Капилляриметрия методом полупроницаемой мембраны в условиях, моделирующих ТБУ
Модульная система измерения электрических свойств и капиллярного давления в пластовых условиях (на 10 кернодержателей). СМП-КПИ.
Установка имеет в составе 10 индивидуальных кернодержателей стандартных образцов (длина 25-50 мм, диаметр 30 мм) для исследования капиллярных свойств керна методом полупроницаемой мембраны в пластовых условиях. Насыщенные до 100% моделью пластовой воды образцы (до 10 шт. одновременно) вместе с мембранными дисками помещаются в индивидуальные кернодержатели. Далее образцы в кернодержателях нагреваются и обжимаются до значений температур и давления, соответствующих условиям в пласте. Затем начинается процесс вытеснения по ступеням от 0 до 15 атм. В процессе исследований образцы не извлекаются из кернодержателя. На каждой ступени с заданной периодичностью система производит замер сопротивления на каждом кернодержателе. Оператор заносит в электронный журнал объем вытесненного флюида и проводит замеры длин продольной и поперечной волны. В пользовательской программе вытесненный объем пересчитывается в текущую насыщенность Кв, а сопротивление пересчитывается в параметр насыщенности Рн. Таким образом, процесс вытеснения на установке СМП-КПИ имеет существенные преимущества по сравнению с классическим вытеснением на мембране в атмосферных условиях или в УЦ:
- Весь процесс вытеснения проходит без разгрузок/загрузок образцов на ступенях. Благодаря этому исключается подсыхание образца и как следствие изменение его свойств при замерах массы и сопротивления.
- Образец находится в герметичной камере, объем которой исчезающе мал по сравнению с групповым капилляриметром. Вследствие этого также исключается подсыхание образцов во время исследований.
- Образцы находятся в индивидуальных кернодержателях. Таким образом, окончание процесса вытеснения легко фиксируется по стабилизации сопротивления и уровня вытесненной жидкости в мерной бюретке. Следовательно, переход на следующую ступень, в отличие от групповой схемы капилляриметра или ультрацентрифуги жестко определяется физическими параметрами. Исключен момент, связанный с недовытеснением.
- Вытеснение, в отличие от группового капилляриметра и УЦ происходит в пластовых условиях, следовательно замеренные на установке СМП-КПИ величины Рн, Кв соответствуют истинным значениям в пласте.
- Все образцы, прошедшие исследования на установке СМП-КПИ одновременно проходят исследования пористости в ТБУ с замером Кп_ТБУ, сопротивления в ТБУ и акустических характеристик. Таким образцом, коллекция, отобранная на капилляриметрию, автоматически пересекается с исследованиями в ТБУ и, более того, исследуется одновременно без дополнительных сушек, насыщений и перезагрузок, которые также могут влиять на свойства керна.
К ограничениям метода, как и в случае с групповой капилляриметрией, можно отнести невозможность исследовать породы керна, где в минеральном скелете присутствует соль/ангидрит. С высокой долей вероятности эти минералы будут растворятся и влиять на результаты исследований. При этом минерализация пластовой воды может быть любой, поскольку все элементы конструкции кернодержателя выполнены из коррозионно стойких материалов.
За основу конструкции кернодержателя взят кернодержатель производства «КОРТЕХ» прошедший испытания в «НПЦ Тверьгеофизика». Это уникальный кернодержатель, разработанный специально для капилляриметрических исследований. В конструкцию гидравлической системы кернодержателя и измерительной системы вытесненного объема внесены существенные изменения с целью минимизации и учета мертвого объема. Кроме того, конструкция кернодержателя исключает даже минимальное натекание жидкости из гидравлической системы обжима в измерительный канал. Это немаловажный фактор достоверности результатов из-за длительного характера капилляриметрических исследований.
Установка состоит из трех независимых групп, в каждой из которых можно моделировать индивидуальные горные и пластовые условия.
Все процессы автоматизированы. В пользовательской программе выводятся графики и промежуточные результаты измерений, данные сохраняются в электронном журнале.
Технические характеристики
Автоматическая система поддержания давления обжима в каждой из 3-х групп |
да |
Максимальное давление обжима, не менее, МПа |
70 |
Погрешность измерения давления обжима, % |
0.1 |
Точность поддержания давления обжима, не более,МПа |
±0.2 |
Автоматическая система поддержания внутрипорового давления в каждой из 3-х групп |
да |
Максимальное внутрипоровое давление, не менее, МПа |
2 |
Погрешность измерения внутрипорового давления, % |
0,1 |
Точность поддержания внутрипорового давления, не более, МПа |
±0.002 |
Диапазон измерения датчика дифференциального давления, МПа |
0÷1.6 |
Погрешность измерения дифференциального давления, % |
0,1 |
Масимально допустимое статическое давление датчика дифференциального давления не менее, МПа |
2.2 |
Автоматическая система поддержания противодавления в каждой из 3-х групп |
да |
Максимальное противодавление, не менее, МПа |
0.5 |
Погрешность измерения противодавления, % |
0,1 |
Максимальная рабочая температура, не менее, °С |
150 |
Точность поддержания температуры, °С |
±1 |
Точность измерения температуры, °С |
±0,1 |
Собственная частота датчика «продольной» ультразвуковой волны, кГц |
1000 |
Собственная частота датчика «поперечной» ультразвуковой волны, кГц |
500 |
Датчик «продольной» ультразвуковой волны |
да |
Датчик «поперечной» ультразвуковой волны |
да |
Система измерения электрического сопротивления на каждом кернодержателе, частота, кГц |
1 |
Объем мерной бюретки для измерения вытесненного объема пластовой воды из каждого кернодержателя, мл |
10 |
Цена деления мерной бюретки, мл |
0.02 |
Одноканальная система подачи флюида из разделительной емкости с поршнем и насосом-дозатором, обеспечивающим непрерывную подачу флюида |
Да |