Рост ядра

Метод подъема керна ( RIC ) — это альтернативный метод определения характеристик смачиваемости коллектора , описанный С. Геданом и К. К. Канбазом в 2014 году. Этот метод позволяет оценить все области смачивания, такие как сильно водонасыщенные, промежуточные водонасыщенные, нефтенасыщенные и сильно нефтенасыщенные регионы. в относительно быстрых и точных измерениях с точки зрения угла смачивания, а не индекса смачиваемости.

В ходе экспериментов RIC образцы керна , насыщенные выбранной пластовой жидкостью, подвергались пропитке из второй пластовой жидкости. Измерения смачиваемости RIC сравниваются и модифицируются – тест Амотта. ^{[ 1 ]} и измерения USBM с использованием пар пробок керна с разных высот толстого карбонатного коллектора. Результаты показывают хорошую согласованность. Метод RIC является альтернативой методам Эмотта и USBM и эффективно характеризует смачиваемость пласта. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}

Пороговые значения в зависимости от индекса смачиваемости

В одном исследовании угол контакта с продвижением воды использовался для оценки смачиваемости пятидесяти пяти нефтяных пластов. Деоксигенированный синтетический пластовый рассол и мертвая анаэробная нефть были протестированы на кристаллах кварца и кальцита при пластовой температуре. Углы контакта от 0 до 75 градусов считались смоченными водой, от 75 до 105 градусов - промежуточными и от 105 до 180 градусов - смоченными маслом. ^{[ 4 ]} Хотя диапазон смачиваемости был разделен на три области, это были произвольные подразделения. Смачиваемость различных коллекторов может варьироваться в широком диапазоне от сильно водосмачиваемых до сильно нефтесмачиваемых.

В другом исследовании были описаны два начальных условия как эталонные и неэталонные для расчета пороговых значений с использованием наступающих и отступающих углов контакта и данных о спонтанном впитывании. ^{[ 5 ]} Граничное значение между влажной водой и промежуточной зонами было описано как 62 градуса. Аналогично, пороговые значения для угла опережения контакта описываются как от 0 до 62 градусов для области, смачиваемой водой, от 62 до 133 градусов для зоны со средней влажностью и от 133 до 180 градусов для зоны, смачиваемой нефтью. Чилингар и Йен ^{[ 6 ]} изучил обширные исследовательские работы по 161 керну известняка , доломитового известняка, кальцитового доломита и доломитов . Значения отсечки классифицируются как от 160 до 180 градусов для сильно смоченных маслом, от 100 до 160 градусов для смоченных маслом, от 80 до 100 градусов для промежуточных влажных, от 80 до 20 градусов для смоченных водой и от 0 до 20 сильно смоченных водой.

В Rise in core используется комбинация Chilingar et al. и по Морроу критерии ограничения смачиваемости . Диапазон угла контакта 80–100 градусов указывает на нейтральную влажность, диапазон 100–133 градусов указывает на незначительную влажность масла, диапазон 133–160 градусов указывает на влажность масла, а диапазон 160–180 градусов указывает на сильную влажность масла. Диапазон 62–80 градусов указывает на небольшую влажность воды, диапазон 20–62 градусов указывает на влажность воды, а диапазон 0–20 градусов указывает на сильную влажность воды.

Техника

Метод определения характеристик смачиваемости RIC основан на модифицированной форме уравнения Уошберна (1921). Этот метод позволяет относительно быстро и точно измерить смачиваемость с точки зрения угла контакта, не требуя при этом сложного оборудования. Метод применим для любого набора пластовых флюидов, на любом типе пластовой породы и при любом уровне неоднородности . Он характеризует смачиваемость по всем направлениям: от сильноводной до сильносмачиваемой нефтью. ^{[ 7 ]}

Этап получения модифицированной формы уравнения Уошберна для системы порода/жидкость/жидкость включает получение уравнения Уошберна для системы порода/воздух/жидкость. Уравнение Уошберна для системы порода/воздух/жидкость представляется следующим образом:

t={\mu  \over C\rho ^{2}\gamma \cos \theta }{m^{2}}

(Уравнение 1).

жидкости Здесь «t» — скорость проникновения жидкости в пористый образец, «μ» — вязкость жидкости , «ρ» — плотность жидкости , «γ» — поверхностное натяжение , «θ» — угол смачивания жидкости, «m» — масса жидкости, проникающей в пористый образец, а «C» — константа характеристики пористого образца. Оценка значения «γ _os » с использованием уравнения Янга для системы поверхность породы/вода/воздух (рис. 2) и значения «γ _ws » с использованием уравнения Юнга для системы жидкость/жидкость/порода представлена как:

\gamma _{ow}\cos \theta =\gamma _{os}\gamma _{ws}

(Уравнение 2).

