2. Лабораторные методы определения проницаемости пород.
Для определения абсолютной проницаемости горных пород существуют разнообразные приборы. Однако принципиальные схемы их устройства большей частью одинаковы. Все они содержат одинаковые основные элементы: кернодержатель, позволяющий фильтровать жидкости и газы через пористую среду, приборы для измерения давления на входе и выходе из керна, расходомеры и приспособления, создающие и поддерживающие постоянный расход жидкости или газа через образец породы. Разница между ними определяется различием рабочих давлений. Кроме того, одни приборы предназначаются для определения проницаемости по воздуху, другие по жидкости.
3. Прибор Товарова.
Прибор Товарова служит для определения проницаемости горных пород по воздуху (т.е. абсолютной проницаемости). Схема прибора приведена на рис. 1.
Рис. 1. Прибор Товарова для определения проницаемости кернов |
Рис. 2. Внешний вид кернодержателя ЗК-8. |
Прибор состоит из стеклянного сосуда с четырьмя выводами (трубка с краном для заливки воды, трубка с краном для выпускания воздуха, трубка с краном для сливки воды, трубка для подачи воздуха с выхода керна, соединенная с водяным манометром).
При подготовке прибора к работе в стеклянный сосуд 1 с четырьмя выводами через емкость с трубкой при открытом кране 2 заливают воду. Кран 3 при этом также открыт - вода в этом случае вытесняет воздух и заполняет сосуд 1 (кран 4 закрыт).
Затем проверяют прибор на герметичность: плотно зажимают пальцем сначала резиновую трубку после выхода керна, затем вход керна -при закрытых кранах 2, 3 и открытом 4. Показания водяного манометра 5 в этом случае должно быть в пределах 18-19 см.
4. Выполнение работы.
Перед установкой образца в зажим струбционного кернодержателя измеряют длину l и диаметр d образца.
Заполняют аспиратор водой. Вставляют аспиратор в зажим и закрепляют его там с помощью резины так, чтобы плоская поверхность торца не закрывалась резиной.
Затем приступают к определению проницаемости керна. При закрытых кранах 2 и 3 и открытом 4 воздух, выходящий из керна 6, вытесняет из сосуда воду, объем которой замеряется мензуркой 7. Таким образом мы замеряем расход газа. Время Т фильтрации определяется секундомером. Замечают показания манометра 3. При этом секундный расход воды q будет равен секундному расходу воздуха и может быть вычислен по следующей формуле:
а коэффициент проницаемости по формуле (4):
где
Q
- объемный расход жидкости, см3;
- вязкость воздуха, сПз; l
- длина образца, м; F
– площадь
поперечного сечения керна, равная
F=Пd2/4,
м2,
- перепад давления, атм; k
- коэффициент проницаемости, м2.
Таблица
Вязкость воздуха в сантипуазах при различной температуре
t, 0C |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
|
0,0176 |
0,0176 |
0,0176 |
0,0176 |
0,01773 |
0,0178 |
0,0178 |
t, 0C |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
|
0,0179 |
0,0179 |
0,1780 |
0,0180 |
0,01813 |
0,0181 |
0,0182 |
t, 0C |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
|
0,0183 |
0,0184 |
0,0184 |
0,0184 |
0,01854 |
0,0185 |
0,0186 |