SU1183868A1 - Apparatus for measuring water saturation rate of porous materials - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВОДОНАСШЩННОСТИ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ при различных давлени х вытеснени  воды нефтью, включающее гидравлически св занные между собой кернодержатель с керамической мембраной , средство дл  создани  перепада давлени , заполненное т желой жидкостью, и средство дл  измерени  перепада давлени , сосуд дл  вытесн кмцей жидкости, соединенный с баллоном со сжатым азотом, средство дл  измерени  количества вытесненной воды и манометр, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени  путем упрощени  конструкции устройства, € средство дл  создани  перепада дав (Л лени  вьтолнено в виде гибкой U-образной трубки, снабженной камерами и байпасной трубой с вентил ми , подсоединенной к ее концам. СХ) САЭ 90 Од эоA device for measuring the water permeability of porous materials at various pressures of water displaced by oil, including hydraulically interconnected core holder with a ceramic membrane, a means for creating a pressure differential filled with a heavy liquid, and a means for measuring the pressure drop, a pressure vessel, and a pressure vessel. with a pressurized nitrogen cylinder, means for measuring the amount of water displaced, and a pressure gauge, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy by simplifying the cons device chambers, means for creating pressure drop (Laziness is made in the form of a flexible U-shaped tube equipped with chambers and a bypass tube with valves connected to its ends. CX) SAE 90 Od eo

Description

1 one

. Изобретение относитс  к нефт ной промьшшенности, а именно к технике лабораторных экспериментов в области физики нефт ного пласта, и может быть использовано дл  изучени  структуры пористых сред, в частности горных пород - коллекторов нефти и газа, путем построени  зависимости между капилл рным давлением и водонасьпценностью пор в услови х, близких к пластовым.. The invention relates to the oil industry, namely to the technique of laboratory experiments in the physics of oil reservoirs, and can be used to study the structure of porous media, in particular rocks — oil and gas reservoirs, by constructing a relationship between capillary pressure and water density. in conditions close to the reservoir.

Цель изобретени  - повышение точности измерений за счет упрощени  конструкции установки.The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy by simplifying the installation design.

На фиг. 1 представлена схема устройства дл  измерени  водонасыщенности пористых материалов при различных давлени х вытеснени  воды нефтью; на фиг. 2 - график зависимости капилл рного давлени  от водонасьпценности.FIG. Figure 1 shows a diagram of a device for measuring the water saturation of porous materials at various pressures of water displacement by oil; in fig. 2 is a plot of capillary pressure versus water density.

Устройство содержит кернодержатель 1 с керамической мембраной 2, служащий дл  помещени  испытуемого образца 3. Усеченна  часть кернодержател  1 гидравлически соединена со средством дл  измерени  количества вытесненной воды, выполненный в виде пресс-бюретки А и смотрового глазка 5. Верхн   част кернодержател  гидравлически соединена с сосудом 6 дл  вытесн ющей жидкости. Дифференциальный манометр 7 гидравлически св зан с надмембранной и подмембранной част ми кернодержател  1 и с пресс-бюреткой 4 средства дл  измерени  количества вытесненной воды. Образцовый манометр 8 гидравлически соединен с сосудом 6 дл  вытесн ющей жидкости. Верхн   часть кернодержател  соединена с сосудом с вытесн ющей жидкостью через средство создани  перепада давлени , выполненное в виде гибкой и-образной трубки 9 с камерами 10 и 11 на каждом из ее концов и байпасной трубой 12 между ними. Один конец трубки 9 средства создани  перепада давлени  гидравлически св зан с над .мембранной частью кернодержател  1 и дифференциальным манометром 7, другой - с сосудом 6 дл  вытесн ющей жидкости, смотровым глазком 5 средства дл  измерени  вытесн емой воды. Гибка  и-образна  трубка 9 установлена так, что один из ее концов с установленной на нем камеройThe device contains a ceramic holder 1 with a ceramic membrane 2, which serves to place the test sample 3. The truncated part of the core holder 1 is hydraulically connected to the means for measuring the amount of water displaced, made in the form of a press burette A and a viewing eye 5. The upper part of the core holder is hydraulically connected to the vessel 6 for displacing fluid. The differential pressure gauge 7 is hydraulically connected with the supermembrane and submembrane portions of the core 1 and with the press burette 4 means for measuring the amount of water displaced. Exemplary manometer 8 is hydraulically connected to vessel 6 for displacing fluid. The upper part of the core holder is connected to the vessel with the displacing fluid through a means of creating a pressure differential, made in the form of a flexible u-tube 9 with chambers 10 and 11 at each of its ends and a bypass pipe 12 between them. One end of the tube 9 of the means for creating a pressure drop is hydraulically connected with the over-membrane part of the core 1 and the differential pressure gauge 7, the other with the vessel 6 for the displacing fluid, the viewing eye 5 of the means for measuring the displaced water. The flexible i-shaped tube 9 is installed so that one of its ends with a camera mounted on it

3868238682

перемещаетс  относительно другого конца в вертикальной плоскости на требуемое рассто ние. К баллону 13 со сжатым азотом подключены все 5 элементы через сосуд 6 дл  вытесн ющей жидкости. К сосуду 6 дл  вытесн ющей жидкости подключен вентиль 14, служащий дл  снижени  повышенного давлени  в устройстве.moves relative to the other end in the vertical plane to the desired distance. All 5 elements are connected to the cylinder 13 with compressed nitrogen through the vessel 6 for the propellant. A valve 14 is connected to the pressure vessel 6, which serves to reduce the overpressure in the device.

