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

Во-вторых, на свойства сцементированных пород часто большее влияние оказывают условия вторичных процессов (характер цементации, состав и количество цемента), нежели гранулометрический состав.

Поэтому при изучении литолого-петрографической характеристики и других свойств сцементированных пород обычно пользуются микроскопическими исследованиями шлифов, а не гранулометрическим анализом. По размерам частиц нефтесодержащих пород гранулометрический состав их определяют при помощи ситового и седи-ментометрического анализов. Ситовый анализ применяется преимущественно для характеристики состава псаммитов, а седименто-метрический анализ - для характеристики состава алевритов и пелитов.

СИТОВЫЙ АНАЛИЗ

Ситовый анализ сыпучих горных пород применяют для определения содержания фракций частиц размером от 0,05 до 6-7 мм, а иногда и до 100 мм. При проведении ситового анализа в лабораторных условиях обычно пользуются ткаными проволочными и шелковыми ситами. Эти сита характеризуются числом отверстий, приходящихся на 25,4 мм (один линейный дюйм).

Для определения механического состава керна берут навеску образца 50 г, хорошо проэкстрагированного и высушенного при температуре 107° С до постоянной массы. Просеивание проводят в течение 15 мин. Увеличение или уменьшение продолжительности просева может привести к неправильным результатам.

Для определения процентного содержания полученных фракций в исследуемом образце проводят их взвешивание на технических весах с точностью до 0,01 г. Сумма масс всех фракций после просеивания не должна отличаться от первоначальной массы образца более чем на 1-2%.

СЕДИМБНТОМБТРИЧБСКИЙ АНАЛИЗ

Для определения содержания в исследуемых образцах фракций с размером частиц менее 0,074-0,053 мм применяют седименто-метрический анализ. При этом используют фракцию песка, прошедшую самое мелкое сито, или аналогичную фракцию, специально приготовленную для этих целей, если в первом случае она получена в недостаточном количестве.

Как известно, седиментометрический анализ основан на измерении скорости оседания частиц дисперсной фазы в дисперсионной среде по закону Стокса.

Исходя из основных уравнений гидродинамики, Стоке установил, что скорость падения твердых частиц сферической формы в жидкости равна:

2 Заказ 1056 17

где g - ускорение свободного падения, см/с; d - диаметр частиц, см; V - скорость движения частиц, см/с; v - кинематическая вязкость, cmVc; р - плотность вещества частиц, г/см; pi - плотность жидкости, г/см*.

При выводе формулы (1) Стоксом было сделано несколько допущений, налагающих известные ограничения на ее применение:

1) частицы должны быть шарообразной формы;

2) движение их должно происходить достаточно медленно в вязкой и несжимаемой жидкости и в бесконечном удалении от стенок и дна сосуда;

3) частицы должны осаждаться с постоянной скоростью, не превышающей некоторого предельного значения;

• 4) частицы должны быть твердыми и иметь гладкую поверхность;

5) не должно быть скольжения на границе между движущейся частицей и дисперсионной средой;

6) частицы должны быть достаточно большими по сравнению с молекулами дисперсионной среды.

Несмотря на перечисленные условия, формула Стокса с достаточной для практических целей точностью может применяться в большинстве случаев для определения среднего размера частиц по скорости их падения (оседания) в жидкости.

Заметные отклонения от формулы обнаруживаются при движении частиц, размеры которых меньше 50 мкм и больше 100 мкм. В указанных же пределах размеров частиц небольшие отклонения частиц от шарообразной формы не оказывают заметного влияния на определение их среднего эффективного диаметра. Более существенно влияет на скорость падения частиц в дисперсионной среде их концентрация. Поэтому определению допустимого значения ее было посвящено большое число работ, в результате которых были даны самые различные рекомендации.

В настоящее время можно считать установленным [147, 134], что концентрация частиц при седиментометрическом анализе пород не должна превышать 1% (по массе) к объему жидкости.

Разделение породы на фракции путем седиментометрического анализа не может служить точным методом классификации горных пород и почв. Различные приемы подготовки образца породы к исследованию проводят к невоспроизводимости результатов при определении гранулометрического состава не только на различных приборах, но и на одном и том же приборе. Работа на некоторых приборах связана с необходимостью постоянного наблюдения и значительными затратами времени. Так, для разделения частиц на приборах для отмучивания (при содержании мелких фракций в крупной не более 2%) необходимо, исходя из теоретических расчетов [154], провести 55 отмучиваний по каждой фракции.

Так как изучение гранулометрического состава нефтяных коллекторов связано с анализом большого числа образцов, метод седиментометрического анализа их должен быть весьма прост, нетрудоемок и вместе с тем должен обладать достаточной точностью. Для гранулометрического анализа кернов весьма желательно применение

приборов пипеточиого типа. В основном проводится определение содержания двух фракций частиц: 0,01-0,05 мм и менее 0,01 мм. Определение количества фракций, содержащих более мелкие частицы, следует считать целесообразным только в тех случаях, когда в нефтяных коллекторах их имеется сравнительно много (10-20%).

ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

Рациональное оформление результатов гранулометрического анализа значительно облегчает последующее их изучение и практическое использование для характеристики пород. Чаще всего это оформление сводится к составлению обычных таблиц по типу табл. 2, отображающей результаты гранулометрического анализа двух образцов нефтесодержащей породы.

Таблица 2

Результаты гранулометрического анализа

Фракционный состав, %

ситовый анализ

седиментометрический анализ

2,68 0,44

4.46 1,92

6,52 3,46

70,8 67,02

10,4 11,28

1.48 13,8

3,6 3,36

Однако такое оформление данных по гранулометрическому составу пород не всегда удобно для всестороннего изучения. В этом отношении большими преимуществами обладают графические методы, дающие более наглядное представление о степени однородности породы и о характере распределения частиц по размерам.

Существует несколько видов подобных графиков. Один из способов построения графиков состоит в том, что в прямоугольной системе координат по оси абсцисс откладывают диаметр d частиц в обычном (рис. 1) или логарифмическом (рис. 2) масштабе, а по оси ординат - суммарное содержание их (в процентах). Из рис. 1 видно, что если график построен для частиц, меньших данного диаметра, то кривая имеет восходящий характер. Если же график построен для частиц, больших данного диаметра, то кривая пмеет нисходящий характер. Нанболее удобна кривая, построенная для частиц, меньших данного размера, хотя это и ие исключает использования кривых второго типа.