ВСЁ ПРО НЕФТЬ И ГАЗ

Комплексный интернет- портал посвещённый нефти и газу

Посмотрите также другие разделы нашего сайта!!!

Литература
много книг по нефти и газу

Программы нефтегазового комплекса

Медиафайлы про нефть

Анекдоты про нефтяников

Знакомства для буровиков

Всё про нефть и газ / Литература(каталог книг)

Ревизский Ю.В., Дыбленко В.П.
Исследование и обоснование механизма нефтеотдачи пластов с применением физических методов

Глава № 2

Навигация

Аннотация-Оглавление-Введение-Заключение-Список литературы

Глава 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

ВНИМАНИЕ

В текстах книг представленных на сайте в интернет формате очень много ошибок, не читаются рисунки, графики разбиты, это связанно с некачественной перекодировкой конвекторов из PDF формата и HTML.

Если Вам необходимы качественный текст с рисунками и графиками - то скачиваите книги с нашего сайта в формате PDF.

ссылка для скачивания книги или главы в формате PDF находится внизу страницы.

В данной библиотеке представлены книги исключительно для личного ознакомления.
Запрещено любое копирование не для личного использования, а также с целью использования в коммерческих целях.
В случае претензий со стороны авторов книг/издательств обязуемся убрать указанные книги из перечня ознакомительной библиотеки.
Копирование, сохранение на жестком диске или иной способ сохранения произведений осуществляются пользователями на свой риск.

анекдоты

программы

истории

Глава 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Исследования в лабораторных условиях методами спинового зонда и диэлектрической спектроскопии были проведены применительно к геолого-физическим условиям терригенных, по-лимиктовых и угленосных нефтеносных коллекторов.

2.1. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектами исследования, моделирующими остаточную нефть, были нефте- и водонасыщенные образцы осадочных горных пород после вытеснения из них нефти водой и оторочками растворов испытуемых реагентов по ОСТ 39-195-86. "Нефть. Метод определения коэффициента вытеснения нефти водой в лабораторных условиях". После окончания фильтрации как воды, так и растворов реагентов, прокачивалась оторочка дистиллированной воды размером не менее пяти поровых объемов для удаления из модели нефтеносного пласта остатков непро-взаимодействовавшего вытесняющего агента. Гидродинамическое моделирование процесса вытеснения нефти проводилось как на сухих (отэкстрагированных спиртобензольной смесью, обессоленных и высушенных), так и с естественной водо- и нефтенасыщенностью образцах горных пород.

В виде таблеток диаметром 24-27 мм и толщиной 2,7-6 мм образцы горных пород, предназначенные для измерений физическими методами, устанавливались в середине модели пласта. После окончания моделирования процесса вытеснения нефти модель пласта распаковывалась и таблетки изымались из нее для исследований методами спинового зонда и диэлектрической спектроскопии.

Для гидродинамического моделирования процесса вытеснения нефти различными вытесняющими агентами были использованы образцы проницаемых горных пород, отобранные из продуктивного интервала пласта Д1 Туймазинского (скважина 2016), Уршакского (689, оценочная скважина 911)

42

нефтяных месторождений; Уразметовской (197) и Добровольской (600) площадей из Уршакской группы месторождений Башкортостана; Ташлиярской площади Ромашкинского месторождения (14385) и пласта БС10 Южно-Сургутского месторождения (1387). Также применялись горные породы пластов АБ2_3 Самотлорского, Д1 2 Сергеевского и Кушкульского, пласта Стт Ново-Хазинской площади Арланского, БС1П Марте-мьяновского-Тетеревского и Федоровского нефтяных месторождений.

Связанная вода и нефтенасыщенность в моделях пласта создавались с использованием пластовых вод и нефтей продуктивных коллекторов, применительно к геолого-физическим условиям которых проводится моделирование вытеснения нефти. В ряде случаев горная порода в моделях пласта заменялась на близкую по петрофизическим свойствам породу другого месторождения. Далее в названиях таких моделей пласта указывается горная порода. Например, модель пласта Сп Арланского месторождения (порода ДП). Это означает, что модель пласта составлена из сухих образцов горной породы пласта Д1 Добровольской площади.