Соединительные трубки 15 св зьшают между собой все элементы и узлы устройства . The connecting tube 15 connects all the elements and components of the device.

Устройство работает следующим образом..The device works as follows.

5 Испытуемый образец 3, предварительно насыщенный минерализованной водой (моделью природной воды, содержащейс  в изучаемрй пористой среде ) , устанавливаетс  на мембране 25 Test sample 3, pre-saturated with saline water (a model of natural water contained in the porous medium under study), is mounted on a membrane 2

0 кернодержател  1. Элементы установки и св зывающие их соединительные трубки 15 заполн ютс  водой, аналогичной насыщающей образец, и нефтью (фиг. 1). Моделируемое пластовое0 core holder 1. The elements of the installation and connecting tubes connecting them 15 are filled with water, similar to saturating the sample, and oil (Fig. 1). Simulated reservoir

5 давление создаетс  во всех част х устройства и поддерживаетс  с помощью баллона 13 через сосуд 6 дл  вытесн ющей жидкости, а замер етс  и контролируетс  образцовым манометром 8. Перекрыв байпасную трубу 12, производ т перемещение крн;да трубки с камерой 10 заполненного ртутью задатчика капилл рного давлени  вниз относительно конца труб , ки с камерой 11. В результате5, the pressure is created in all parts of the device and maintained by means of a cylinder 13 through the displacement fluid vessel 6, and measured and monitored using an exemplary pressure gauge 8. Shutting off the bypass pipe 12, displaces the crank, and the tube with the chamber 10 filled with mercury capillary unit pressure down relative to the end of the tube, ki with chamber 11. As a result

создаетс  превышение давлени  несмачивающей жидкости в надкамерной части кернодержател  1 над давлением смачивающей жидкости в его подд мембранной части, которое контролируетс  дифференциальным манометром 7. При созданном перепаде давлени  происходит вытеснение жидкости из тех пор образца, где капилл рноеan excess of pressure of a non-wetting fluid in the above-chamber part of the core holder 1 is created above the pressure of the wetting fluid in its subfloor membrane part, which is controlled by a differential pressure gauge 7. When a pressure differential is created, the liquid is displaced from the sample where the capillary

5 давление меньше этого перепада. Замер количества вытесненной из образ ,ца воды производ т пресс-бюреткой 4, фиксиру  положение поверхности раздела вода - вытесн юща  фаза чеQ рез смотровой глазок 5. После оттока воды, заканчивающегос  в то врем , когда перепад давлени  равен капилл рному давлению в поровых каналах, вновь производ т перемещение камеры 10 и замер количества вытесненной из образца воды. После завершени  опыта перекрываетс  вентиль баллона 13 и сжатый5 pressure is less than this differential. The amount of water displaced from the image is measured by pressing the burette 4, fixing the position of the water-to-displacement interface through the peephole 5. After the outflow of water ending at the time when the pressure drop equals capillary pressure in the pore channels, the chamber 10 is again moved and the amount of water displaced from the sample is measured. Upon completion of the experiment, the valve of the cylinder 13 is shut off and the compressed

азот дл  понижени  давлени  в установке до атмосферного стравливаетс  через вентиль 14.nitrogen to reduce the pressure in the plant to atmospheric is vented through valve 14.

Таким образом, предлагаема  уст новка позвол ет производить измерени  водонасыщенности кернов в зависимости от капилл рного давлени  с учетом .пластовых условий с высокой точностью за счет того , что задатчик капилл рного давлени  обеспечивает плавное изменение перепада давлени  между вытесн емой и вытесн ющей жидкост ми.Thus, the proposed setup allows measurements of water saturation of cores depending on capillary pressure, taking into account the plastic conditions with high accuracy due to the fact that the capillary pressure adjuster provides a smooth change in the differential pressure between the displaced and displacing fluids.

Использование предлагаемого устройства способствует повьшению точности определени  нефтенасыщенности продуктивных коллекторов дл  подсчета запасов и проектировани  разработки месторождений.The use of the proposed device contributes to improving the accuracy of determining the oil saturation of productive reservoirs for calculating reserves and designing field development.

