Методические указания по выполнению ВЛР №1. Лабораторная работа 1 Определение остаточной нефтенасыщенности горных пород

• Название: Лабораторная работа 1 Определение остаточной нефтенасыщенности горных пород
• Дата: 29.11.2021
• Размер: 1.62 Mb.
• Имя файла: Методические указания по выполнению ВЛР №1.doc
• Тип: Лабораторная работа; #285711

Лабораторная работа №1
«Определение остаточной нефтенасыщенности горных пород»
Введение
Цель работы – определение остаточной нефтенасыщенности горных пород.

Нефтенасыщенность – это доля объема пор, занятая нефтью:
S_н = V_н/V_пор.
Для подавляющего числа пород-коллекторов начальная нефтенасыщенность (определяется до начала разработки месторождений) зависит от проницаемости горной породы (чем меньше проницаемость, тем меньше нефтенасыщенность). В дальнейшем (в процессе разработки месторождения) различают нефтенасыщенность среднюю для пласта-коллектора, а также нефтенасыщенность в зонах активного дренирования (подвергаемых непосредственному воздействию нагнетаемых рабочих агентов, например, в обводнённых зонах при заводнении нефтяных пластов) или в зонах, из которых нефть вытеснялась при естественных режимах истощения. Остаточная нефтенасыщенность — количество нефти в пласте, остающееся после ее вытеснения водой или газом по окончании эксплуатации данного пласта. Величина остаточной нефтенасыщенности зависит от капиллярного давления, существующего в отдельных мелких поровых каналах, в которых находится нефть.

Результаты определения нефтенасыщенности используются для подсчёта запасов и контроля за разработкой месторождения, а также при проведении различных мероприятий по увеличению нефтеотдачи пласта.

1 Теория

1.1 Описание и работа установки

На рисунке 1.1 представлена схема установки для определения остаточной нефтенасыщенности горных пород.



Рисунок 1.1 – Схема установки

Установка состоит из комплекта кернодержателей 8, с помещёнными в них пронумерованными образцами пород (3–5 штук). К кернодержателям через краны 6 с помощью водонагнетательной линии 5 присоединена напорная ёмкость 2, заполняемая перед опытом на ¾ водой. Избыточное давление воздуха над водой в ёмкости 2 создаётся компрессором 1 и контролируется манометром 3. Вытесняющая вода и вытесняемая из образцов породы «нефть» накапливается в мензурках 9.



Рисунок 1.2 – Кернодержатель с вмонтированным в него керном
Кернодержатель состоит из корпуса 4 (рисунок 1.2), на который навинчиваются крышки 1 и 5 с герметизирующими уплотнениями 3. В крышке 1 имеется контрольное отверстие, перекрывающееся герметизирующим винтом 2. Образец породы (керн) 6 цилиндрической формы устанавливается внутрь корпуса 4 с использованием герметизирующих уплотнений 3 с обоих торцов керна. Стрелками показано одно из двух возможных направлений движения прокачиваемого воздуха (флюида).

1.2 Выполнение работы

В данной работе используются образцы пород, насыщенные «нефтью». Перед проведением работы все краны 6 закрыты. Ёмкость 2 заполняется на ¾ водой через отверстие 4. Открывается кран 6 над первым слева кернодержателем и выворачивается герметизирующий винт 7. При появлении надписи «Жидкость достигла кернодержателя, закройте герметизирующий винт», он завинчивается до упора, а кран 6 закрывается. Эта операция повторяется со вторым кернодержателем, затем – с третьим и т.д. По окончании этой предварительной части работы вся система от напорной ёмкости 2 до торцов образцов породы в кернодержателях оказывается заполненной водой.

На отверстие 4 навинчивается герметизирующая крышка и в ёмкости 2 создаётся избыточное давление, контролируемое манометром 3. В ходе работы, при необходимости, заданное давление поддерживается периодической работой компрессора 1. После создания необходимого избыточного давления краны 6 над всеми кернодержателями 8 одновременно открываются.

