Устройство для измерения водонасыщенности пористых материалов

( 9) (01 1 Я 7/10 всю13 )Л 1, ЯКА ФЩт ИЗОБРЕТЕНИ 13 ОПИ АВТОРСК ОВ при различ ения воды неф авлически свя ых давлениях вытесе гидью, включа анные межд обоий мемя пере керамическ т тво для создан заполненноеранои ада д ой жид яжеле средство дл тью ия, с для нныи отом количеств вытеси -етр, о т м что с измерения ью путем строиства, ерепада дав гибкой 0 -об ои камера- вентиляро ед ни разми ми концам. СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Методическое руководство поизучению почвенной структуры.Под ред. И.Б. Ревута, - Л.; Колос1969, с. 305-307.Мархасин И.Л. Физико-химическамеханика нефтяного пласта. - М.:Недра, 1977, с. 170"171.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯВОДОНАСЬШЕННОСТИ ПОРИСТЫХ МАТЕРИА мерения перепада давл вытесняющей жидкости, с баллоном со сжатым ство для измерени ненной воды и ман чающеесяповышения точност ения конструкции тво для созданиявыполнено в виде й трубки, снабжен байпасной трубой одсоединенной к е25 Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к технике лабораторных экспериментов в области физики нефтяного пласта, и может быть использовано для изуче ния структуры пористых сред, в частности горных пород - коллекторов нефти и газа, путем построения зависимости между капиллярным давлением и водонасыщенностью пор в условиях, близких к пластовым.Цель изобретения - повышение точности измерений за счет упроще- ния конструкции установки.На фиг. 1 представлена схема устройства для измерения водонасыщенности пористых материалов при различных давлениях вытеснения воды.нефтью; на фиг, 2 - график зависимости капиллярного давления 20 от водонасьпценности.Устройство содержит кернодержатель 1 с керамической мембраной 2, служащий для помещения испытуемого образца 3. Усеченная часть кернодержателя 1 гидравлически соединена со средством для измерения количества вытесненной воды, вы" полненный в виде пресс-бюретки 4 и смотрового глазка 5. Верхняя часть З 0 кернодержателя гидравлически соединена с сосудом 6 для вытесняющей жидкости. Дифференциальный манометр 7 гидравлически связан с надмембранной и подмембранной частями кернодержателя 1 и с пресс-бюреткой 4 средства для измерения количества вытесненной воды. Образцовый манометр 8 гидравлически соединен с сосудом 6 для вытесняющей жидкости. Верхняя часть кернодержателя соединена с сосудом с вытесняющей жидкостью через средство создания перепада давления, выполненное в виде гибкой П-образной трубки 9 с камерами 10 и 11 на каждом из ее концов и байпасной трубой 12 между ними. Один конец трубки 9 средства создания перепада давления гидравлически связан с над .мембранной частью кернодержателя 1 и дифференциальным манометром 7, другой " с сосудом 6 для вытесняющей жидкости, смотровым глазком 5 средства для измерения вытесняемой , воды. Гибкая П-образная трубка 9 установлена так, что один иэ ее концов с установленной на нем камерой перемещается относительно другого конца в вертикальной плоскости на требуемое расстояние. К баллону 13 со сжатым азотом подключены все элементы через сосуд 6 для вытесняющей жидкости. К сосуду 6 для вытесняющей жидкости подключен вентиль 14, служащий для снижения повышенного давления в устройстве. Соединительные трубки 15 связывают между собой все элементы и узлы устройства.Устройство работает следующим образом,Испытуемый образец 3, предварительно насьпценный минерализованной водой (моделью природной воды, содержащейся в изучаемой пористой среде), устанавливается на мембране 2 кернодержателя 1. Элементы установки и связывающие их соединительные трубки 15 заполняются водой, аналогичной насыщающей образец, и нефтью (фиг. 1). Моделируемое пластовое давление создается во всех частях устройства и поддерживается с помощью баллона 3 через сосуд 6 для вытесняющей жидкости, а замеряется и контролируется образцовым манометром 8. Перекрыв байпасную трубу 12, производят перемещение кон,ца трубки с камерой 10 заполненного ртутью задатчика капиллярного давления вниз относительно конца трубки с камерой 11. В результатесоздается превышение давления несмачивающей жидкости в надкамернойчасти кернодержателя 1 над давлением смачивающей жидкости в его подмембранной части, которое контролируется дифференциальным манометром7. При созданном перепаде давленияпроисходит вытеснение жидкостииз тех .