По своему целевому назначению использованные вытесняющие нефть агенты были разделены на несколько групп.

Эталонные нефтевытесняющие агенты являются растворителями и растворами, вытесняющая способность которых по сравнению с дистиллированной водой более высокая и достоверно установлена [75]. Из них были испытаны следующие:

изовискозная модель пластовой уршакской нефти;

раствор гудрона в нефрасе С4130/350 с массовой долей 2 %;

бензин С2-80/120;

раствор воды, этилового спирта и йода с массовыми долями соответственно 50, 45 и 5 %;

толуол;

раствор N,N диметилформамида (ДМФА), толуола и бензина С2-80/120 с массовыми долями соответственно 11,5; 63,3 и 25,2 % (растворитель № 1).

В качестве нефтевытесняющих агентов были использованы водные растворы реагентов ФХ-методов:

растворы в пресной воде неонолов ОП-10, АФ9-12 и товарной формы АФ9-12 (СНО-4А) с массовой долей 5 %;

водный раствор хлорного железа с неонолом АФ-9 с массовыми долями соответственно 6 и 5 %;

раствор ПАВ (водный раствор сложной композиции НПАВ и водорастворимых реагентов);

43

водный раствор гипана с хлористым кальцием (разновидность сшитого полимерного состава);

раствор полиакриламида ORPF-40NT в пресной воде с массовой долей 0,06 %;

раствор полиакриламида МСУ A3 в пресной воде с массовой долей 0,06 %;

раствор полиакриламида ORPF-40NT, неонолов АФ-6 и АФо-12 в пластовой арланской воде с массовыми долями соответственно 0,06; 0,12 и 0,06.

Из растворов реагентов, потенциально способных максимально изменять подвижность остаточной нефти и связанной воды, были испытаны [79]:

раствор глицерин - вода с объемными долями соответственно 75 и 25 % (влияет на подвижность связанной воды);

водный раствор хлорного железа с эмульгатором АФ-9 с массовыми долями соответственно 6 и 5 % (в поверхностных условиях вызывает самопроизвольное эмульгирование нефти);

раствор бутилкаучука БК-2045 в бензине Аи-76 с массовой долей 0,75 % (средство против растекания дорожного асфальта).

Ниже приведены испытанные реагенты и растворы реагентов, взаимодействие которых с нефтью модели пласта может вызвать разнообразные физико-химические процессы (далее ФХ-процессы):

ДМФА;

водный раствор комплексона СНО-Глиф по ТУ 113-04-2-104 88 с массовой долей 2 % (кроме комплексонов - глифосина и глифосата в него входят фосфорная и соляная кислоты);

водные растворы реагентов межфазного катализа (МФК) -ВФ СНО, ЛПЭ-11, сульфамин, РМК-1, карбамол ЦЭМ и ЛКЛ-5 с массовой долей 2 %;

карбонизированная вода;

газовый конденсат Сергеевского нефтяного месторождения (ШФЛУ);

нестабильный бензин;

раствор черного соляра в нефрасе СЛЗО/350 с массовой долей 2 %.

В качестве спиновых зондов были использованы нитро-ксильные радикалы - водорастворимый R1 и нефтераствори-мый R6 [79], структурные формулы которых представлены на рис. 2.1.

Для введения зондов во внутрипластовую жидкость готовятся два эквивалентных образца горной породы согласно ОСТ 39-195-86. В первый образец вводится водорастворимый

44

Rl
R6

ОН
Гг\

н\
С

C = N Н3С4/ \
УСН3

нзсч

• СН3
НЗС \/
сн3

н3с/ \/ \сн3
N
N О'

О'

Рис. 2.1. Нитроксильные радикалы R1 и R6

зонд. Его растворяют в пластовой воде, предназначенной для создания связанной воды, в оторочках вытесняющего агента (если он является водным раствором) и дистиллированной воды. Затем с использованием этих растворов проводится моделирование вытеснения нефти согласно указанному ОСТ.

Во второй образец вводится нефтерастворимый зонд. Его растворяют в оторочках керосина, извлекаемой нефти или изовискозной модели пластовой нефти и вытесняющего агента (если он является углеводородным раствором). Затем как и в первом случае моделируется процесс вытеснения нефти.

