А. Манометр порового давления

5. Клапан отключения источника газа порового давления. Данный клапан используется для включения и отключения потока газа к регулятору давления, расположенному внутри панели управления.

6. Клапан отключения источника газа горного давления. Данный клапан используется для подключения или отключения системы горного давления перед регулятором давления, расположенным внутри панели управления.

7. Регулятор горного давления. Данная большая рукоятка регулятора используется для повышения или снижения горного давления в кернодержателе. Вращение регулятора по часовой стрелке повышает горное давление и, наоборот, вращение против часовой стрелки понижает горное давление. При вращении регулятора контролируйте давление газа на манометре, расположенном справа от регулятора.

А. Манометр горного давления.

8. Клапан выбора источника системы горного давления (давление/вакуум). В положении давление (PRESSURE) данный ручной клапан создает горное давление обжима в кернодержатель, которое контролируется регулятором горного давления на лицевой панели. В положении сброс/вакуум (VENT/VACUUM) все имеющееся боковое давление в кернодержателе сбрасывается в вакуумный порт, что способствует облегчению загрузки и выгрузки образца из кернодержателя.

При наличии глинистых или гидрофильных минералов в образце, их очистка производится методом холодной экстракции и сушка в печи с постоянной влажностью при температуре ниже 100 °С (212 F) до постоянного веса.

Образцы должны быть правильной цилиндрической формы. Для наилучших результатов торцы цилиндра должны быть перпендикулярны оси в пределах +/- 0,01 см. Большинство испытуемых образцов могут быть измерены на пористость. Точность геометрии цилиндров критична при определении пористости прямым методом расчета объема пор. Всегда первым шагом к качественным петрофизическим определениям является правильное изготовление цилиндрического образца.

Измерение абсолютной проницаемости

ПРИМЕЧАНИЕ: В начале измерений каждого образца датчики должны выставляться на ноль, но не реже каждого десятого измеренного образца. Перед обнулением датчиков удостоверьтесь, что кернодержатель открыт, и в системе нет давления или какого-либо потока.

1. Измерите длину и диаметр предварительно очищенного и высушенного образца горной породы.

2. Подключите электропитание и установите клапаны высокого 10 и низкого 11 давления на передней панели в положение BYPASS.

3. Поверните до упора против часовой стрелки ручку регулятора горного давления 7.

4. Загрузите образец горной породы в кернодержатель 9 и создайте горное давление редуктором газового баллона. Установите клапан горного давления 8 в положение CONFINING.

5. Установите клапан высокого градиента давления 10 на передней панели в положение INLINE (оставьте клапан низкого градиента давления 11 в положении BYPASS).

6. Установите клапан отключения источника газа горного давления 6 в положение ON.

7. Путем вращения по часовой стрелке ручки регулятора горного давления 7, создайте поток и повысьте давление прямого потока до 150 psi.

8. Установите клапаны высокого давления 10 на передней панели в положение INLINE.

9. Установите клапан горного давления 8 в положение PRESSURE.

10. Создайте поровое давление редуктором газового баллона.

11. Открыть клапан порового давления и списать значения начального давления LOW и HOW и расход газа LOW.

12. Путем вращения по часовой стрелке ручки регулятора порового давления 4, создайте поровое давление до 10 psi.

13. Снимайте значения с низкого градиента давления LOW 1 и расход потока низкого давления LOW 3.

14. Проделайте измерение еще два раза с увеличением порового давления до 15 и 20 psi. В дальнейших расчетах нужно будет снимать значения высокого градиента давления HOW 1 и расход потока высокого давления HOW 3.

15. Путем вращения против часовой стрелке ручки регулятора порового давления 4 сбрасывайте поровое давление до 0 psi.

16. Установите клапан отключения источника газа порового давления 5 в положение OFF.

17. Установите клапан горного давления 6 в положение CONFINING.

18. Путем вращения против часовой стрелке ручки регулятора горного давления 7 снижайте давление до 0 psi.

19. Установите клапан отключения источника газа горного давления 6 в положение OFF.

20. Установите клапан горного давления в положение VACUUM.

21. Закройте баллон высокого давления и извлеките из кернодержателя образец горной породы.

22. Выключите установку и произведите расчет.

Пример расчета проницаемости по газу

Расчет был проведен по керну, отобранному из скважины 787 пласта БС₃ Рогожниковского месторождения.

(3.1)

где: К – проницаемость по газу, мД

µ – вязкость газа, сПз

Q_b – расход газа по показаниям расходомера, см³/сек

P_b – атмосферное давление, атм

Р₁ – давление на входе, атм

Р_b – давление на выходе, атм

L – 3,25 - длина образца, см

d – 3 - диаметр образца керна, см

А – площадь поперечного сечения образца, см²

(3.2)

(3.3)

(3.4)

(3.5)

где: 0,06805 переводной коэффициент psi в атм.

(3.6)

Таблица 3.1

Сводная таблица данных измерения и расчетных результатов

Данные измерения	Расчетные данные	Кср, мД
Измерние №	Длина, см	Диаметр, см	Давление	Расход	Расход газа, см^3/с	Вязкость газа, сПз	Р1, атм	Рb, атм	Проницаемость, мД
Нулевое Р2	Перепад Р1	Нулевое	Перепад
	3,25			9,8			4,8	0,0182	1,67		45,35	46,35
	3,25			16,2			9,65	0,0172	2,10		47,48
	3,25			19,7			12,3	0,0172	2,34		46,24

Расчет в системе СИ

Размерность в системе СИ где:

Q – Объемный расход жидкости, м³/с

K – Проницаемость, м²

A – Площадь поперечного сечения образца горной породы, м²

∆P – Перепад давления, Па

µ - вязкость фильтруемой жидкости, Па·с

L – Длина цилиндрического образца горной породы, м

Исходные данные

µ = 0.01828·10^-3 Па·с;

Q = 4.8·10^-6 м³/с;

L = 0,0325 м;

А = 7,07·10^{-4 м2};

∆P = 1,7 10⁵ Па;

см.(3.1)

Контрольные вопросы

1) Что такое проницаемость? С какой целью она определяется?

2) Как подготовить образец для определения проницаемости по газу?

3) Перечислите составные части установки ТКА-209.

4) Опишите последовательность выполнения измерений.

5) Какие единицы измерения абсолютной проницаемости вы знаете?

6) Какие меры предосторожности необходимо соблюдать при работе на установке ТКА-209?

Примечание:никогда не создавайте горное давление в кернодержателе без установленного испытуемого образца или при соединенных вместе концах кернодержателя. Несоблюдение данного правила приведет к прорыву манжеты.

Убедитесь, что источники потока газа, вакуума, давления воздуха и горного давления подключены до начала любых измерений.

 

Лабораторная работа № 4