Способ определения количества воды в горныхпородах и устройство для его осуществления

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и и 8280) 8 Союз Соеетскик Социалистических Республик(72) Авторы изобретени б; 47-;.чт,Дфд.ьстртйЩаеь,у Д. Н. Кузьмичев и М. С. Баго 1) Заявитель авказский государственный научно-исследов проектный институт нефтяной промышленнос вер(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВАВОДЫ В ГОРНЫХ ПОРОДАХ И УСТРОЙСТВОДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к способам определения количества связанной воды в горных породах и может быть использовано для определения связанной воды в образцах пород нефтяных и газовых месторождений.Известны способы определения связанной воды в горных породах путем замещения воды, содержащейся в образце, керосином и измерения ее количества 1.Основным недостатком способа динамического замещения воды керосином или нефтью является большая длительность опытов, доходящая до 2 - 6 мес., что весьма ограничивает и внедрение этого способа.Известен также способ определения количества воды в горных породах путем центрифугирования образца породы, выделения из него связанной воды и измерения ее количества 21.Известно устройство для осуществления этого способа, содержащее центрифугу, подвесную корзину, размещенную в центрифуге, расположенный в корзине стакан для образца породы и перфорированный поддон, помещенный на дно стакана 21.Недостатком известных способов и устройства является неточность определения содержания связанной воды в образце горной породы, обусловленная тем, что при вращении образца в центрифуге в нем возникают изменяющиеся по его длине тангенциальные напряжения растяжения, приводящие к увеличению раскрытости микро трещин и размеров пор, а следовательно, ик увеличению объема вытесненной воды, т. е. к уменьшению содержания связанной воды в образце породы при фиксированной скорости вращения центрифуги. В ряде 10 случаев образец породы разрушается приего вращении в центрифуге.С целью повышения точности определения за счет компенсации напряжения растяжения в образце породы, в процессе 15 центрифугирования образца на его боковую поверхность воздействуют противодавлением, а устройство снабжено эластичной манжетой, установленной в стакане снаружи поддона и образца, и уравновешиваю щим материалом, расположенным междустенкой стакана и манжетой, при этом уравновешивающий материал выбирается с объемным весом, определяемым по формулеои т - объемный вес и коэффициентПуассона исследуемого образца породы;бокового давления уравновешивающего матерала;уж - удельный вес жидкости, насыщающей образец породы,На чертеже схематически изображен продольныи разрез части общего вида устройства,Устройство для определения количества связанной воды в горных породах включает центрифугу 1 на черт. не показана), подвесную корзину 1, стакан 2, эластичную манжету 3 с перфорированным поддоном 4, через которую на образец породы 5 передается внешнее противодавление, развиваемое уравновешивающим материалом б при вращении центрифуги.Сборка и работа устройства осуществляются следующим образом,На дно резиновой манжеты 3 помещают поддон 4 и вставляют исследуемый образец Ь, насыщенныи жидкостью, 5 атем эластичную манжету 3 с поддоном 4 и образцом 5 помещают в стакан 2. Образованное кольцевое пространство между стенкой эластичной манжеты 3 и стаканом 2 заполняют уравновешивающим материалом б до уровня верхнего торца образца 5. Подготовленное таким образом устройство (центрифуга) с образцом приводится во вращение, при котором уравновешивающий материал развивает внешнее противодавление на образец породы, препятствующее образованию в нем напряжений растяжения, искажающих результаты определения содержания связанной воды в образце породы, По объему жидкости, вытесненной из образца породы в поддон, судят о количестве связаннои воды в образце породы при заданной скорости вращения центрифуги, т, е, при заданном капиллярном давлении,11 р и м ер. цля эксперимента из одного куска алевролита были изготовлены два ооразца диаметром 2 см и длиной 5 см. Пористость алевролита составляла 15, объемный вес от=2,3 г(см, коэффициент Пуассона =0,18. 11 осле поедварительного вакуумирования оба образца были насыщены минерализованной водой удельного веса 7 ж=1,02 г/смз (чтобы исключить набухание цементирующего материала породы).,Цля упрощения эксперимента в качестве уравновешивающего материала была использована жидкость, Это исключило необходимость определения величины коэффициента бокового давления который для жидкостей равен единице. По формуле рассчитали необходимый удельный вес уравновешивающего материала (жидкости)- 2,3+ 11 -- 1,43 г/смф.Таким удельным весом обладает, например, 80-ный раствор сахара, который и 10 15 20 2 д 30 35 40 45 50 55 00 054был использован в опытах в качестве уравновешивающего материала. Условия опытов и полученные результаты по новому и старому способам приведены в таблице. Длитель отеря одеряан е связанной воды, ъ Скорость вращения центрифуги, обими н Способ центрифу- гирования ность вращен я, ч водона- сыщенноси,Известный Р) 2300 14,5 35,5 11 редлагае- мый 2300 0,0 00,4 Анализ приведенных в таблице результатов определений содержания связанной воды в образце породы по старому и новому способам показывает, что потеря воды образцом породы при центрифугировании по известному способу и на известном устройстве в 1,5 раза оольше, чем по предлагаемому спосооу и на предлагаемом устройстве.Предлагаемый способ обеспечивает более высокую точность определения содержания связанной воды в породе, а следовательно, и более точный подсчет запасов нефти. (. этой точки зрения оценить эффект не представляется возможным, хотя он и очевиден.другой стороны предлагаемый способ не требует дополнительных затрат, необходимых для получения того же эффекта при старом способе центрифугирования - затраты на изготовление стального патрона 11 р, 50 коп,) для жесткого крепления в нем образца породы с помощью эпоксиднои смолы (50 коп,),11 ри исследовании 300 образцов в год экономия (А) составитА = ЗОО )( (1,5+ 0,5):= 600 руб. Формула изобретения 1, Способ определения количества воды в горных породах путем центрифугирования ооразца породы, выделения из него воды и измерения ее количества, о тл и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения за счет компенсации напряжений растяжений в образце по. роды, в процессе центрифугирования образца на его боковую поверхность воздействуют давлением.2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее центрифугу, подвесную корзину, размещенную в центрифуге, расположенный в корзине стакан для образца породы, и перфорированный поддон, помещенный на дно стакана, отличающееся тем, что оно снабжено эластичной манжетой, установленной в стакане снаружи828018 4 б У Составитель Л. Тарасов Редактор Н. Потапова Техред А. Камышникова Корректор В. Нам Заказ 1006/16 Изд,325 Тираж 915 ПодписноеИПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр Сапунова, 2 поддона и образца, и уравновешивающим материалом, расположенным между стенкой стакана и манжетой, при этом уравновешивающий материал выбирается с объемным весом, определяемым по формуле где у и- объемный вес и коэффициент Пуассона исследуемого образца породы; у, и , - объемный вес и коэффициент 6бокового давления уравнове.шивающего материала;рж - удельный вес жидкости, насыщающей образец породы.5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Амикс Дж. и др. Физика нефтяногопласта. М., Гостоптехиздат, 1963, с. 134 -137.10 2. Ханин А. А. Остаточная вода в коллекторах нефти и газа. М., Гостоптехиздат,1963, с. 28 - 37 (прототип),