Концентрации зондов R1 и R6 были подобраны экспериментально и составляли ш — ш моль/дм3.

2.2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЙ

Спектры ЭПР зондов измеряли на спектрометре SE/X-2544 польской фирмы Radiopan с длиной волны 3 см при температурах, входящих в интервал 293-353 К.

На рис. 2.2 приведен типичный для использованных зондов спектр, состоящий из трех равноудаленных линий с неодинаковой интенсивностью (триплет).

45

Рис. 2.2. Спектр ЭПР нитроксильного радикала при постоянной частоте электромагнитного излучения в микроволновом диапазоне частот: H — напряженность

dA магнитного поля; ----- — первая производная линии поглощения с интенсивностью

dH А по напряженности поля <р; aN — константа сверхтонкого взаимодействия не-спаренного электрона со спином ядра азота

Время корреляции вращения зонда xR определяют по известному соотношению [15]

TR=6,6540-10-AHm(+l)lj^-lj,

где АНm - ширина линии, обусловленной величиной магнитного квантового числа ядра N , равного +1, гаусс; J(+l) и J(-l) - амплитуды компонент триплета, обусловленных величиной магнитного квантового числа ядра N , равного соответственно +1 и —1, мм.

Погрешность измерения xR составляет 6-7 %. Температура измерений поддерживалась с точностью 0,1 К.

Экспериментально было установлено, что из-за сопоставимости времени жизни радикалов и резкого уменьшения его при высоких температурах, особенно для радикала R6, со временем проведения моделирования процесса вытеснения нефти и последующих измерений на спектрометре качественно можно измерить не более двух спектров, поэтому зависимости lg xR от температуры i строились по двум точкам. Это снижает точность определения энергии активации радикала с использованием соотношения типа (1.6), но позволяет качественно провести сравнительный анализ по данному параметру для разных

46

систем. Такой подход является правомерным, поскольку обеспечивает выполнение поставленной цели [79].

Комплексную диэлектрическую проницаемость 8*, определяемую соотношением (1.3), в звуковом диапазоне частот электромагнитных колебаний от 2-10 до 2-10° Гц и интервале температур 293—353 К измеряли традиционным частотным методом на модифицированном низкочастотном диэлектрическом спектрометре, созданном в Башгосуниверситете [7].

Блок-схема спектрометра приведена на рис. 2.3, а его принципиальная электрическая схема — на рис. 2.4.

Относительную диэлектрическую проницаемость г' и фактор диэлектрических потерь г" определяют по формулам

?, = c0C-d-uBbIX(f)>cQsr23T.O,

sn-eo-u2 ^ tn)

?^ = coc-d-uBbIX(f)<sinr23T.t^y sn-eo-u2 ^ tn)

где ё — емкость обратной связи, равная 2-10 10 Ф; d — толщина испытуемого образца, м; Sn - площадь испытуемого образца, м ; U (f) — амплитуда напряжения на осциллогра-фе, В; U2 - амплитуда напряжения на выходе генератора, В;

Рис 2 3 Блок-схема низкочастотного лиэлектоического спектоометоа*

1 - генератор ГЗ-33- 2 - измерительная ячейка- 3 - спектрометр 4 - двухка-нальный осциллограф С1-83; 5 -частотомер 43 34А; ё„ - емкость обратной

 

47

Рис. 2.4. Принципиальная электрическая схема низкочастотного диэлектрического спектрометра

 

t3 _ величина задержки временного сдвига сквозного тока по отношению к выходному напряжению с генератора, мкс; tn -период колебаний сигнала генератора, мкс.

В качестве эталонного образца использовался диоксан с 8 = 2,26. Во время эксперимента температура в измерительной ячейке поддерживалась с точностью 0,1 К. Расчет спектров е', е" и tg 6 проводился с помощью персонального компьютера ДВК-3. Один из измеренных в звуковом диапазоне частот электромагнитных колебаний спектр 8* представлен на рис. 2.5.