После прохождения через какой-либо кернодержатель трёх (или четырёх) объёмов порового пространства воды кран 6 этого кернодержателя закрывается. Количество вытесненной «нефти» и вытесняющей воды фиксируется по мерным делениям на соответствующей мензурке. Объёмы порового пространства каждого из пронумерованных образцов по каждой скважине известны из таблицы 1.1. Опыт проводится до тех пор, пока через все кернодержатели не пройдёт по три (или по четыре) объёма воды

Результаты лабораторной работы вносятся в отчет – таблицу 1 (аналог таблицы 1.2), в которой:

– объём вытесненной «нефти» из образца породы;

– остаточная нефтенасыщенность образца породы.

В эту же таблицу записываются значения проницаемости образцов породы и поровый объем V пор из таблицы 1.1.

Таблица 1.1 – Результаты определения коэффициента абсолютной проницаемости горных пород

Номер скважины	Номер образцов	, МПа	V, м3	t,°С	, м2	Vпор, см3
2101	1 2 3 4 5 6 7 8	0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1	0,0034 0,0063 0,0116 0,0288 0,0324 0,0368 0,0389 0,0431	180 180 180 180 180 180 180 180	162 300 552 1371 1542 1752 1852 2051	13,81 6,77 9,56 8,45 7,95 8,51 4,69 4,76
Примечание: МПа; м; м; м2; мкПа∙с

Таблица 1.2 – Результаты определения остаточной нефтенасыщенности образцов пород скважины № 2101

Показатели	Номера образцов породы
	1	2	3	4	5	6	7	8
, см3	7,81	7,77	7,56	8,16	8,34	8,51	8,69	8,76
, см3	3,47	4,14	4,98	7,16	7,52	7,86	8,11	8,30
, доли ед.	0,556	0,467	0,341	0,122	0,099	0,076	0,067	0,052
, м2	162	300	552	1371	1542	1752	1852	2051

По данным таблицы 1.2 строится графическая зависимость остаточной нефтенасыщенности от проницаемости горных пород (рисунок 1.3).



Рисунок 1.3 – Зависимость остаточной нефтенасыщенности образцов горных пород от их проницаемости

Формулируется вывод о зависимости остаточной нефтенасыщенности от проницаемости.

1.3 Варианты заданий для выполнения и оформления лабораторной работы

Выполнение данной лабораторной работы осуществляется по вариантам, показанным в таблице 1.3. Для каждого варианта задания значения объёма вытесненной «нефти» определяются в ходе виртуальной работы, т.е. в каждом варианте задания исследуются по 5 образцов пород. Размеры керна определяются в ходе проведения работы.

Таблица 1.3

Вариант	номера исследуемых образцов
1	1	2	6	7	8
2	1	2	4	5	7
3	1	4	5	7	8
4	1	2	4	5	7
5	2	3	4	5	8
6	1	2	4	7	8
7	1	2	3	4	8
8	1	3	4	6	7
9	1	3	5	6	8
10	1	5	6	7	8
11	4	5	6	7	8
12	3	4	5	6	8
13	2	3	5	6	8
14	1	3	4	7	8
15	1	3	5	6	8
16	1	4	6	7	8
17	1	2	4	5	6
18	1	3	5	6	7
19	1	2	5	6	8
20	1	2	5	7	8
21	1	2	3	4	8
22	2	5	6	7	8
23	1	2	6	7	8
24	1	2	3	4	8
25	1	2	3	7	8
26	1	3	4	5	8
27	4	5	6	7	8
28	1	2	4	6	7
29	1	2	3	5	6
30	2	3	4	5	6
31	1	3	6	7	8
32	1	3	4	6	8
33	1	2	3	4	6
34	1	3	5	7	8
35	1	2	4	6	7
36	1	2	4	6	8
37	4	5	6	7	8
38	3	4	5	6	7
39	1	4	6	7	8
40	2	3	4	5	8

2 Оборудование

2.1 Активные клавиши

Для работы в этой лабораторной работе применяются следующие клавиши:

W, S, A, D – для перемещения в пространстве;

F2, E – аналоги средней клавиши манипулятора (при первом нажатии берется объект, при последующем – ставится);

Ctrl – присесть;

Z – визуальное приближение.

