МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНОЙ ВОДОНАСЫЩЕННОСТИ

Получению точных данных о водонасыщенности мешает загрязнение кернов промывочным раствором, особенно если промывочная жидкость имеет водную основу. Большинство пород-коллекторов гидрофильны, и содержащаяся в породе вода разбавляется или частично вымывается промывочным раствором. Чтобы выяснить степень замещения и вымывания остаточной воды и из кернов, при колонковом бурении применялись индикаторы: ацетон, мышьяк, пропанол, глюкоза, текстроза, обработанная октанолом,., для предотвращения брожения, и др. Однако удалось только выявить загрязнение кернов фильтратом бурового раствора, которое особенно увеличивалось в сильно проницаемых кернах.

Р. Шильзиус (1938) предложил применять при бурении промывочные жидкости на нефтной безводной основе, считая, что они не оказывают влияние на содержание связанной воды в породе. Исключение составляют только весьма проницаемые коллекторы, из которых вытесняется часть воды вследствие инфильтрации нефти из раствора.

Исходя из предположения, что в процессе добычи нефти связанная вода остается неподвижной, считается маловероятной возможность вытеснения нефтью воды, содержащейся в породе, при выбуривании кернов с применением нефти. В результате поставленного эксперимента доказано, что в процессе бурения с применением раствора на нефтяной основе водонасыщенность изменяется очень мало и может при анализе отобранных кернов рассматриваться как начальная водонасыщенность породы.

Подавляющее большинство залежей газа и нефти содержит воду только в пленочном и капиллярном - связанном состояниях. Существующие прямые и косвенные методы рассчитаны на суммарное опреде

ление этих форм воды.

С помощью соответствующих приборов определяют содержание воды в образце и общую потерю веса образца после экстрагирования и высушивания.

Сумма коэффициентов насыщенности породы нефтью, водой и газом равна единице, поэтому газонасыщенность определяется по разности. Количество нефти, содержащейся в образце, определяют вычитанием веса извлеченной воды из общей потери в весе.

Водонасыщенность образца породы методом перегонки определяют дистилляционными методами Дива и Старка (образец погружен в кипящий растворитель), Закса, Юстера, Сокслета, Ролла и Талиаферро (образец установлен над кипящим растворителем). Растворителем служит ксилол, толуол. В приборе Дина и Старка после окончания дистилляции воды патрон вместе с образцом переносят в сокслет для окончательной экстракции нефти.

При методах С. Юстера (1944), С. JI. Закса (1947) дистилляция и полное экстрагирование осуществляются в одном аппарате, без переноса патрона с образцом в сокслет. При исследовании крупных образцов керна, содержащих 5-10 см³ воды, последние методы дают точность определения: до 2 %. По разности весов до и после экстракции определяют суммарную насыщенность образца водой и нефтью. Из полученной суммарной насыщенности путем вычитания веса отогнанной воды находят вес нефти, а затем делением этого веса на ее плотность определяют объем. Из полученных данных можно подсчитать водонефтенасыщенностъ в процентах к поровому пространству.

Коэффициентом водонасыщенности q называется отношение соответственна объема воды, содержащихся в поровом пространстве породы, к объему пор Vп выраженное в процентах.

Кв = Vв/Vп*100 %.

Определение насыщенности проводят с помощью аппаратов Дина и Старка, а также Закса.

ПРЯМЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДОНАСЫЩЕННОСТИ КОЛЛЕКТОРОВ

При определении и водонасыщенности прямым методом объектом испытания могут быть образцы пород, отобранные при бурении из необводненного продуктивного горизонта (интервала горизонта) при использовании в качестве промывочной жидкости растворов на нефтяной основе (РНО) или растворов, нефильтрующихся в пористую среду. Образцы должны быть надёжно законсервированы непосредственно на буровой и доставлены в лабораторию с соблюдением предосторожностей.