Спектры комплексной диэлектрической проницаемости в диапазоне радиочастот электромагнитного поля от 2-10 до 3-109 Гц и области температур 293-353 К измеряли методом сосредоточенной емкости на автоматическом временном диэлектрическом спектрометре, разработанном и сконструированном в Казанском институте биологии АН СССР [14, 37]. В спектрометре управляющий вычислительный комплекс 15-ВУМС 28-025 и комбинированный широкополосный стробоскопический осциллограф СК7-18 были заменены соответственно на диалоговый вычислительный комплекс ДВК-3 и рефлектометр Р5-11 (несколько переделанный). Вся процедура измерения, регистрации, масштабно-временной привязки, накопления и обработки данных осуществляется автоматически. Процесс управления спектрометром производится в диалоговом режиме. Результаты измерений представлялись в частотной области (FREQUENSY DOMAIN TREATMENT).

Рис. 2.5. Спектр комплексной диэлектрической проницаемости образца сухого песчаника пласта Д, Уразметовской площади при температуре 293 К:

1, 2 - частотные зависимости соответственно относительной диэлектрической проницаемости е' и фактора диэлектрических потерь е"

50

Фрагмент установки временной диэлектрической спектроскопии (ВДС) и измерительных ячеек к ней изображены соответственно на рис. 2.6 и 2.7.

На рис. 2.8 изображено блок-схема установки ВДС [14], являющейся аналогом использованного спектрометра.

Суть метода ВДС во всех своих экспериментальных разновидностях заключается в регистрации искажений, претерпеваемых импульсом напряжения при отражении от испытуемого образца (диэлектрика) или прохождении через него [37, 111]. С помощью приведенной на рис. 2.9 общей блок-схемы экспериментальной установки методов ВДС [111] объясняется последовательность измерения спектра 8*. Быстровозрастающий скачок напряжения от генератора поступает на смеситель и регистрируется на экране стробоскопического осциллографа, где также регистрируется отраженный от диэлектрического образца сигнал, поступивший на смеситель с некоторой задержкой во времени, пропорциональной удвоенной длине коаксиального тракта от смесителя до границы раздела воздух — диэлектрик. Последующий традиционный анализ данных ВДС

основывается на рассмотрении соотношения между падающим и отраженным сигналами.

Метод сосредоточенной емкости, положенный в основу спектрометра, отличается тем, что испытуемый образец помещает -

Рис. 2.6. Фрагмент установки ВДС

51

Рис. 2.7. Измерительные ячейки для установки ВДС

ся не между центральным и внешним проводниками коаксиальной линии, а на торце центрального проводника, как это изображено на рис. 2.10. Вследствие этого, ячейка с образцом представляет собой шунтирующий конденсатор, подключенный к отрезку коаксиальной линии. Эквивалентная схема измерительной ячейки представлена на рис. 2.10, •.

Для повышения разрешающей способности спектрометра был применен дифференциальный метод измерения, заключающийся в регистрации трех сигналов: UK3(t) (сигнал при короткозамкнутой коаксиальной линии); U3(t) (сигнал при заполнении ячейки эталонным веществом) и U,(t) (сигнал от ячейки с изучаемым объектом). Эти сигналы изображены на рис. 2.11 [37]. Регистрируемые сигналы после накопления и масштабно-временной привязки записывались на гибкий диск.

Спектр комплексной диэлектрической проницаемости е*(со)

52

Рис. 2.8. Блок-схема установки ВДС:

И2 - плата параллельного обмена

получали из Фурье-анализа отношения падающего и отраженного сигналов.

Коэффициент отражения р*(со) для эквивалентной схемы, изображенной на рис. 2.10, •, имеет следующий вид [111]:

Р*

1-Z 0 Coicpe*(cD) = ЦЦотр(0] 1 + Z0C0icD8*(co) ЦМпад^)]

53

Рис. 2.9. Общая блок-схема экспериментальной установки методов ВДС:

ГПИ - генератор прямоугольных импульсов; ИГ - измерительная головка (смеситель); СО - стробоскопический осциллограф; PC - регистрирующая система; U/t) - падающий сигнал (быстровозрастающий скачок напряжения); LL(t) - отраженный сигнал; I - толщина диэлектрика; Z0 и Z - волновое сопротивление ЛИНИИ соответственно без диэлектрика и с диэлектриком

Рис. 2.10. Расположение исследуемого образца в коаксиальной линии для метода сосредоточенной емкости (t); эквивалентная схема коаксиальной линии с образцом для метода сосредоточенной емкости ( -):

Zn _ волновое сопротивление коаксиальной линии без диэлектрика (50?2); Z - волновое сопротивление линии с диэлектриком

где Z0 - волновое сопротивление линии без диэлектрика (50 Q); ё0 - емкость пустой измерительной ячейки; L - оператор прямого преобразования Фурье - Лапласа; U (t) -отраженный сигнал; U (t) - падающий сигнал.