F10 – выход из программы.



Рисунок 2.1 – Активные клавиши клавиатуры



Рисунок 2.2 – Функции манипулятора
Левая клавиша манипулятора (ЛКМ) – управление объектами (в режиме манипуляции).

Средняя клавиша манипулятора (СКМ) – взять (применить) объект (в режиме манипуляции). Также данная клавиша позволяет проводить ускоренную работу с некоторыми объектами (например, ускоренное закручивание (откручивание) рукоятки тормозного устройства).

Правая клавиша манипулятора (ПКМ) – переход в режим манипуляции (управление объектами), возврат в режим навигации (перемещения по сцене).

Примечание: При появившемся курсоре невозможно перевести взгляд вверх и стороны.

2.2 Оборудование в лабораторной работе

В лаборатории находится шкаф вытяжной, по обе стороны которого расположены столы покрытые плиткой, шкаф с приборами и реактивами.

В верхнем отделении шкафа присутствуют коробка с образцами керна, составные элементы установки, канистра с водой.

Объем кернодержателя – 45 см³.



Рисунок 2.3 – Верхнее отделение шкафа



Рисунок 2.4 – Штатив и компрессор

В вытяжном шкафу установлены штатив для установки и компрессор.

На столе справа от вытяжного шкафа находится канистра для отработанного материала.



Рисунок 2.5 – Установка в сборе

3 Порядок выполнения работы

1. Откройте коробку, кликом на поверхность полки положите крышку. Переместите пенал с образцом на стол слева от вытяжного шкафа. Извлеките образец.

2. Затем снимите замеры образца, для чего возьмите в руки линейку и примените:

• 
  к торцу образца – для измерения диаметра образца;
  
• 
  к цилиндрической части образца - для измерения длины образца.
  

3. Установите бак (2, рисунок 1.1) на штатив.

4. Прикрепите к штативу кернодержатели, предварительно поместив в них образцы керна (можно упоместить керн после полной сборки схемы). Снимите крышку с кернодержателя, примените к нему керн, закройте крышку и установите кернодержатель на место соответствующее схеме.

Примечание: в ходе эксперимента можно задействовать не все кернодержатели, при этом у незадействованных кернодержателей нельзя открыть соответствующие им краны (6) и винты (7), согласно рисунку 1.1.

5. Соедините шлангами элементы установки.

6. Установите мензурки под кернодержатели.

7. Выкрутите винт-пробку (4, рисунок 1.1) и налейте в бак ¾ воды от его объема. Винт-пробку пока не закручивайте.

8. Выкрутите герметизирующий винт (7) на кернодержателе и откройте соответствующий кран (6). Вода пройдет по соединяющемум шлангу. После появления сообщения «Жидкость достигла кернодержателя, закройте герметизирующий винт», следует закрыть винт и пока не будет закручен винт (7), дальнейшие действия невозможны.

9. Повторите п. 8 с оставшимися кернодержателями (где есть керн).

Примечание – При выкрученном винте (7) можно открыть только соответствующий ему кран (6); одновременно 2 крана или 2 винта открыть нельзя.

10. После того, как винты (7) закручены, закрутите крышку на баке и включите компрессор зеленой кнопкой на его передней панели – в баке за 2 с создастся избыточное давление в 0,01-0,012 МПа, что будет регистрироваться манометром (3).

Примечание – При щелчке на манометр выводится увеличенный вид его показаний.

11. Затем появится надпись «Откройте краны доступа к кернодержателям», и пока не будет открыт один из кранов с керном (остальные с керном откроются автоматически) процесс дальше не пойдет.