«γ _ow » — поверхностное натяжение между системой масла и воды, «γ _os » — поверхностное натяжение между маслом и твердой системой, а «γ _ws » — поверхностное натяжение между водой и твердой системой. Используя уравнение Янга для системы поверхность камня/вода/воздух и подставив его в уравнение (2), получим уравнение 3:

\cos \theta _{wo}={{\gamma _{o}\cos \theta _{o}}\cdot {\gamma _{w}\cos \theta _{w}} \over {\gamma _{wo}}}

(уравнение 3).

Перестановка уравнения (1) для исключения γ _LV дает уравнение (4), в котором γ _LV — поверхностное натяжение жидкость-пар:

\gamma _{LV}={\mu  \over C\rho ^{2}\gamma \cos \theta }\cdot {m^{2} \over t}

(уравнение 4).

Понимая, что γ _LV (поверхностное натяжение жидкость-пар) эквивалентно γ _o (поверхностное натяжение масло-воздух) или γ _w (поверхностное натяжение вода-воздух), подставляя уравнение (4) в уравнение (3) и сокращая аналогичные членов получает уравнение (5):

\cos \theta _{wo}={{({{m^{2}\mu _{o}} \over {C{\rho _{o}}^{2}t}})-({{m^{2}\mu _{w}} \over {C{\rho _{w}}^{2}t}})} \over \mu _{wo}}

(уравнение 5).

При этом γ _LV – поверхностное натяжение жидкость-пар, γ _o – поверхностное натяжение масло-воздух, γ _w – поверхностное натяжение вода-воздух, µ _o – вязкость масла и µ _w – вязкость воды. cosθ _wo – угол контакта воды и масла; представляющее соотношение между массой воды, впитавшейся в образец керна, и массой нефти, впитавшейся в образец керна, с помощью уравнения (6):

{\rho _{w}gV_{w}}={\rho _{o}gV_{o}}

(уравнение 6).

При этом ρw _- плотность воды и Vw _- объем впитанной воды, ρo _- плотность нефти и Vo _- объем впитанной нефти, количество впитавшейся воды и количество впитанной нефти под действием силы тяжести одинаковы; и воздух ведет себя как сильная несмачивающая фаза как в системах масло-воздух-твердое вещество, так и в системах вода-воздух-твердое тело, тем самым указывая на то, что и масло, и вода ведут себя как сильные смачивающие фазы, что приводит к равным соотношениям воздух/масло и воздух/вода. капиллярные силы для одной и той же пористой среды и для заданного распределения пор по размерам. Таким образом, изменение массы образца керна из-за пропитки водой равно изменению массы образца керна из-за пропитки нефтью, поскольку проникновение воды или нефти в пористую среду в любой момент времени является функцией баланса между силой тяжести и капиллярностью. силы. Масса воды, впитавшейся в образец керна, примерно равна массе нефти, впитавшейся в образец керна, образцов керна того же типа и размеров и при равных капиллярных силах;

Отказ от g в уравнении (6) дает уравнение (7):

{\rho _{w}V_{w}}={\rho _{o}V_{o}}

(уравнение 7),

что означает

{m_{w}}={m_{o}}

(уравнение 8).

При этом m _w — масса воды, а m _o — масса нефти. Факторинг $C{m^{2} \over t}$ из уравнения. 5, чтобы получить уравнение. 9 дает модифицированное уравнение Уошберна:

{\cos \theta _{12}}={{{{(\mu _{1}{\rho _{2}}^{2})}-{(\mu _{2}{\rho _{1}}^{2})}} \over {{{\rho _{1}}^{2}}{{\rho _{2}}^{2}}C\mu _{L1L2}}}\cdot \left({m^{2} \over t}\right)}

(уравнение 9).

При этом θ ₁₂ – угол смачивания системы жидкость/жидкость/порода, µ ₁ – вязкость нефтяной фазы, µ ₂ – вязкость водной фазы, ρ ₁ – плотность нефтяной фазы в г/см. ³, ρ ₂ – плотность водной фазы, г/см ³, m — масса жидкости, проникшей в пористую породу, t — время в минутах, γ_ _L1L2 — поверхностное натяжение между нефтью и водой в дин/см, а ∁ — характеристическая константа пористой породы.

Экспериментальная установка и процедура

Схематическое изображение и экспериментальные установки метода определения смачиваемости RIC описаны на рисунке 1. Пробки керна делятся на 3–4 образца керна, каждый со средним диаметром 3,8 см и длиной 1,5 см. Боковая часть каждого образца керна герметизирована эпоксидной смолой для обеспечения одномерного проникновения жидкости в керн путем пропитки. Крюк крепится на верхней стороне образца керна.

Установка RIC включает в себя стакан для размещения впитывающей жидкости. Тонкая веревка соединяет образец керна с высокоточными весами (точность 0,001 грамма). Подвешенный образец керна располагают так, чтобы его нижняя часть едва касалась впитывающей жидкости в стакане. Относительная насыщенность, как и масса образцов керна, начинает меняться в процессе пропитки. Компьютер, подключенный к весам, постоянно отслеживает изменение массы образца керна с течением времени. Создаются графики изменения массы в квадрате от времени. ^{[ 2 ]}^{[ 8 ]}

Определение константы «С»

Эксперимент RIC сначала проводится с системой н- додекан -воздух-порода для определения константы ∁ уравнения Уошберна. N-додекан впитывается в один из образцов керна, кривая впитывания представлена на рисунке 2. Додекан – алкан , имеющий низкую поверхностную энергию, очень сильно смачивающий образец породы в присутствии воздуха, с контактным углом θ, равным нулю. Константа ∁ определяется значением угла смачивания системы додекан/воздух/порода, определяющим физические свойства н-додекана (ρ,μ,γ) и перестановкой уравнения 1;

C={\mu  \over \rho ^{2}\gamma _{LV}\cos \theta }\cdot {m^{2} \over t}

(уравнение 10)

Эксперимент

Вторым этапом экспериментального процесса RIC является насыщение соседнего образца керна сырой нефтью и его пропитка водой. Применение наклона кривой RIC $({m^{2} \over t})$ , свойства жидкости системы нефть/рассол (ρ,μ,γ) и значение ∁ определяются из соседнего образца керна в уравнении 9 для расчета угла контакта θ.

Ссылки

^ Эмотт, Э. (1959). Наблюдения, связанные со смачиваемостью пористой породы . ЭИМЭ. стр. 216, 156–162.
^ Jump up to: ^а ^б Гедан, Шокет Г.; Канбаз, Джелаль Хакан (19 января 2014 г.). Теория и экспериментальная установка нового метода измерения смачиваемости керна . дои : 10.2523/iptc-17659-ms . ISBN 9781613993224 .
^ Патент США 20120136578.
^ Трейбер, Ле; Оуэнс, WW (1 декабря 1972 г.). «Лабораторная оценка смачиваемости пятидесяти нефтедобывающих коллекторов». Журнал Общества инженеров-нефтяников . 12 (6): 531–540. дои : 10.2118/3526-ра . ISSN 0197-7520 .
^ Ма, С.М.; Чжан, X.; Морроу, Северная Каролина; Чжоу, X. (1 декабря 1999 г.). «Характеристика смачиваемости на основе измерений спонтанной пропитки». Журнал канадских нефтяных технологий . 38 (13): 49. Бибкод : 1999BCaPG..38.1349M . дои : 10.2118/99-13-49 . ISSN 0021-9487 .
^ Чилингар, Джордж В.; Йен, TF (1 января 1983 г.). «Некоторые заметки о смачиваемости и относительной проницаемости карбонатных пород-коллекторов, II». Источники энергии . 7 (1): 67–75. дои : 10.1080/00908318308908076 . ISSN 0090-8312 .
^ Гедан, Шаукат Г.; Канбаз, Джелаль Хакан; Бойд, Дуглас А.; Мани, Джордж М.; Хаггаг, Марван Хамис (1 января 2010 г.). «Профиль смачиваемости толстого карбонатного коллектора с помощью нового метода определения характеристик смачиваемости керна». Все дни . дои : 10.2118/138697-мс . ISBN 9781555633158 . {{cite book}}: |journal= игнорируется ( помогите )
^ Канбаз, Ч., Гедан, С.Г., «Теория и экспериментальная установка нового метода измерения смачиваемости керна коллектора» IPTC № 17659, IPTC, Доха, Катар, январь 2014 г.

Браун, Джеффри С. (31 декабря 2013 г.). Композиционная имитационная модель заводнения углекислым газом с улучшенным улавливанием флюида, A . Горная школа Колорадо (Диссертация).
Ло, Пэн; Ли, Шэн (2017). «Одновременное определение капиллярного давления и смачиваемости плотных кернов Баккена с использованием сверхскоростной центрифуги». Конференция SPE по нетрадиционным ресурсам . дои : 10.2118/185067-MS .
Клевия, Исаак (30 июля 2018 г.). Адсорбция компонентов полярной нефти на меле: влияние содержания кремнезема на начальное смачивание . Университет Ставангера (магистерская диссертация).
Смайла, Иван (21 сентября 2017 г.). Сравнение различных методов анализа влажности и относительной проницаемости горных пород и их влияние на добычу углеводородов на новом нефтяном месторождении в Савской впадине . Хорватский репозиторий цифровых диссертаций (info:eu-repo/semantics/masterThesis).
Сеид Мохаммади, М.; Могадаси, Дж.; Насери, С. (2014). «Экспериментальное исследование изменения смачиваемости карбонатного коллектора с использованием наночастиц γ-Al2O3». Иранский журнал нефтегазовой науки и технологий . 3 (2): 18–26. дои : 10.22050/jogst.2014.6034 . S2CID 128535266 .
Бассиони, Гада; Таха Такви, Сайед (2015). «Исследование смачиваемости с использованием измерений зета-потенциала» . Химический журнал . 2015 : 1–6. дои : 10.1155/2015/743179 . S2CID 73527516 .
Спрант, ES; Коллинз, С.Х. (1991). «Патент США № 5069065» . Вашингтон, округ Колумбия: Ведомство США по патентам и товарным знакам.
Такви, Сайед Таха; Альмансури, Али; Бассиони, Гада (2016). «Понимание роли асфальтена в изменении смачиваемости с помощью измерений ζ-потенциала». Энергетическое топливо . 30 (3): 1927–1932. doi : 10.1021/acs.energyfuels.5b02127 .
в. Феррейра, Флавио; Стукан, Михаил; Лян, Линь; Соуза, Андре; Венкатараманан, Лалита; Белецкая, Анна; Диас, Дэниел; Дантас да Силва, Марианна (2018). «Новая модель изменения смачиваемости с глубиной в смешанно-влажных сложных карбонатах». Международная нефтяная выставка и конференция в Абу-Даби . дои : 10.2118/192758-MS . S2CID 140061917 .
Сейеди, Омолбанин; Захедзаде, Мохаммед; Роаяи, Эмад; Аминнаджи, Мортеза; Фазели, Хосейн (2020). «Экспериментальное и модельное исследование изменения смачиваемости за счет закачки морской воды в известняк: практический пример» . Нефтяная наука . 17 (3): 749–758. Бибкод : 2020PetSc..17..749S . дои : 10.1007/s12182-019-00407-y .
«Метод определения характеристик смачиваемости керна» .
Канбаз, Швейцария; Гедан, С. (2015). «Характеристика смачиваемости различных систем нефть/рассол/порода с использованием метода Rise in Core» . 20-й международный конгресс и выставка нефти и газа (IPETGAS) . Турция. стр. 365–370. {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )

[1] Эмотт, Э. (1959). Наблюдения, связанные со смачиваемостью пористой породы . ЭИМЭ. стр. 216, 156–162.

[:1-2] Jump up to: ^а ^б Гедан, Шокет Г.; Канбаз, Джелаль Хакан (19 января 2014 г.). Теория и экспериментальная установка нового метода измерения смачиваемости керна . дои : 10.2523/iptc-17659-ms . ISBN 9781613993224 .

[3] Патент США 20120136578.

[4] Трейбер, Ле; Оуэнс, WW (1 декабря 1972 г.). «Лабораторная оценка смачиваемости пятидесяти нефтедобывающих коллекторов». Журнал Общества инженеров-нефтяников . 12 (6): 531–540. дои : 10.2118/3526-ра . ISSN 0197-7520 .

[5] Ма, С.М.; Чжан, X.; Морроу, Северная Каролина; Чжоу, X. (1 декабря 1999 г.). «Характеристика смачиваемости на основе измерений спонтанной пропитки». Журнал канадских нефтяных технологий . 38 (13): 49. Бибкод : 1999BCaPG..38.1349M . дои : 10.2118/99-13-49 . ISSN 0021-9487 .

[6] Чилингар, Джордж В.; Йен, TF (1 января 1983 г.). «Некоторые заметки о смачиваемости и относительной проницаемости карбонатных пород-коллекторов, II». Источники энергии . 7 (1): 67–75. дои : 10.1080/00908318308908076 . ISSN 0090-8312 .

[7] Гедан, Шаукат Г.; Канбаз, Джелаль Хакан; Бойд, Дуглас А.; Мани, Джордж М.; Хаггаг, Марван Хамис (1 января 2010 г.). «Профиль смачиваемости толстого карбонатного коллектора с помощью нового метода определения характеристик смачиваемости керна». Все дни . дои : 10.2118/138697-мс . ISBN 9781555633158 . {{cite book}}: |journal= игнорируется ( помогите )

[:0-8] Канбаз, Ч., Гедан, С.Г., «Теория и экспериментальная установка нового метода измерения смачиваемости керна коллектора» IPTC № 17659, IPTC, Доха, Катар, январь 2014 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]