Величины LI (t) и LI (t) связаны с наблюдаемыми перименте параметрами следующим образом:

54

экс-

Рис. 2.11. Характерные сигналы ВДС - эксперимента:

1 - диоксан (эталон); 2 - водный раствор миоглобина; 3 - короткое замыкание. Кмкость ячейки ёп = 0?78 пф; интервал между двумя выборками W = = 0,2 не; число накоплений э = 25] число выборок N = 1000

Unafl(t) = f1(t) = f2(t) + f3(t);

U0Tp(t) = 2f2(t) - f1(t) = f2(t) - f3(t),

где f(t), f0(t) и f,(t) - функции, получаемые после первичной обра1отки регистрируемых в эксперименте сигналов - U (t), U (t) и U (t) [14]

В качестве эталонных образцов были использованы диоксан с 8 = 2 26 и воздух с (е = 1) Интервал между двумя выборками w определялся природой испытуемого вещества, при общем числе выборок N = 1000. Число накоплений а = 25. Емкость измерительной ячейки ё0 варьировалась в довольно широких пределах в зависимости от типа измеряемой дисперсной системы. Температура измерительной ячейки поддерживалась с точностью 0,1 К.

55

EFS1 0»16730E+02 0.16730E+02 0,16729Ё+02 0.16729E+02 #„1672SE+02 0,16726E+02 0.16724E+02 0.1671-9Ё+02 0.16713E+02 0.16703E+02 0.16687E+02 0.16661E+02 0.16622E+02 2.16361E+02 0.16468E+02 0.16328E+02 0.16127E+02 0. 15S52E+T32-0.15509E+02 0.15138E+02 0.14S15E+02 2Г. 14583E+02 0.14371E+02 0-14136E+02 0.13979E+02 0.13S03E+02 0.136S2E+0? 0,13472E+02 0. 13342E+02 0.13239E+02 0.13133E+02 0. 13119E+02 0.1326IE+02 0.13825E+02 0.14353E+02 0.13875E+02 0.12768Ё+02 0.11764E+02 0. 10299Ё+02 13.99791E+01

FREQUENSY EPS2 0.39103E-01 0.49225E-01 0.619ЙЗЕ-01 0.77994ЕНЭ1 0.9816.1.ЕНЭ1 0.J2352E+00 0.'155405+00 0.19542E+00 GU24560E+00 0.30834E+00 0.3S649E+00 0. 4.8323E+00 0.60I76E+00 0.74466Ё+00 0.91243E+00 0.11009E+01 .0.12971E+01 0.. l474SE+0.t 0.1'5935E+0i 0-16137E+01 0Л5386Е+01 0. Г4482Е+01 0- i4075E+-0i 0.13341E+01 0,12526Ё+01 0.'12i.«?3E+01 0.1I774E+01 0.11098E+01 0.10713E+01 0- 1Ш64Е+01 0.;95676E+00 0.87044E+00 0.77264E+00 0-935S5E+00 0Л9368Е+01 0.34171E+01 0.40335E+01 0.504S7E+01 0.42200E+01 0.42536E+0I

DOMAIN TR?ATN* FRi 0. I9953.E+0® 0.25119Ё+00 0.31623E+00 0. 39.fiUE+00 0.-50I19E+00 0.63096E+0.0 0.79433E+00 0„ X0000E+01 0.Г2589Е+01. 0.15S49E+01 0.19953E+01 0.25ii9E+01 0»3I623E+0i' 0.398UE+01 .0.50H9E+01 0/63096E+01 .0.79433E+0I. 0".i0000E+02-0.. I25S.9E+02 0-15849Ё+02 0.19953E+02 0i25I19E+02 0.31&23Ё+02 0,39811E+02 0fc.50ii9E+02 0-.63096E+02 0.79433E+02 0.10000E+03 0.I2589E+03 0.15849E+03 0.Л9953ЕН23 0-25119E+03 0.31623E+03 0.3981 J?E+03 0.50119E+03 0.63096E+03 0*79433E+03 0-10000E+04 0-125S9E+04 0-15S49E+04