 

Необходимая аппаратура и принадлежности

 

Аппарат Закса (ЛП-4), аналитические весы, букс, толуол.

Рис. 3.1. Аппарат Закса

Описание аппаратуры

 

Аппарат Закса (рис. 3.1) состоит из колбы (4), стеклянной ловушки (2), калиброванной но 10 см³, стеклянного холодильника и стеклянного цилиндра (3) с дном из пористого стекла (фильтра). Колба, ловушка и холодильник тщательно прищлифовываются друг к другу для устранения утечки паров растворителя через места соединения. В процессе работы цилиндр с керном помещают в горловину колбы на специальные выступы. В верхней части цилиндра имеются два отверстия, в которых закрепляют проволочную дужку для удобства извлечения цилиндра из колбы.

 

Порядок работы

Разгерметизированный образец керна и очистив его от раствора и шлама, из серединной части керна откалывают кусок произвольной формы и помещают его в бокс, чтобы избежать испарения жидкости с поверхности образца. Если после определения - и водонасыщенности планируется использовать именно этот же кусок керна для других видов исследования, то тогда готовится специальный образец. Для этого из керна с помощью алмазной коронки и с использованием машинного масла высверливается образец цилиндрической формы. Путём взвешивания образца в бюксе, а затем отдельно бюкса определяют массу образца с точностью до 0,001 г. Помешают образец в цилиндр. Наливают в колбу (до половины) толуол и установив цилиндр с образцом в горловину, собирают прибор.

Подключают холодильник к воде, (вода поступает снизу вверх) и включают электропечь. Подогрев колбы регулируют таким образом, чтобы образец породы всё время был погружен в растворитель и вместе с тем растворитель не переливался через край цилиндра.

Вода, находящаяся в поровом пространстве образца, в процессе перегонки скапливается в ловушке и анализ считается законченным, когда дальнейшее увеличение объёма воды не наблюдается. Растворитель, находящийся над уровнем воды в ловушке, становится совершенно прозрачным.

Капли воды в случае их конденсации в трубке холодильника поступают в ловушку, а затем измеряется объем выделившейся из образца воды.

В отдельных случаях (при слабопроницаемых породах с осмолившейся нефтью) по окончании дистилляции воды рекомендуется, удалив толуол из колбы, произвести дополнительную экстракцию четырёххлористым углеродом.

После окончания экстрагирования печь выключают, растворителю из цилиндра дают стечь. Цилиндр с образцом извлекают и высушивают в термостате до постоянной массы. Объём нефти в образце определяют из выражения:

Vh = (М₁ - М ₂ - Vb Yb) / Yh. (3.1)

Коэффициент нефтенасыщенности в долях единицы будет равен:

Кн - Vh Yo / Мп М ₂- (3.2)

Коэффициент водонасыщенности в долях единицы будет равен:

Кв = Vb Yo / Мп М ₂. (3.3)

В формулах (3.1) - (3.3) используются следующие обозначения:

Vн - объём нефти в образце, см³;

Кн - коэффициент нефтенасыщенности, доли единиц;

Кв - коэффициент водонасыщенности, доли единицы;

Vв - объем воды, выделившегося из образца, см^J;

M₁ - масса образца насыщенного нефтью, водой, г;

М₂ - масса экстрагированного и высушенного образца, г;

Yн - плотность нефти, г/см³;

Yb - плотность воды, г/см³;

Yo - кажущая плотность породы, г/см³;

Мп - полная пористость, доли единицы.

Расчёт коэффициентов производится с точностью до 0,001.

Контрольные вопросы.

1. Назовите виды воды, насыщающей поровое пространство горной породы?

2. Какую воду относят к остаточной воде?

3. Какими факторами обусловлена неподвижность воды в поровом пространстве горной породы?

4. Какие методы моделирования и определения остаточной водонасыщенности коллекторов нефти и газа Вы знаете?

Лабораторная работа №7

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: