Дополнитнльный материал к главе 1.3. Определение пористости по Преображенскому.

Принадлежности:

1. Весы.

2. Стакан емкостью 200 мл и 100 мл (в зависимости от размеров образца) с керосином или водой.

3. Подставка на весы для гидростатического взвешивания.

4. Вакуумный насос с вакуумметром.

Порядок выполнения работы.

1. Образец экстрагируется от нефти органическими растворителями и отмывается от солей.

2. Образец высушивается в сушильном шкафу до постоянного веса при температуре 105 ⁰С и после охлаждения взвешивается на весах с точностью до 4 знака (Р_с).

Схема установки показана на рисунке 1.

Рис. 1. Схема установки для определения пористости по Преображенскому.

1 – электромотор; 2 – масляный насос (вакуум-насос);

3 – переходная колба; 4 – атмосферный кран;

5 – вакуумметр; 6 – стеклянный колокол, притертый к вакуумной

тарелке; 7 – вакуумный кран.

3. Образец насыщается под вакуумом жидкостью (керосином или водой). Насыщать можно несколько образцов. Насыщение производится следующим образом: образцы помещают в емкость с водой или керосином, заливая их доверху. Затем помещают их вместе с емкостью под колпак вакуумного насоса. После же включают насос строго по инструкции, приведенной ниже, и начинают откачивать воздух. Откачивают до прекращения выделения пузырьков, после чего отключают вакуум-насос, вынимают образцы, насыщенные жидкостью, на фильтровальную бумагу.

4. Когда поверхность образцов подсохнет, они взвешиваются в воздухе (Р_нв) и в жидкости, которой они насыщены (Р_нж).

Для взвешивания используется подставка, образец подвешивается к коромыслу весов.

Объем пор вычисляют по формуле:

где _ж – плотность жидкости, насыщающей образцы (из таблицы). Объем образца:

тогда коэффициент пористости m определяется по формуле:

или в процентах:

Порядок включения и выключения вакуум-насоса.

До включения мотора вакуум-насоса он должен быть сообщен с атмосферой, т.е. должен быть открыт атмосферный кран 4. Проверив это, открыть вакуумный кран 7. Затем включить мотор 1 вакуум-насоса 2 и закрыть атмосферный кран 4. После окончания откачки остановить вакуум-насос следующим образом: закрыть вакуумный кран 7, открыть атмосферный кран 4 и выключить мотор. Таким образом включать и выключать несколько раз, до полного насыщения образца. После окончания работы провести закачку воздуха под колокол 6. Для этого необходимо при работающем моторе открыть краны 4 и 7. Подождать пока стрелка вакуумметра установится на нуле и выключить мотор.

Дополнитнльный материал к главе 1.4. Лабораторные методы определения проницаемости пород.

1. Проницаемость, как характеристика горных пород.

Проницаемость горных пород обычно определяется по линейному закону фильтрации Дарси, по которому скорость фильтрации жидкости в пористой среде пропорциональна градиенту давления и обратно пропорциональна динамической вязкости:

(1)

где Q - объемный расход жидкости в единицу времени; - скорость линейной фильтрации; F - площадь фильтрации; - динамическая вязкость жидкости; Р - перепад давления; L - длина пористой среды; k - коэффициент пропорциональности, который из (1) определяется следующим образом;

(2)

В международной системе СИ за единицу проницаемости (1 м²) принимается проницаемость такой пористой среды, при фильтрации через образец которой площадью 1 м² и длиной 1 м при перепаде давления 1 Н/м² расход жидкости составляет 1 м³/сек.

Единица проницаемости 1 дарси (1 д) представляет собой проницаемость такой пористой среды, при фильтрации через образец которой площадью 1 см² и длиной 1 см при перепаде давлений 1 кгс/см² расход жидкости вязкостью 1 сПз составляет 1 см³/сек.

При измерении проницаемости по газу в выражении (2) следует в качестве Q записать средний расход газа в условиях образца - , приведенный к среднему давлению в образце. Такая замена вызвана непостоянством объемного расхода газа при естественном уменьшении давления по длине образца. В результате вместо (2) имеем для определения газопроницаемости:

(3)

При малых длинах используемых образцов имеем следующую формулу для определения газопроницаемости пород:

(4)

Формула (1) соответствует закону Дарси при линейном потоке. В радиальной фильтрации идкости и газа (случай скважинной фильтрации) пользуются несколько иными формулами. При фильтрации жидкости проницаемость определяется по формуле:

(5)

а при фильтрации газа:6

(6)

где Q_ж- расход жидкости; Q_r , - расход газа при атмосферном и среднем давлении в образце; - вязкости жидкости и газа; Р_н и Р_в - давление у наружной и внутренней поверхностей цилиндрического образца; r_н и r_в - наружный и внутренний радиусы цилиндра; h - высота цилиндра.