AFR -0*37000E+01 *-0.36000E+0.1 -0.35000E+01 ¦-0.34000Е+'01 -0.33000E+01 =-0*'32000Е+01 H3B31000E+0i H3.30000E+01 НВ.29000Ё+01" -0,28000E+01 .-0.27000E+01 -0.26000E+01 ~0„25000?+01 -0.24000E+01 -0.23000E+0I -0,22000E+01 '¦-0.21000E+01 ¦-0.20000E+01 -0.19000E+01 -0,18000E+01 -0.17000EHZ'i -0. 16Й00Е+0.1 -0.I5000E+0I -0»14000E+01 -0.13000E+0I -0/12000E+01 -0» 1I000E^0I-¦H3.100Й0Е+01 -0P-90000E+0B HU.S0000E+00 Н3.700ШЕ+00 H3.60000E+00. —0.50000E+00 -0-40000E+00 -0.,30000E+0B -0.20000E+00 -0.10000E+00 -0.15i99E-05 0.999?SEH3:i 0.20000E+00

Рис 2 12 Спекто комплексной диэлектрической проницаемости cvxoro песчаника пласта БС1П Мартемьяновского-Тетеревского месторождения насыщенного водой при температуре 297 К я, ас пде о о о

EPS1 - е'; EPS2 - е"; FR1 - f, МГц; AFR - lg (1О-9); М = 25; N = 1000; Qo = 0,764 пФ; w = 0,0623 не; эталон - воздух

56

Распечатка одного из массы измеренных спектров е* изображена на рис. 2.12.

Более подробная информация о конструкции установки, измерительных ячеек, принципах метода, алгоритмах и программном обеспечении содержится в работе [14].

Диэлектрические параметры спектров определялись по формулам и правилам, изложенным в работе [122].

Погрешности измерений диэлектрических параметров на низкочастотном и высокочастотном спектрометрах являются сравнимыми по величине и составляют 2-3 % по е', 3-5 % по е", 3 % по es, 10 % по Ео5, 4-5 % по Де, 4-6 % по tg 6 и 7-8 % пот [80].

В качестве контрольного параметра в звуковом диапазоне частот электромагнитного поля на частоте из интервала 20-100 Гц, а в радиочастотном - на частоте 2-10 Гц оценивалась удельная электропроводность о по вытекающей из соотношения для е* (1.3) формуле:

о = 2jtf-e0-e".

На границе звукового и радиочастотного диапазонов частот электромагнитного поля спектры е* изученных дисперсных систем не состыковывались [78].

Поскольку, как уже упоминалось, в нефтяных коллекторах для насыщающих пласт флюидов влияние температуры превалирует над влиянием давления [112], то неучет давления при измерениях не исказит спектры е* моделей остаточной нефти и сухих горных пород, насыщенных различными жидкостями.

57

Знакомства

для

настоящих

нефтяников

и

газовиков

Я:

Ищю:

от лет

до лет

В данной библиотеке представлены книги исключительно для личного ознакомления.
Запрещено любое копирование не для личного использования, а также с целью использования в коммерческих целях.
В случае претензий со стороны авторов книг/издательств обязуемся убрать указанные книги из перечня ознакомительной библиотеки.
Копирование, сохранение на жестком диске или иной способ сохранения произведений осуществляются пользователями на свой риск.
Ревизский Ю.В., Дыбленко В.П.
Исследование и обоснование механизма нефтеотдачи пластов с применением физических методов

Глава № 2

Навигация

Аннотация-Оглавление-Введение-Заключение-Список литературы

Глава 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Скачать эту главу в формате PDF

Всё про нефть и газ / Литература(каталог книг)

по всем вопросам и предложениям Вы можете обращаться на neft-i-gaz@bk.ru Администрация сайта