Способ определения пористости горных пород

Способ определения пористости горных пород

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социал истимеских

Республик (11) 601 606 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено08.12.76 (21)242 7331/18- 2 3 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано05.04.78.Бюллетень № 13 (45) Дата опубликования описания 14,03.78 (51) М. Кл.

Q 01 N 27/78

6 01 Ч 3/14

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК539 1-43 43 (088.8 ) Я. Л. Бепорай, В. М. Запорожец, B. Д. Неретин, Л. Г. Петросян, Ю. С. Шимелевич и В. А. Юдин (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский инсти ry т ядерной геофизики и геохимии (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ .ПОРИСТОСТИ

ГОРНЫХ ПОРОД

Изобретение относится к физико-химическим методам анализа горных пород, в частности, касается определения пористости и содержания связанной воды методом ядерного магнитного резонанса (ЯМР), Известны способы применения ЯМР для изучения физико-химических свойств горных пород, например, дпя бесконтактного измерения пор в пористых средах 1, согласно которым, изменяя амплитуду градиента поля от нуля до такой величины, пока амппитуда сигнала эха не уменьшится в два раза, измеряют соответствующие амплитуды сигналов эха и по ширине линий судят о размерах пор. Однако этот способ не позволяет определять пористость горных пород.

Наиболее близок к предлагаемому-способ определения пористости горных пород (2), основанный на применении метода ядерного магнитного резонанса, включающий помеще- 20 ние исследуемого образца в измерительную пробирку, установленную в датчик релаксометра ЯМР, и измерение сигнала ЯМР от этого образца. Образец сначала насыщают водой, помещают в пробирку и измеряют 25 начальную амплитуду сигнала ЯМР, затемвысушивают и вторично насыщают водородсодержашей жидкостью, после чего помещают в пробирку с водой и измеряют амплитуду сигнала ЯМР.

Вычитая эту амплитуду из ранее определенной, с учетом размеров пробирки, оценивают объем образца и рассчитывают его п ори с то с ть.

Известный способ дает невысокую точность вследствие трудности раздельного определения объема твердой и жидкой фаз исследуемого образца, обусловленной присутствием жидкости на поверхности образца.

Цель из обре те ния — повышение точ нос ти определения пористости горных пород.

Поставленная цель достигается тем, что измерительную пробирку заполняют водородсодержашей жидкостью, измеряют амплитуду сигнала ЯМР or этой жидкости (Аэ), помешают образец в пробирку с жидкостью, измеряют амплитуду сигнала ЯМР (А ) от оставшейся в межчастичном пространстве водородсодержащей жидкости и от жидкости

601606 в норовом пространстве, замешяют водородсодержащую жидкость в межчастичном пространстве образца более тяжелой и вязкой жидкостью, не содержащей ядер, водорода, измеряют амплитуду сигнала ЯМР or жид- 5 кости в поровом пространстве образца (А2) и по формуле

А2 к=—

A 3-A„ A2

60 определяют пористость горных пород.

Для гравитационного удаления (замещения) жидкости между частицами образца, например воды, можно использовать жидкость на фторэрганической основе, имеющую большой удельный вес (1,9 — .2,1 г/смз ), обладающую хорошими отмывающими свойствами и не смешивающуюся с водой.

Можно также использовать четыреххлористый углерод. 20

Использование предлагаемого способа позволяет исключить такой искажающий фактор, как вклад жидкости между частицами и поверхностной водородсодержашей жидкости в измеряемые значения амплитуды и време- 25 ни релаксации, а следовательно, в определя мые величины пористости и содержания связанной воды.

В соответствии с вышеизложенным предлагаемый способ анализа коллекторских 30 свойств образцов произвольной формы и размеров, например шлама, с помощью метода ЯМР содержит следующие операции.

1) Измерение амплитуды сигнала А> от эrапона воды, заполняющей измерительную пробирку, с помощью релаксометра ЯМР.

2) Помещение естественно содержащего пластовую жидкость (воду, нефть или их смесь), образца горной породы в измерительну-ю пробирку с .водой, установленную в дат40 чике релаксометра ЯМР.

3) Измерение амплитуды сигнала А от объема жидкости в этой измерительной пробирке.

4) Заполнение той же пробирки фторор45 ганической жидкостью, которая в..течение нескольких минут вытеснят и замещает воду между частицами образца в измерительной зоне датчика релаксометра ЯМР.

5 ) Измерение ампли туды сигнала А и кривой спик-решеточной релаксации только от объема жидкости, находящейся в порах частиц образца породы.

6) Расчет амплитуды сигнала А от объема .жидкости, эквивалентного объему каркаса образца, по измеренным значениям амплитуд, сигнала SIMP, согласно пп, 1,3, из соотношения A =A -А к Э

7) Определение открытой (общей) пс» ристости К„исследуемого образца породы по измеренным значениям амплитуд сигнала, согласно пп. 5,6, из соотношения

А

A,+A

8) Определение содержания связанной воды (остаточной водонасыщенности) по измеренному согласно и. 5 значению времени релаксации с помощью методики, описанной в сб. "Разведочная геофизика", вып.

73, 1976.

По определенным вышеуказанным способом значениям открытой (общей) пористости и содержания связанной воды в образце породы оценивают эффективную пористость, проницаемость и т.п. (Tirnu1 4.T.ofpet1of.

Tecbn л/6, 21, 1969).

Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа выражается в повышении информативности и достоверности анализа каменного материала (керна, образцов бокового грунтоноса, шлама и т. и.), в экспрессности и оперативности построения литологического разреза, в улучшении технологии и режима бурения скважины, значительном сокращении трудовых затрат и времени. Предлагаемый способ позволяет своевременно прогнозировать подходы к коллекторам, исключить пропуск последних, выделять покрышки коллекторов и зоны аномально высокого давления (АВПД). Кроме того, сплошной анализ шлама согласно предлагаемому способу обеспечивает получение непрерывной и полной информации по всему разрезу скважины, что значительно сокращает потребность в керновом материале и расходы по его отбору.

Формула изобретения

Способ определения пористости горных пород, основанный на применении метода ядерного магнитного резонанса (ЯМР), включающий помещение исследуемого образца в измерительную пробирку, установленную в датчик релаксометра ЯМР, и измерение сигнала ЯМР от этого образца,: о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения пористости, пробирку заполняют водородсодержашей жидкостью, измеряют амплитуду oar нала ЯМР от этой жидкости (А > ), помещают образец в пробирку с жидкостью, измеряют амплитуду сигнала ЯМР (А.1 )от оставшейся в межчастичном пространстве водородсодержащей жидкости и от жидкости в поровом простран601606

Составитепь B. Филиппов

Редактор Б. Федотов Техред А. Алатырев Корректор М. Демчик

Заказ 1651/6 Тираж 1 1 12 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по депам изобретений и открытий

113035, Москва, ) (-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 стве, замешают водородсоде ржашую жидкость в межчастичном пространстве образца более тяжелой и вязкой жидкостью, не содержашей ядер водорода, измеряют амплитуду сигнала ЯМР от жидкости в поровом пространстве образца (А ) и определяют пористость горных пород (К ) по формуле:

"г

К=

А -А„ А

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Авторское свидетепьство СССР

5 % 528489, G01 N 27/78, 1975.

Г ти А Т оиь 5P&l. 4, 21 Дп п..,о g

1971.