12. Далее вода начнет движение по кернодержателю до мензурок (9), при этом уровень в баке снова спадет. Через 1 мин. из кернодержателя в мензурку начнет бежать тонкая струйка темной жидкости. Процесс истечения будет длиться 4 мин., за это время в мензурке накопится жидкость состоящая из 2-х слоёв: верхний слой – нефть; нижний слой – вода, запишите показания мензурок

Примечание – При щелчке на мензурку выводится увеличенный вид показаний

13. Далее компрессор выключится и появится надпись «Процесс вытеснения нефти из образцов завершен». Можно разбирать установку: керны в пеналах поместите в коробку, воду с нефтью из мензурок перелейте в канистру с отработанными жидкостями.

14. После установки новых образцов можно продолжить опыт.

4 Отчет

ОТЧЁТ

по лабораторной работе №1

«Определение остаточной нефтенасыщенности горных пород»

1.Цель работы__________________________________________________

_______________________________________________________________

2. Составные элементы установки_________________________________

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

3. Цена деления используемых измерительных приборов______________

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

4. Геометрические размеры керна__________________________________

5. Номера образцов_______________________________________________

6. Заполненная таблица 1.

Таблица 1 – Результаты определения остаточной нефтенасыщенности образцов пород скважины № образцов пород скважины №…. (аналог таблицы 1.2)

Показатели	Номера образцов породы
, см3 (из таблицы 1.1 с учетом варианта)
, см3 (значения, полученные в ходе выполнения работы)
, доли ед (рассчитанные, по зависимости )
, м2 (из таблицы 1.1 с учетом варианта)

7. Построенная «Зависимость остаточной нефтенасыщенности образцов пород от их проницаемости (аналог рисунок 1.3).

8. Выводы______________________________________________________

_______________________________________________________________
Работу выполнил________________________________________________

Отчёт принял____________________________________________________

«______»_______________________200_г.

5 Контрольные вопросы

1. Перечислите основные элементы установки данной лабораторной работы для определения остаточной нефтенасыщенности горных пород.

2. Опишите порядок выполнения данной лабораторной работы.

3. Запишите формулу для определения остаточной нефтенасыщенности образца горной породы по результатам данной лабораторной работы.

4. Назовите категории насыщенности горных пород флюидами и запишите их формулы.

5. Дайте объяснение причин нелинейности графика зависимости остаточной нефтенасыщенности образцов горных пород от их проницаемости.

Литература

1. Гиматудинов Ш.К., Дунюшкин И.И., Нагорный Л.А. Сборник лабораторных работ по курсу «Физика нефтяного пласта» / Ш.К. Гиматудинов, И.И. Дунюшкин, Л.А. Нагорный. – М.:МИНГ, 1987. – 68 с.: ил.

2. Гиматудинов Ш.К., Ширковский А.И. Физика нефтяного и газового пласта: Учебник для вузов / Ш.К. Гиматудинов, А.И. Ширковский. – М.:ООО ТИД «Альянс», 2005. – 311 с.: ил.

3. Желтов Ю.П. Разработка нефтяных месторождений: Учебник для вузов / Ю.П. Желтов. – М. ОАО «Изд-во «Недра», 1998. – 365 с.: ил.

4. Медведев Ю.А. Физика нефтяного и газового пласта: Курс лекций / Ю.А. Медведев. – Тюмень:ТюмГНГУ, 2000. – 158 с.: ил.

5. Филин В.В., Медведев Ю.А. Разработка нефтяных месторождений: Учебно-методическое пособие / В.В. Филин, Ю.А. Медведев. – Тюмень:ТюмГНГУ, 2007. – 74 с.: ил.

Авторы

Лабораторная работа «Определение остаточной нефтенасыщенности горных пород» по дисциплине «Физика пласта»
Методическое обеспечение: к.т.н. Филин В.В., доцент кафедры «Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений» ГОУВПО «ТюмГНГУ» в г. Нефтеюганск
Редактор: Яковлев О.В.

3D-графика: Елесин А.С.

Script-программирование: Кузьминых А.