Методические указания по дисциплине «Вскрытие и разобщение продуктивных пластов» для лабораторных работ специальности 130504. 65 «Бурение нефтяных и газовых скважин» всех форм обучения (стр. 2 из 7)

Рисунок 1 - График суммарного гранулометрического состава

Выводы

1 Степень неоднородности частиц - отношение размера частиц, при котором сумма масс фракций составляет 60 % общей массы (абц. т. А на рисунке 1), к размеру частиц, при котором сумма масс фракций равна 10 % (абц. т. В на рисунке 1).

2 Базовый размер частиц породы, - размер частиц породы, соответствующий размеру отверстий сита, через которое прошло 50 % от всей массы частиц (абц. т. С на рисунке 1).

Контрольные вопросы к лабораторной работе № 1

1 Какие породы являются коллекторами?

2 Основные типы коллекторов.

3 От чего зависят коллекторские свойства пород?

4 Что такое гранулометрический состав пород?

5 Суть ситового метода анализа для определения гранулометрического состава пород.

6 Что такое степень неоднородности частиц?

7 Что такое базовый размер частиц?

1.3 Лабораторная работа № 2

Тема: Определение коэффициента открытой пористости.

Пористостью называют пустоты в горной породе, не заполненные твердым веществом. Ее оценивают коэффициентом пористости

равным отношению суммарного объема пустот породы (образца) ко всему объему образца V (в долях единицы или процентах):

(1)

Различают пористость общую (полную), которая учитывает суммарный объем пор, и пористость эффективную (открытую), которая учитывает только поры, сообщающиеся между собой.

В зависимости от размеров пор различают (по И.М. Губкину) сверхкапиллярные поры (диаметром более 0,5 мм), в которых жидкость может свободно перемещаться, капиллярные поры (0,5 - 0,0002 мм), в которых характер перемещения жидкости и газа зависит от поверхностного взаимодействия стенок пор и жидкости; субкапиллярные поры (диаметром менее 0,0002 мм) - в которых действие молекулярных сил имеет определяющее значение и жидкость практически не перемещается.

Чем однороднее пласт по составу и по размерам слагающих частиц, тем выше его пористость. Чем крупнее частицы, слагающие пласт, тем больше размеры пор. Пористость продуктивных пластов (терригенных и карбонатных) колеблется от 5 до 40 %.

Сущность метода определения коэффициента открытой пористости путем насыщения образца жидкостью заключается в определении объема пустотного пространства образца (по разности масс сухого и насыщенного жидкостью образца), его внешнего объема (по разности масс насыщенного жидкостью образца в воздухе и в насыщающей его жидкости), и вычислении коэффициента пористости путем деления первого объема на второй.

Оборудование и реактивы

1 Устройство для насыщения образцов (рисунок 2).

2 В качестве жидкости насыщения применяют керосин, дистиллированную воду, модель пластовой воды.

Примечание. Жидкость насыщения не должна вызывать набухание породы, отслаивания частиц, деформации образца, вступать с веществом породы в химическое взаимодействие, быть токсичной.

1 - сосуд для насыщающей жидкости; 2 - запорный кран; 3 - емкость для насыщения образцов; 4 - трехходовой кран; 5 - ловушка для предотвращения попадания жидкости в вакуумный насос; 6 - вакуумметр; 7 - вакуумный насос; 8 - запорный кран вакуум-насоса и заполнения системы атмосферным воздухом.

Рисунок 2 - Принципиальная схема устройства для насыщения образцов

Подготовка к лабораторной работе

1 Образцы правильной формы изготавливают из куска керна, путем его обрезки, обточки и шлифовки (массой от 20 до 800 г).

2 Керосин очищают от смол двух- или трехкратной фильтрацией его через силикагель марки АСК (в адсорбционных колонках) или путем перегонки.

3 Модель пластовой воды готовят путем растворения в дистиллированной воде солей, преобладающих в составе пластовой воды.

Проведение лабораторной работы

Образцы, предварительно высушенные при температуре (105±2 °С) до постоянной массы M₁, взвешивают с точностью до 0,001 г для образцов массой менее 20 г, и с точностью до 0,01 г, для образцов массой более 20 г.