пор образца, где капиллярноедавление меньше этого перепада. Замер количества вытесненной из образца воды производят пресс-бюреткой 4, фиксируя положение поверхностираздела вода - вытесняющая фаза через смотровой глазок 5. После оттока воды, заканчивающегося в товремя, когда перепад давления равен капиллярному давлению в поровых каналах, вновь производят перемещение камеры 10 и замер количества вытесненной из образца воды.После завершения опыта перекрывается вентиль баллона 13 и сжатый1183868 4ря герметизации системы при создании перепада давления относительнымперемещением концов У-образной трубки все узлы остаются в первоначальном положении, что сводит к.минимуму появление каких-либо неисправностей. Выполнение трубки любойдругой формы, например шарнирной, усложняет конструкцию задатчика,1 О так как появляются промежуточныеэлементы, которые снижают точностьизмерения, а выполнение задатчика ввиде У-образной гибкой трубки повышает точность, так как исключаетсяналичие промежуточных элементов. азот для понижения давления в установке до атмосферного стравливается через вентиль 14.Таким образом, предлагаемая установка позволяет производить измерения водонасыщенности кернов в зависимости от капиллярного давления с учетом .пластовых условий с высокой точностью за счет тоние перепада давления между вытесняемой и вытесняющей жидкостями.Использование предлагаемого устройства способствует повышению точности определения нефтенасыщенности продуктивных коллекторов для подсчета запасов и проектирования разработки месторождений.Средство для создания пеперада .давления выполнено в виде Б-образной трубки и этим подобно жидкостному манометру. Использование гибкой трубки, заполненной ртутью, поз- поляет за счет смещения по вертикали одного из ее концов относительно другого, не применяя каких- либо механических устройств(пресссов или насосов высокого давления), устанавливать ртуть в коленах сообщающегося сосуда на разных уровнях и этим создавать на полупроницаемой мембране перепад давления, имитирующий капиллярное или менисковое давление в образце. Причем величина перепада давления определяется высотой относительно смещения концов У-образной трубки; смещение концов Б-образной трубки производится Ступенчато вручную с любой величиной шага. Благодаго, что задатчик капиллярного давления обеспечивает плавное измене.На фиг. 2 представлен график, гдепоказаны кривые зависимости капиллярное давление - водонасыщенность, 20 полученные для одного и того жеобразца керна в атмосферных условиях (4), а также при давлениио8 МПа и температуре 85 С при дренировании (Ы и впитывании (С) сма чивающей жидкости через полупроницаемую мембрану. Полученные данныесвидетельствуют не только о достоверности достижения цели изобретения, но и о том, что в пластовых ЗО условиях при равном капиллярномдавлении водонасыщенность коллекторов ниже на 1,5-67, чем в атмосферных. Следовательно, на эту величину (в процентах от объема пор продуктивного пласта) будут заниженызапасы нефти, если для их подсчетаиспользовать зависимость полученную в атмосферных условиях. Использование изобретения приводит к повышению точности определения нефтенасыщенности продуктивных пластов.1183868 Рк, Кгс/сн ь ХО бд 7 Р РОдс 0 сносыщаниасть и Составитель А, Домбровскаа Техред О.Ващишина едактор А. Ши и Подписное тета СССРкрытыйнаб., д.4 атент", г. Уагород, ул. Проектная Филиал э 6264/44 Тираж ВНИИПИ Государс по делам иэо 113035, Москва, Ж