Средство дл  создани  пеперада давлени .выполнено в виде U-образной трубки и этим подобно жидкостному манометру. Использование гибкой трубки, заполненной ртутью, по пол ет за счет смещени  по вертикали одного из ее концов относительно другого, не примен   какихлибо механических устройств(пресссов или насосов высокого давлени ) устанавливать ртуть в коленах сообщакмцегос  сосуда на разных уровн х и этим создавать на полупроницаемой мембране перепад давлени , имитирующий капилл рное или менисковое давление в образце. Причем величина перепада давлени  определ етс  высотой относительно смещени  концов U-образной трубки; смещение концов U-образной трубки производитс  ступенчато вручную с любой величиной шага. Благода1838684The means for creating a pressure perad is made in the form of a U-shaped tube and thus is similar to a liquid manometer. Using a flexible tube filled with mercury, due to the vertical displacement of one of its ends relative to the other, without using any mechanical devices (presses or high-pressure pumps) to install mercury in the knees of a common vessel at different levels and create on a semipermeable membrane pressure drop simulating capillary or meniscus pressure in the sample. Moreover, the magnitude of the pressure drop is determined by the height relative to the displacement of the ends of the U-shaped tube; the ends of the U-shaped tube are shifted stepwise by hand with any step size. Thanks1838684

р  герметизации системы при создании перепада давлени  относительным перемещением концов U-образной трубки все узлы остаютс  в первоначальJ ном положении, что сводит к минимуму по вление каких-либо неисправностей . Выполнение трубки любой другой формы, например шарнирной, усложн ет конструкцию задатч жа, 10 так как по вл ютс  промежуточные элементы, которые снижают точность измерени , а вьтолнение задатчика в виде и-образной гибкой трубки повышает точность, так как исключаетс  f5 наличие промежуточных элементов.When the pressure is sealed by relative displacement of the ends of the U-shaped tube, all nodes remain in their original position, which minimizes the occurrence of any malfunctions. Making a tube of any other shape, such as a hinge, complicates the design of the target, 10 as intermediate elements appear that reduce the accuracy of measurement, and the setting of the adjuster in the form of an u-shaped flexible tube improves the accuracy, since f5 prevents the presence of intermediate elements.

На фиг. 2 представлен график, где показаны кривые зависимости капилл рное давление - водонасыщеиность,FIG. 2 is a graph showing capillary pressure-water saturation curves,

20 полученные дл  одного и того же образца керна в атмосферньпс услови х (q), а также при давлении 8 МПа и температуре 85 С при дренировании (Ь) и впитывании (с) смачивающей жидкости через полупроницаемую мембрану. Полученные данные свидетельствуют не только о достоверности достижени  цели изобретени , но и о том, что в пластовых20 obtained for the same core sample under atmospheric conditions (q), as well as at a pressure of 8 MPa and a temperature of 85 ° C during drainage (b) and absorption (c) of a wetting fluid through a semipermeable membrane. The obtained data testify not only to the reliability of achieving the goal of the invention, but also to the fact that in reservoirs

30 услови х при равном капилл рном30 conditions with equal capillary

давлении водонасыщенность коллекторов ниже на 1,5-6%, чем в атмосферных . Следовательно, на эту величину (в процентах от объема пор про , дуктивного пласта) будут занижены запасы нефти, если дл  их подсчета использовать зависимость полученную в атмосферных услови х. Использование изобретени  приводит к поди вьшению точности определени  нефтен асыщенности продуктивных пластов.pressure water saturation of reservoirs is 1.5-6% lower than in atmospheric. Consequently, oil reserves will be underestimated by this value (as a percentage of the volume of the pores of the pro duct), if for their calculation we use the dependence obtained in atmospheric conditions. The use of the invention leads to an increase in the accuracy of determining the oil saturation of productive formations.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВОДОНАСЫЩЕННОСТИ ПОРИСТЫХ МАТЕРИА-DEVICE FOR MEASURING WATER SATURATION OF POROUS MATERIALS- ЛОВ при различных давлениях вытеснения воды нефтью, включающее гидравлически связанные между собой кернодержатель с керамической мембраной, средство для создания перепада давления, заполненное тяжелой жидкостью, и средство для измерения перепада давления, сосуд для вытесняющей жидкости, соединенный с баллоном со сжатым азотом, средство для измерения количества вытесненной воды и манометр, о т л и чающееся тем, что, с целью повышения точности измерения путем _ упрощения конструкции устройства, SB средство для создания перепада давления выполнено в виде гибкой U-образной трубки, снабженной камерами и байпасной трубой с вентилями, подсоединенной к ее концам.VOC at various pressures of water displacement by oil, including a hydraulically interconnected core holder with a ceramic membrane, a means for creating a differential pressure filled with a heavy liquid, and a means for measuring the differential pressure, a vessel for the displacing liquid connected to a cylinder with compressed nitrogen, a means for measuring the amount of displaced water and a pressure gauge, which is characterized in that, in order to improve the measurement accuracy by _ simplifying the design of the device, SB means for creating a differential pressure in is satisfied in a flexible U-shaped tube provided with chambers and the bypass pipe with valves connected to its ends. Фиг.1Figure 1