Насыщение образцов жидкостью проводят следующим образом:

1 Взвешенные образцы устанавливают в кристаллизатор и помещают в емкость 3 устройства для насыщения (см. рисунок 2).

2 В сосуд 1 заливают жидкость насыщения.

3 Вакуумируют раздельно образцы и рабочую жидкость. Жидкость вакуумируют до прекращения интенсивного выделения пузырьков газа.

4 По истечении времени вакуумирования закрыть кран вакуум-насоса 8 и произвести слив небольшого количества отвакуумированной жидкости через кран 2 таким образом, чтобы слой жидкости покрыл дно в емкости 3 на высоту 1,0 см для создания условий капиллярной пропитки.

5 Поднимать уровень жидкости в емкости 3 по мере повышения уровня капиллярной пропитки.

6 По окончании капиллярной пропитки уровень жидкости должен быть не менее 1,0 см над поверхностью образцов. Жидкость вакуумируют до прекращения интенсивного выделения пузырьков газа.

7 Выключить вакуум-насос, медленно открыть кран 8 и извлечь емкость 3 с образцами.

8 Оставить образцы в жидкости для донасыщения при атмосферном давлении, либо поместить в аппарат высокого давления и донасытить при давлении 5,0-15,0 МПа. После этого контролируют массу насыщенного образца взвешиванием в воздухе до получения постоянного значения (2-3 раза).

9 После окончания процесса насыщения и донасыщения образцы взвешивают гидростатически, определяя массу образца, погруженного в жидкость - М₂. Для этого насыщенные образцы подвешивают на леске и опускают в стакан с отвакуумированной рабочей жидкостью, находящейся на левой чаше весов, так, чтобы образец не касался стенок и дна стакана в момент взвешивания. Уровень жидкости в стакане в момент достижения равновесия должен быть приведен к одной и той же отметке для всех образцов. Определяют массу образца, помещенного в жидкость с подвеской (М₂+а). По окончании гидростатического взвешивания определяют гидростатическую массу подвески - а.

10 После завершения гидростатического взвешивания проводят взвешивание насыщенных образцов в воздухе. Для этого образец вынимают из емкости 3 и удаляют избыток жидкости с его поверхности фильтровальной бумагой, смоченной в этой же жидкости, или обкатыванием образца на стекле до тех пор, пока поверхность образца не потеряет блеск и не станет матовой. Определяют массу насыщенного жидкостью образца в воздухе - М₃.

Обработка результатов

1 Результаты взвешивания, определение плотности жидкости насыщения (с точностью до 0,01 г/см³) и вычисление открытой пористости заносят в таблицу 2.

2 Коэффициент открытой пористости

, % вычисляется по формуле

(2)

где M₁ - масса сухого образца горной породы, г;

М₂ - масса насыщенного жидкостью образца горной породы в насыщающей

жидкости, г;

М₃ - масса насыщенного жидкостью образца горной породы в воздухе, г.

Таблица 2 - Форма и пример записи результатов при определении

коэффициента открытой пористости

Масса сухого образца, М1, г	Гидростатическое взвешивание		Масса жидкости в порах образца, (М3-M1), г	Масса вытесненной жидкости, (М3-М2), г	Открытая пористость, Кп, %	Плотность жидкости насыщения, δж, г/см3	Объемная плотность, δп, г/см3	Кажу- щаяся минерало-гическая плотность, δк.м.п., /см3
	масса насыщенного образца в жидкости, М2, г	масса насыщенного жидкостью образца в воздухе, М3, г
34,944	21,156	35,907	0,963	14,751	6,5	1,06	2,51	2,69
551,53	326,37	578,92	27,39	252,55	10,8	1,08	2,35	2,63

3 По результатам взвешивания образца определяют объемную плотность

, г/см³, по формуле

(3)

где

- плотность жидкости насыщения, г/см³.

4 Кажущаяся минералогическая плотность

, г/см³ определяется по формуле

(4)

Контрольные вопросы к лабораторной работе № 2

1 Различие общей и эффективной пористости, единицы измерения пористости?