преграды на пути кумулятивной струи и перемещение диэлектрической преграды вдоль этой струи до получения необходимой длины тепловой кумулятивной струи и длины образованного ею канала проплавленного металла. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для определения трещинной пористости горных пород. Способ определения трещинной пористости горных пород включает в себя экспериментальное определение скорости (Vp) распространения упругой продольной волны каждого образца в термобарических условиях, превышающих пластовые на 10-15%, общую пористость (Кп.общ.) каждого образца в термобарических условиях, превышающих пластовые на 10-15%. После этого строят график зависимости (Vp) от (Кп.общ.), в результате чего графически определяют скорость (Vp.ск.) распространения упругой продольной волны в минеральном скелете исследуемой породы. Затем рассчитывают трещинную пористость (Кп.тр.) каждого из образцов исследуемой породы по формуле: При этом в случае получения отрицательных величин рассчитываемой трещинной пористости полученное наибольшее отрицательное ее значение приравнивают нулю и определяют уточненное значение скорости распространения упругой продольной волны в минеральном скелете (Vp.ск.ут.) по формуле: После чего вновь рассчитывают величину трещинной пористости (Кп.тр.) каждого образца исследуемой породы по формуле (1), используя для расчета полученное по формуле (2) уточненное значение скорости распространения упругой продольной волны в минеральном скелете (Vp.ск.ут). Технический результат - повышение точности проводимых исследований по определению величины трещинной пористости пород при исследовании образцов горных пород. 2 ил., 2 табл.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли и может быть использовано при проектировании разработки нефтяных и газовых месторождений. Способ заключается в том, что для эксперимента используют экстрагированные и высушенные образцы керна, отобранные из одного продуктивного объекта. Предварительно определяют открытую пористость и абсолютную проницаемость образцов по газу в стандартных условиях. Делают подборку из данных образцов таким образом, чтобы она включала образцы с максимальной, минимальной и средними значениями открытой пористости и абсолютной проницаемости. Для исследования эффективной пористости и эффективной проницаемости в образцах керна создают остаточную водонасыщенность с помощью модели пластовой воды. Для пород-коллекторов нефтяных месторождений образцы затем насыщают керосином или нефтью. Каждый образец помещают в установку, позволяющую определять изменение пористости и проницаемости по жидкости или по газу. В установке ступенями увеличивают эффективные напряжения до величины, соответствующей начальным пластовым условиям. Выдерживают образец до тех пор, пока величина проницаемости не стабилизируется. Увеличивают эффективные напряжения до величины, соответствующей снижению пластового давления на определенное значение, и выдерживают образец до тех пор, пока величина проницаемости не стабилизируется. Циклы увеличения и длительной выдержки образцов керна повторяют не менее трех. Затем эффективные напряжения ступенчато уменьшают с количеством ступеней не менее пяти. Техническим результатом является определение закономерностей изменения пористости и проницаемости образцов керна при фильтрации флюида и воздействии эффективных напряжений различной величины до стабилизации проницаемости образцов керна минимум на трех режимах воздействия. 3 ил.

Наверх