Способ определения капиллярного давления в образце горной породы

П АНИЕ ИЗ Н СТВУ б а АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР М ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ% АВТОРСКОМУ СВИД(72) В.М.Подгорнов и И.Юсефаль (71) Московский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимичес кой и газовой промышленности им. И.М.Губкина(56) 1. Авторское свидетельство СС У 794213, кл. Е 21 В 49/00, 1977.2. Гудок Н.С. Изучение физических свойств пористых сред. М., 1 Не ра", 1970, с. 85-89 (прототип).(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАПИЛОГО ДАВЛЕНИЯ В ОБРАЗЦЕ ГОРНОЙ ПОРОДЫ, включающий погружение о р зца горной породы в жидкость, его пропитку и определение веса жидкости, поступающей в образец, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения его информативности путем определения величины и направления действия результирующей капиллярных сил, непрерывно регистрируют изменение веса образца, определяют вес жидкости, поступившей в образец, определяют разность между весом жидкости, поступившей в образец, и изменением веса образца в процессе пропитки, по которой определяют величину и направление действия резуль- ффе тирующей капиллярных сил и величину капиллярного давления.и, кроме того, с его помощью определяется величина капиллярного давления без учета кинетики процесса капиллярной пропитки,Наиболее близким по технической 20 сущности и достигаемому результату к предложенному способу является 25 способ определения капиллярного давления в образце горной породы, вклю- чающий погружение образца горной породы в жидкость, его пропитку и определение веса жидкости, поступающей в образец 2,Недостатком данного способа является то, что принудительный характер вытеснения жидкости или газа из образца горной породы искажает ис 35 тинное значение регистрируемой величины капиллярного давления и делает невозможным учет кинетики процесса пропитки путем определения направления действия капиллярного давления40 .в процессе пропитки,Целью изобретения является повышение информативности способа путемопределения величины и направлениядействия результирующей капиллярных 45сил,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу определениякапиллярного давления в образце горной породы, включающему погружение 50образца горной породы в жидкость,его пропитку и определение веса жидкости, поступающей в образец, непрерывно регистрируют изменение весаобразца, определяют вес жидкости, по ступившей в образец, определяют разность между весом жидкости, поступившей в образец, и изменением веса Изобретение относится к нефтяной и газовой промьшленности, в частности к способам определения характеристик продуктивных пластов, и может быть использовано для определения 5 величины и направления действия капиллярного давления в призабойной зоне пласта в процессе вскрытия его бурением.Известен способ измерения величи ны капиллярного давления в образце пробы, отобранном иэ продуктивного пласта, по величине давления вытеснения из образца насьппенной жидкости с помощью манометра 1,15Недостатком этого способа является то, что ои, не рассчитан для работы с газонасьгщенными образцами образца в процессе пропитки, по которой определяют величину и направление действия результирующей капиллярных сил и величину капиллярногодавления.На фиг, представлена схема регистрации силы, действующей на образец горной породы 1, погруженный вжидкость 2, с помощью измерителя силы 3, соединенного с образцом с помощью стержня 4 и регистратора 5;на фиг.2 изображены зависимости отвремени проиитки С веса жидкости,проникающей в образец (кривая 1),изменения начальной силы, действующейна стержень 4 в смачивающей жидкости (кривая 2) и несмачивающей жидкости (кривая 3),П р и м е р, Образец породы 1 погружают в жидкость 2. Для исключения влияния боковых эффектов боковая поверхность образца покрываетсяслоем изолирующего материала, например эпоксидной смолой.Образец подвешивается на стержнесигнал от которого передаетсяна измеритель силы 3 и фиксируетсярегистратором 5. За начало отсчетапринимают начальное значение силы(7 =0), действующей на стержень 4.В зависимости от направления действия результирующей капиллярных силизменение веса образца, фиксируемого по изменению действующей силы,может идти как в сторону. увеличения(Р и ),так и в сторону снижения начального веса (-Г ),Поскольку одновременно в образецпоступает жидкость, вес которой С(С)увеличивает вес образца, то измеритель 3 регистрирует сумму капиллярных сил и силы от веса жидкости, поступившей в образец,Результируюшая капиллярная силаопределяется из выраженияР =аР (С)-С.Разность между весом жидкости, поступившей в образец, и изменением веса образца в этот момент является величиной капиллярной силы. Капиллярное давление в этот момент соответствует этой силе, отнесенной к площади поперечного сечения пор образца.Определение количества жидкости, проникающей в образец, может производиться любым известным методом, в том числе по данным капиллярной про11214питки. Для этого процесс пропиткипроводят до полного насыщения образ-,ца, т.е. до момента прекращения действия капиллярных сил на образец,когда Ь Р ( ) =С, ( )5Известно, что координата фронтапропитки Х и изменение веса жидкости С (ь) связана следующей зависимостью с продолжительностью процесса: 10х=п 4". =с,Л),где П - коэффициент капилляропроводимости;ль - время.Следовательно, имея конечную координату фронта пропитки (в концепроцесса координата Х равна длинеобразца) и время, в течение которогопроникающая в образец жидкость полностью заполнила паровое пространство, можно получить зависимость весажидкости, пропитывающей образец, отвремени пропитки (см.фиг.2. Накладывая эту зависимость на регистрируемое во врЕмени изменение начальногоусилия на образец, получают один извариантов пропитки с положительнойили отрицательной величиной капиллярной силы.,В таблице приводится пример опре 30деления капиллярного давления попредлагаемому способу для образцапесчаника. проницаемость 31,8 мкм2пористость 11,77, длина 0,55 см,диаметр 1,15 см, 67 остаточной воды 0,1 н.ИаС 1), пропитываемого фильтратом пресного бурового раствора,обработанного Е карбоксиметилцеллюлозы (КЬЩ) .Как показано в таблице стабилизация показаний наступила через 381 мин.ОЭтому моменту соответствовало прекращение действия капиллярной силы 11 4и изменение веса образца, равное+54, 10Н, за счет жидкости, которая внедрилась в образец,Для определения веса жидкости, поступившей в образец, в различныеэтапы пропитки необходимо перемножить показатель С/Л (для приведенного примера показатель равен54 110 2Н) и величину корня квадрат 381ного из времени. Разность графы 2и 3 даст величину капиллярной силы(графа 4 ), а учет площади поперечного сечения пор - величину капиллярного давления графа 5).Предложенным способом можно определить величину капиллярного давления на.образец, действующего в процессе капиллярной пропитки,Имея эти значения, можно целенаправленно управлять процессами капиллярной пропитки, в том числе в промысловых условиях для ограниченияглубины проникновения фильтрата бурового раствора в продуктивный коллектор под действием капиллярных сил.Для выполнения исследований предлагаемым способом требуется значительно меньше времени. Способ даетболее точное значение величины капиллярного давления и позволяет определить направление действия капиллярной силы.За счет сокращения времени на производство экспериментов и их обработку ожидаетсч получить экономию 2 руб, на один эксперимент. Поскольку по одной скважине производится около 200 определений, то экономический эффект только за счет сокращения времени на лабораторные исследования составит 400 руб. на одну скважину.1121411 ю миФ. Корректор И,Муска 7901/25 Тираж 564 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ Подписное филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель И.КарбачинскаяРедактор М,Недолуженко Техред З,Палий