Гранулометрический (механический) состав пород.

 

Гранулометрический состав пород-коллекторов - количественное содержа­ние в породах частиц различной величины

Он в значительной степени определяет многие свойства коллекторов нефти и газа: пористость, проницаемость, удельную поверхность, степень проявления капиллярных сил и т.д.

Гранулометрический состав изучают ситовым и селиментационным анали­зом. Ситовый анализ сыпучих горных пород применяют для рассева фракций час­тиц размером от 0, 05 до 1, 0 мм. Содержание частиц меньшего диаметра опреде­ляют методом седиментации / 3 /.

Для проведения ситового анализа проэкстрагиро ванный от остаточной неф­ти и высушенный образец породы массой 40 + 50 г дробят на кусочки, не разру­шая отдельных зёрен, и обрабатывают 10% НСl для удаления карбонатов. После этого образец растирают пестиком в фарфоровой чашке с одновременной про­мывкой водой для удаления глинистой фракции Отмытую породу высушивают, взвешивают и просеивают через набор сит в течении 15 мин. Оставшиеся на каж­дом сите фракции взвешивают. Суммарная масса фракций должна совпадать с на­чальной массой отмытой и высушенной породы. Полученные данные записывают в табл.2.1.

Седиментационный анализ основан на измерении скорости или продолжи­тельности оседания частиц дисперсной фазы в дисперсионной среде по закону Стокса:

 

(2.1)

 

где

- скорость оседания частиц, м/с;

g - ускорение свободного падения, м/с²;

d - диаметр частиц, м;

v- кинематическая вязкость, м²/с

 

 

Наиболее совершенный метод седиментационного анализа - анализ путём взвешивания осадка на весах Фигуровского (рис.2.1).

 

 

Оседающие в цилиндре 5 части­цы суспензии увеличивают вес чашеч­ки во времени и вызывают соответст­вующую деформацию коромысла весов 1. Деформация коромысла во времени фиксируется с помощью отсчетного микроскопа 6. Это позволяет опреде­лить вес частиц. Размеры осевших час­тиц вычисляют по формуле Стокса и заносят в табл.2.1. По результатам опытов строят графики, иллюстрирующие связь меж­ду диаметром частим и их массовой долей в породе. По гранулометрическому соста­ву породы определяют размер отвер­стий забойного фильтра, эффективный диаметр частиц, судят о степени неод­нородности породы / 2 /.

 

 

 

Рисунок 2. 1

1 - кварцевое или стеклянное коромысло.

2 - штатив,

3 - стеклянная недеформируемая нить,

4 - чашечка (диск) для накопления осадка;

5 - цилиндр;

6 - отсчетный микроскоп

Задача 2.1. Определить коэффициент неоднородности, эффективный диаметр песка нефтесодержащих пород и подобрать размер щелей фильтра, служащего для ограничения песка, поступающего из пласта в скважину. Данные ситового и седи­ментационного анализа приведены в табл.2.1.

Используя данные табл.2.2 строят кривые суммарного состава и распреде­ления зёрен песка по размерам. В первом случае по оси ординат откладывают нарастающие весовые проценты (данные графы 8 табл.2.2), а по оси абсцисс лога­рифмы диаметров частиц - графа 4 табл.2.2 (рис.2.2).

 

Таблица. 2.1

№ п/п	Размеры отверстий сит, мм	Масса навески, г
	от	до
	вариантам	заданий	варианты заданий	варианту заданий
	0, 05	0, 12	0, 14	0, 13	0, 16	0, 025	0, 06	0, 04	0, 09	0, 1	0, 5	0, 04	0, 5	0, 5	0, 75
	0, 1	0, 16	0, 24	0, 27	0, 3	0, 05	0, 12	0, 14	0, 13	0, 16	6, 5	9, 96	9, 5	11, 5	10, 75
	0, 3	0, 24	0, 26	0, 29	0, 34	0.1	0, 16	0, 24	0, 27	0, 3	14, 5	6.0	12, 5	11, 5	10, 5
	0, 5	0, 34	0, 34	0, 39	0, 33	0, 3	0, 24	0, 26	0, 29	6, 34	15, 5	4, 0	13, 5	12, 5	11, 5
	0, 7	0, 4	0, 38	0, 41	0, 42	0, 5	0, 34	0, 34	0, 39	0, 38	10, 0	21, 5	7, 5	10, 0	12, 0
		0, 9	0, 78	1, 11	0, 94	0, 7	0, 4	0, 38	0, 41	0, 42	3, 0	8, 5	6, 5	4, 0	4, 5

 

 

При построении второго графика (рис.2.3) по оси абсцисс откладывают диаметры частиц, а по оси ординат - содержание каждой фракции в исследуемой породе по весу (графы 7 и 3 табл.2.2).

 

 

 

Рисунок 2.2 — Кривая суммарного гранулометрического состава.

 

 

Рисунок 2.3 — Кривая распределения

зёрен породы по размерам

 

 

 

Таблица 2.2

 

Таблица расчетных данных.

 

Размеры отверстий сит, мм	Средний диаметр частиц фрак­ций, dcpi	lg dсрi	Масса навески mi, г	Суммарная масса навески ∑ mi, г	Массовая концентрация (доля) фракции Cmi · 100%	Суммарная массовая концентрация ∑ Cmi·100%
от	до
d,	d2		lg dсp1	m1	m1
d2	d3		lg dсp2	m2	m1+ m2
d3	d4		lg dсp3	m3	m1+ m2+ m3
d1	d1+1		lg dсpi	mi	m1+ m2+…+ mi
d1+1	d1+2		lg dсpi+1	mi+1	m1+ m2+…+ mi+ mi+1

 

На кривой первого графика.

1) Точка 1, соответствующая размеру отверстия сита, на котором задержи­вается 10% более крупных фракций, а 90% более мелких фракций проходит черезсито; перпендикуляр, опушенный из этой точки на ось абсцисс, дает диаметр зе­рен песка d₉₀ , по которому определяется размер щелей фильтра, служащего для ограничения количества песка, поступающего из пласта в скважину. Размеры от­верстий различных фильтров и формулы их определения приведены в табл.3 (рас­четы выполнены для 1 варианта).

2) Точка 2, соответствующая 60% суммарному весовому составу (на рис 2.2 т. 2), включая все более мелкие фракции, используется для определения коэффи­циента неоднородности. Для данного песка d₉₀ = 0, 45

3) Точка 3, соответствующая 10% суммарному весовому составу, включая всё более мелкие фракции, дает так называемый эффективный диаметр частиц; для данного песка d_l0 = 0, 27.

 

Таблица 2.3

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: