КОСВЕННЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ОСТАТОЧНОГО ВОДОНАСЫЩЕНИЯ

Перед проведением исследований любым косвенным ме­тодом образец породы, извлеченный из скважины при буре­нии на глинистом растворе, содержащий в порах фильтрат промывочной жидкости и невытесненные пластовые флюиды, экстрагируют в аппарате Сокслета, используя спиртобензольную смесь, а также дополнительно другие органические раство­рители— хлороформ, толуол. Далее экстрагированный образец высушивают при постоянной температуре, обычно 105 °С. Заме-

тим, что изложенный способ подготовки образца к эксперимен­ту тождествен тому, который применяют перед определением коэффициента пористости породы способом насыщения (см. разд. 3). Затем образец насыщают водой, используя в зависи­мости от применяемого варианта косвенного метода модель пластовой воды или дистиллированную воду. Далее удаляют воду из образца, фиксируя в конце эксперимента содержание в образце остаточной воды.

Для определения k_в.о методом капиллярного в ы­теснения (капилляриметрии) изучаемый образец, полностью насыщенный водой, помещают в специальную ячейку, в кото­рую вслед за образцом помещают полупроницаемую мембрану с порами определенного размера. Под действием небольшого перепада давлений, не превышающего 0,15—0,2 МПа, воду из образца вытесняют воздухом. В упрощенном варианте метода воду из образца вытесняют до создания в нем минимального для заданных условий (перепад давлений Δр, вытесняющая фа­за) коэффициента водонасыщения k_в.о Величину Δр выбирают в соответствии с размером пор мембраны, т.е. несколько мень­шим значения Δр_кр, при котором возможен прорыв через мемб­рану вытесняющей фазы. Следовательно, условия проведения эксперимента уже заранее определяют верхний предел радиуса пор r_гр, из которых вода не будет вытесняться:

где Δр — создаваемый максимальный перепад давления на об­разце; а — поверхностное натяжение на границе воздух — во­да. Значение берут в пределах 0<0<45°, чаще полагают θ=0. Величину k_в.о вычисляют от формуле k_в.о=(V_n—V_в.выт)/ V_n .

В усложненном варианте эксперимента изучают динамику вытеснения воды воздухом, постепенно увеличивая Δр до пре­дельного значения, при этом для нескольких промежуточных значений Δр определяют соответствующие им значения V_в.выт и текущего коэффициента остаточного водонасыщения k_{в.о.тек.} Результаты опыта изображают графически в виде зависимости k_в.о = f(Δр) или k_в.о=f(р_к), где Δр= р_к — перепад давлений, обеспечивающий вытеснение капиллярно-удержанной воды из пор определенного размера (рис. 15). Если ячейка снабжена устройством для измерения удельного сопротивления образца,

в ходе вытеснения воды воздухом фиксируется изменение во времени удельного сопротивления образца ρ_п; выход кривой ρ_п = f(Δр) на асимптоту показывает, что процесс вытеснения во­ды и моделирования остаточного водонасыщения образца за­вершен.

Кривую k_B,₀ = f(р_к) используют для построения распределе­ния по размерам пор, вычисляя среднее значение r группы пор, соответствующее величине р_к каждой промежуточной ступени вытеснения (см. рис. 15).

Значения k_B,₀, полученные при вытеснении воды воздухом, целесообразно использовать при изучении газоносных коллек­торов. Для определения k_B,₀ нефтеносных коллекторов воду из образца вытесняют керосином или, что более правильно, мо­делью пластовой нефти изучаемого геологического объекта.

Значение k_B.₀ рассчитывают по формуле

где m₁, m₂, m₃— соответственно массы образца сухого, насы­щенного водой и после завершения опыта; δ_В и δ_н — плотности воды и нефти.

В настоящее время промышленность выпускает полупрони­цаемые мембраны, рассчитанные на максимальное давление вытеснения 0,3—0,4 МПа, что позволяет повысить Δр и соот­ветственно уменьшить граничное значение r_гр. Оптимальное зна­чение Δр_max в капилляриметрическом способе определения k_B.o подбирают для изучаемого геологического объекта или группы объектов таким, чтобы значения k_B.₀ по данным капилляриметрического и прямого методов были наиболее близкими для всей коллекции образцов коллектора при изменении коэффициентов пористости и проницаемости в широком диапазоне. Таким об­разом, для «настройки» технологии капилляриметрии необходи­мо располагать результатами определения k_B,₀ прямым методом хотя бы для одной скважины, пробуренной на изучаемом месторождении или группе месторождений.