Лабораторная работа №7

Моделирование состояния остатосной водонасыщенности

Методом центрифугирования

(Определение водоудерживающей способности пород)

Остаточной водонасыщенностью называется величина, характеризующая степень заполнения порового пространства породы водой, оставшейся в ней в полностью сформированной залежи углеводородов и не извлекаемой из породы в процессе при эксплуатации этой залежи. Величина остаточной водонасыщенности характеризуется коэффициентом остаточного водонасыщенности Кво.

Для исследования допускается использование образцов пород, отобранных из продуктивного интервала на любой стадии разработки месторождений и при использовании в бурении скважин любых промывочных растворов.

Исследования ведутся на образцах цилиндрической формы, высверленных из куска керна в направлении параллельно напластованию породы, проэкстрагированных и высушенных в сушильном шкафу.

В основе метода лежит воздействие на образец насыщенный водой центробежными силами, возникающими при кручении образца в центрифуге. Вытеснению воды из породы препятствуют капиллярные, силы. В начале, с увеличением числа оборотов ротора центрифуги, жидкость вытесняется из крупных пор, за счет перепада давления на торцах образца, когда перепад превысит величину капиллярного давления, развиваемого в них менисками.

При дальнейшем увеличении числа оборотов центрифуги жидкость вытесняется из пор меньшего размера. С некоторого момента повышение числа оборотов ротора практически перестаёт влиять на количество оставшейся в порах воды. Эту воду и считают остаточной

Измеряя количество выделившейся жидкости как функцию числа оборотов ротора, можно построить зависимость "капиллярное давление - водонасыщенность. Опыт на центрифуге может воспроизводить вытеснение воды нефтью и газом. В центрифуге под давлением центробежных сил между фазами возникает давление (Р), равное капиллярному, значение которого определяется формулой:

Р = 4,04 Rnh (ρ₁- ρ₂),

где: R - радиус вращения (принимается равным расстоянию от центра оси центрифуги до середины длинны образца), м;

n - число оборотив ротора центрифуги в секунду, h - длина образца, м;

ρ₁, ρ₂ - плотность воды, насыщающей образец и плотность вытесняющей фазы соответственно, (при вытеснении воздухом можно принять ρ₂ = О).

Порядок работы

Путём взвешивания определяют массу сухого образца с точностью до 0,001 г и насыщают его дистиллированной водой под вакуумом.

После насыщения взвешивают образец и определяют объем воды в породе. Керн помешается в пробирку, которая вставляется в стакан ротора центрифуги. В целях уравновешивания центрифуги в противоположный стакан помещается груз приблизительно равный массе керна. Включив центрифугу с закрытой крышкой доводят число оборотов ротора до 500 в минуту и вращают образец с этой скоростью 5 минут.

После остановки центрифуги, извлекают исследуемый образец и путём взвешивания устанавливают массу оставшейся воды в керне и текущий коэффициент водонасыщенности.

В дальнейшем вновь помешают образец в центрифугу и повторяют вращение образца при оборотах вращения ротора 1000, 2000, 3000, 4000, 5000 в минуту и времени вращения при этой скорости 5 минут. При этом каждый раз определяют массу оставшейся воды в керне и текущий коэффициент водонасыщенности.

Текушии коэффициент водонасыщенности определяется по формуле:

Кв = (Mn – M1) / (M₂ –M₁),

где: M₁ - масса сухого образца, г.;

M₂ - масса образца полностью насыщенного водой, г;

M_n - массы образца после каждого режима центрифугирования, г.

По результатам опыта строится графическая зависимость "капиллярное давление - коэффициент текущей водонасыщенности". По этому графику устанавливают коэффициент остаточной водонасыщенности и он равен такому значению, когда при увеличении капиллярного давления величина коэффициента водонасыщенности остаётся постоянной.

При изготовлении образцов ось цилиндров должна быть ориентирована параллельно плоскости напластования; маркировку образцов и их дальнейшую подготовку (экстракцию, отмывку, сушку и насыщение подготовленных образцов пластовой водой или ее моделью) производят в соответствии с ГОСТ 26450.1 -85.