Устройство для определения содержания связанной воды в горной породе

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 300480 (2 ) 2919011/18-25 51)М. Кл,з с присоединением заявки йо 6 01 И 9/30 Государствеииый комитет СССР ио делам изобретеиий и открытий(23) Приоритет -Опубликовано 30.12.81, Бюллетень Йо 48Дата опубликования описания Эц 12.814) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАН СВЯЗАННОЙ ВОДЫ В ГОРНОЙ ПОРОДЕнеизменным до тех пор, пока не наступит состояние равновесия, т.е. пока не прекратится поступление жидкости из образца в поддон. Когда при данном числе оборотов достигается равновесие отсчитывают количество жидкости в поддоне (стеклянной пробирке), после чего число оборотов центрифуги повыша ют.Если образец породы вращать в центрифуге при различных постоянных скоростях, то можно получить необходимые данные для построения полной кривой капиллярнаго давления. Кривую строят известным образом в координатах фкапиллярное давление - остаточ,ная водонасыщенность", по которой можно определить содержание связанной воды или остаточной водонасыщенности в любой точке пласта по высоте над уровнем свободной поверхности воды. Основным преимуществом определения содержания связанной воды с помощью центрифуги является быстрое проведение экспериментов 21.Однако опыт исследования образцов горных пород. с низкой проницаемостью, характерной для глубокозалегающих залежей (а их количество в перспективе все увеличивается) покаИзобретение относится к технике. косвенного определения содержания связанной или остаточной водонасыщенности в горной породе по кривым капиллярного давления.Известен прибор для измерения капиллярного давления при помощи полупроницаемой перегородки ) 1 .Основной его недостаток заключается в том, что весь цикл определения 1 О кривой капиллярного давления занимает много времени.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство 15 для определения содержания связанной воцы в горной породе, содержащее центрифугу, на роторе которой установлены стаканы с кернодержателями для образцов породы с поддонами. Для иэмере.20 ния капиллярного давления этим устройством зкстрагированный и взвешенный после сушки образец породы насыщают жидкостью и вновь взвешивают после чего его укрепляют в кернодер кателе. На роторе укреплены четыре кернодержателя. Затем включают центрифугу н постепенно увеличивают скорость ее вращения до начальной максимальной. Число оборотов сохраняется 30зывает, что процесс вытеснения жицкости иэ таких пород по сравению с высокопроницаемыми породами и в центрифуге протекают медленно, т.е. ес-. ли вся кривая капиллярного давления для высокопроницаемых пород может быть получена за несколько часов, ,то для ниэкопроницаемых пород это время может исчислиться сутками.Цель изобретения - сокращение времени определения содержания связанной воды. 10указанная цель достигается тем, что в устройстве для определения содержания связанной воды в горной породе, содержащем центрифугу, на роторе которой прикреплены стаканы 15 .с кернодержателями для образцов породы с поддонами, каждый кернодержатель выполнен наборным иэ секций, размеценных на разных расстояниях от оси вращения ротора, причем каждая секция щ снабжена индивидуальным поддоном.На Фиг.1 показана схема центрифуги, на фиг.2 - схема стакана с наборным кернодержателем для образцов породы с поддонами; на фиг.3 - график кривой капиллярного давления, построенной до результатам измерений.Устройство для определения содержания связанной воды в горной породе по кривой капиллярного давления представляет собой центрифугу, к роторукоторой прикреплены стаканы 2 с кернодержателями, которые выполнены наборными из секций 3, расположенных на разных расстояниях от оси вращения ротора, в каждой иэ которых находит- З 5 ся образец 4 исследуемой породы с поддоном 5,цля сбора вытесненной из негО жидкостиНа стакан 2 одевается крышка б.Устройство работает следующим об разом.В каждую секцию 3 наборного кернодержателя, в дно которой вставлен стеклянный градуированный поддон 5 для сбора вытесненной жидкости, поме ща т экстрагированный образец 4 породы, который должен быть взвешен до и после насыщения на 100 пластовой водой или моделью пластовой воды. Затем секции 3 с образцами 4 породы и поцдонами 5 вставляют в стаканы 2, которые закрывают крышками б. После этого включают центрифугу и плавно выводят на такую скорость вращения, которая в самом удаленном 55 от оси ротора 1 образце 4 породи создает перепад давления, соответствующий максимальной высоте (положению) породы над уровнем свободной поверхности воды в пласте, При этом в ос- щ 0 тальных образцах пород создаваемые перепады давления будут меньше максимального во столько раз, во сколько раз эти образцы ближе расположены к оси ротора 1, 65 Приложенная в центру образца 4породы сила - капиллярное давлениеопределяется путем перевода скорости вращения в единицы силы по формулеР, =1,11 10 ( - Я )и гЬ, (1)где Р - перепад давления между водойКи воздухом;и - плотности воды и воздуха,г/смз;и - число оборотов в минуту;Ь - высота образца , см;г - радиус вращения, см.Когда выделение воды иэ образцов4 породы прекращается (для отсчетовв поддонах 5 уровней вытесненной воды используется стробоскопическаялапма), их извлекают из центрифугии взвешивают с целью контроля содержания связанной воды, определяемогопо формулеГ: -- - 100,Сз - С (2)1 и 3 Вгде ( - содержание связанной водыв процентах от объема пор;С - вес сухого образца, г;С - вес образца после центрифу 9гирования, г;Ч - объем пор в образцеСа-С 1(У=: (С - вес образца,насыщеййого водой, г0 - удельный вес воды при данВной температуре,По полученным,цанным, напримерпо четырем-пяти точкам (в каждыйкернодержатель помещается 4-5 образцов), строится график зависимости содержания связанной воды в породе откапиллярного давления - кривая капиллярного давления для лабораторныхусловий.По известным зависимостям капиллярное давление в условиях пластарассчитывается по лабораторным данным и приводится к графику распределения насыщенности по высоте залежи,который здесь не приводится.Таким образом, например, центрифуга ЦЛР (центрифуга лабораторная рефрижераторная), серийно выпускаемаяФрунзенским заводом, оснащенная наборным кернодержателем, становится устройством, обесПечивающим экспрессноеопределение содержания связанной воды в низкбпроницаемых горных породах.Очевидно, что время определения,по сравнению с известными устройствами уменьшается во столько раэ, восколько раэ больше одновременно исследуется образцов и той же породыпри разных Йерепадах давления (капиллярных давлениях).При стандартных размерах,исследуемых образцов (длиной и диаметром 3 см )предлагаемое устройство позволяетуменьшить время определения, например,в четыре-пять раз, так как оно обеспечивает при одной скорости вращения получение данных - четырех-пяти точек, необходимых для построения кривой капиллярного давления.Формула изобретенияУстройство для определения содержачия связанной воды в горной породе, содержащее центрифугу, на роторе которой установлены стаканы с кернодержателями для образцов породы с поддонами, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью сокращения времениопределения, кернодердатели выполнены наборными из секций, размещенныхна разных расстояниях ст оси вращения ротора, причем каждая снабженаиндивидуальным поддоном,Источники информации,принятые во внимание при экспертиае1. Патент США Р 4112836, кл.73/23,1978.2. Амикс Дж. и др. Физика нефтяного пласта. М., Гостоптехиздат",1962, с.136-137 (прототип).Тираж 910 Государственного комитет елам изобретений и открыт Москва, Ж, Рауюская