Материалы п р фп. Материалы Л Р ФП. Методические указания к лабораторным работам для студентов направления 21. 03. 01
 Скачать 0.76 Mb.
|
Лабораторная работа № 6. Определение остаточной водонасыщенности методом центрифугированияЦель работы: определение остаточной водонасыщенности образцов керна методом центрифугирования. Основные теоретические сведения: В продуктивных пластах нефтяной и газовой частей залежи содержится вода. Эту воду, оставшуюся со времени образования залежи, называют остаточной. Состояние остаточной воды и начальное распределение нефти, воды, газа определяется: – структурой порового пространства; – составом пород; – физико-химическими свойствами пород; – физико-химическими свойствами жидкостей и газов; – количеством и составом остаточных вод и др Вытеснению воды из породы препятствуют капиллярные силы. Вначале с увеличением частоты вращения ротора центрифуги жидкость вытесняется из крупных пор, когда перепад давления на торцах образца превысит капиллярное давление в менисках. При дальнейшем увеличении частоты вращения ротора жидкость вытесняется и из пор меньшего размера. С некоторого момента повышение частоты вращения ротора центрифуги перестает влиять на количество остающихся в порах воды. Исследуемый образец породы предварительно очищают от нефти (экстрагируют), высушивают до постоянного веса, взвешивают в сухом состоянии на аналитических весах. Сухой образец насыщают под вакуумом водой пластовой минерализации или 5%-ным раствором хлорида натрия (NаСI); вторично взвешивают в насыщенном состоянии. На дно стаканчика центрифуги помещают кусочек марли или ваты дли впитывания отжатой воды во избежание всплескивания ее во время остановки центрифуги. В стаканчик опускают полую цилиндрическую подставку высотой от 10 до 25 мм. Затем на алюминиевом решетчатом диске с тонкой ручкой в стаканчик погружают образец породы цилиндрической формы диаметром 2,5 см и длиной 3 см. Стакан центрифуги закрывают резиновой пробкой с кольцом во избежание втягивания ее в пробирку при вращении центрифуги. Резиновая пробка должна иметь в середине небольшое выпускное отверстие для снятия давления. При центрифугировании насыщенного водой керна в воздухе вода вытесняется и замещается воздухом до тех пор, пока не достигается остаточная водонасыщенность. В центрифуге используют короткие керны, но несмотря на небольшую высоту керна, между фазами развиваются большие перепады давления:  , (11)где ΔP – перепад давлений между фазами 1 и 2; ρ1, ρ2 – плотность двух флюидов в пористой среде; g – ускорение силы тяжести; h – высота керна, см. Значительные перепады давления происходят из-за большого ускорения при высоких скоростях вращения. Перепад определяется по следующей зависимости:  , (12)где n - число оборотов, мин-1; r - радиус вращения, см; h - высота керна, см. Формула (12) необходима в случаях построения кривых капиллярного давления. Для получения кривых капиллярного давления используют промежуточные скорости вращения и для каждого равновесного состояния измеряют число оборотов центрифуги и объем вытесненной воды. По окончании центрифугирования образец вновь взвешивается на аналитических весах, после чего определяется остаточная водонасыщенность  , (13)где α – остаточная вода от объема пор, %; m1 – масса сухого образца, г; m2 - масса образца после центрифугирования, г; Vпор – объем пор в образце:  , (14)где m3 – масса образца, насыщенного водой, г; ρв – плотность воды при данной температуре. Работа проводится во всех четырех стаканчиках центрифуги собязательным уравновешиванием их по весу. Если хорошо сцементированные образцы горных пород при центрифугировании сохраняются в структурном состоянии, то слабо сцементированные -разрушаются. Очень слабые рыхлые породы еще до центрифугирования при вакуумировании и насыщении их водой разваливаются и переходят в бесструктурное состояние. В этих случаях определение остаточной воды можно провести моделированием: засыпать разрушенную породу (песок) в специальные алюминиевые стаканчики с решетчатым дном и насытить поровое пространство водой. Центрифугируя и отжимая из модели гравитационную воду можно подсчитать остаточную водонасыщенность по формуле (13). Однако, сопоставление результатов определения остаточной водонасыщенности пород, находящихся в структурном и бесструктурном состояниях, показало, что в первом случае ее содержится больше, чем во втором. При этом ошибка в определении остаточной воды, связанная с разрушением породы, колеблется от 16 до 40 %. Используемое оборудование и материалы: - Центрифуга типа ЦЭ-3 с предельным количеством оборотов ротора 6200 об/мин.; - вакуум-насос; - 5%-ный раствор хлористого натрия (NaСI); - аналитические весы; - кусочек марли или ваты. Порядок выполнения лабораторной работы: 1. Стаканы извлекаются из центрифуги, ополаскиваются и высушиваются в сушильном шкафу при 105ºС; 2. Замеряются геометрические размеры образцов; 3. Образцы керна помещаются в стаканы (Рис. 5) и устанавливаются в центрифугу; 4. Центрифуга включается при 6200 об/мин (по умолчанию) и далее процесс вращения центрифуги продолжается 30мин., после чего ее можно выключить;  Рис. 5 – Разрез центрифужного стакана. 1 – крышка; 2 – стакан; 3 – образец; 4 – прокладка из фильтровальной бумаги; 5 – песок; 6а – чехол из проволочной сетки; 6б – кольцо из резины или пластмассы; 7 – нижняя часть стакана (съёмная); 8 – пробка; 9 – дробь; а) - металлический; б) – пластмассовый 5. Стаканы извлекаются из центрифуги; По окончании центрифугирования образец взвешивается на аналитических весах определяется остаточная водонасыщенность по формуле (13). Вопросы для самопроверки и защиты лабораторной работы: 1. Какие вам известны категории проницаемости пород-коллекторов? 2. Почему введено понятие абсолютной проницаемости породы? 3. Какие факторы влияют на величину фазовой проницаемости? 4. Назовите основные узлы установки ГК-5. 5. Как записывается расчетная формула? |