Способ исследования пористости и проницаемости образцов керна



Способ исследования пористости и проницаемости образцов керна
Способ исследования пористости и проницаемости образцов керна
Способ исследования пористости и проницаемости образцов керна
Способ исследования пористости и проницаемости образцов керна

 


Владельцы патента RU 2625536:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем нефти и газа РАН (ИПНГ РАН) (RU)

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.
Наверх