Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 [ 7 ] 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

При ртутной порометрии отмытый от нефти сухой образец помещают в камеру, заполняемую ртутью после вакуумирования. Ртуть вдавливается в поры образца специальным прессом при ступенчатом повышении давления. Радиус пор, в котором при этом вдавливается ртуть, определяется по формуле

Рк = . (1.23)

где - капиллярное давление;

а - поверхностное натяжение (для

ртути а = 480 мДж/м); 6 - угол смачивания (для ртути

можно принять 6 = 140°); R - радиус пор. С повышением давления от до Ра в камере прибора ртуть вдавливается только в те поры, в которых приложенное давление преодолело капиллярное давление менисков ртути, т. е. ртуть войдет в поры, радиус кото-

п 2а cos 9 рых изменяется от /?! = --- до

d 2а cos 9 - g

Л 2 =-. Суммарный объем этих

пор, очевидно, будет равен объему ртути, вдавленной в образец при повышении давления от р до р. Повышая постепенно давление в камере прибора, образец заполняют ртутью до тех пор, пока он не перестанет ее принимать. При этом регистрируют объемы ртути, вдавленной в образец, и соответствующие им давления. Содержание в образце пор различного размера определяют по описанной методике.

При изучении распределения пор по размерам методом «полупроницаемых (или малопроницаемых) перегородок» обычно пользуются прибором, схема которого изображена на рис. 1.11. Образец2, насыщенный жидкостью (водой или керосином), устанавливают в камере 2 на полупроницаемую перегородку 3, также насыщенную жидкостью. В качестве полупроницаемой перегородки используются керамические, фарфоровые или другие плитки, размеры пор которых значительно меньше средних пор образца. Жидкость из керна вытесняется азотом, давление которого создается внутри камеры 2 и регистрируется манометром 4. При повышении давления азот вначале проникает в крупные поры образца и жидкость из них уходит через поры мембраны 3 в градуированную ловушку 5, Азот из камеры 2 через мембрану 3 может прорваться только тогда, когда давление в ней превысит капиллярное давление менисков в порах мембраны. Повышая ступенями давление в камере 2 и регистрируя

Рис. 1.11. Прибор для изучения распределения пор по размерам методом «полупроницаемых перегородок».

1- образец; 2 - камера; 3 - мембрана (полупроницаемая перегородка); 4 - манометр; 5 - градуированная ловушка; в - пружина.

соответствующие объемы жидкости, вытесненные в ловушку при различных давлениях, по формуле (1.23) определяют состав пор по размерам.

Результаты анализа обычно изображают в виде дифференциальных кривых распределения пор по размерам (рис. 1.12), откладывая по оси абсцисс радиусы поровых каналов в микронах, а по оси

ординат F (R) = изменения объема пор, приходящиеся на единицу изменения их радиуса.

32,05 30 3* г,т»

Рис. 1.12. Дифференциальная кривая распределения пор по их размерам (по Ф. И. Котяхову). Проницаемость образца 2,57 мкм, пористость 23,5%.

По данным Ф. И. Котяхова метод «полупроницаемых перегородок» дает несколько заниженные результаты. Это, по-видимому, происходит потому, что при расчетах по формуле (1.23) угол смачивания 6 принимается равным нулю. Если предположить, что при вытеснении керосина воздухом или азотом из образца угол 6 = 45°, результаты опытов совпадают в большей степени.

Измерения показывают, что радиусы пор, по которым в основном происходит движение жидкостей, находятся в пределах 5-30 мкм.

Распределение пор по размерам можно также исследовать центробежным методом. Сущность его заключается в том, что при вращении насыщенного жидкостью образца развиваются центробежные силы, способствующие истечению из пор жидкой фазы. При вращении керна в центрифуге с возрастающей скоростью жидкость удаляется нз нор уменьшающегося размера. В процессе опыта регистрируют

объемы жидкости, вытекающие из образца при соответствующей скорости вращения. По величине скорости рассчитываются центробежная сила и капиллярное давление, удерживающее оставшуюся жидкость в образце. По величине капиллярного давления устанавливается размер пор, из которых вытекла жидкость при данной скорости вращения. Так, получают кривую распределения пор по размерам. Большим преимуществом центробежного метода анализа является быстрота операций.

Легко убедиться, что по данным, полученным в про-

к] kf к,

Водонасыщенность Sg

Рис. 1.13. Типичные кривые зависимости «капиллярное давление - водонасыщенность».

20 0 60 80 too додонасыщенность Sg, % от Ущ

Рис. 1.14. Зависимость функции Леверетта / от водонасыщенности для пород пластов VIII и IX нижнего мела, месторождения Зимняя Ставка (по данным Н. С. Гудок).

1 - алевролиты; 2 - песчаники (пористость пород m = 20--30%, проницаемость fe = 50-r300 мД).

цессе опыта по изучению распределения пор, можно построить кривые «капиллярное давление - водонасыщенность пор жидкостью». Типичный ее вид для пород различной проницаемости приведен на рис. 1.13. По оси абсцисс откладывается водонасыщенность породы (в долях единицы или в процентах), а по ординате- капиллярное давление Рк> соответствующее данной водонасыщенности.

Считается, что метод «полупроницаемых перегородок» позволяет получить зависимости «р - в* наиболее близкие к пластовым в связи с возможностью использования в опытах воды и нефти в качестве первоначально насыщающей образец фазы и вытесняющей среды. При этом по смачивающим и другим свойствам модельная система приближается к пластовой.