油层物理实验指导.docx
- 文档编号:2188163
- 上传时间:2022-10-27
- 格式:DOCX
- 页数:41
- 大小:125.82KB
油层物理实验指导.docx
《油层物理实验指导.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《油层物理实验指导.docx(41页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
油层物理实验指导
文件排版存档编号:
[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
油层物理实验指导
《油层物理学》
实验指导书
单钰铭编
成都理工大学
石油系石油工程实验室
2001.12
前言
为了适应石油工程、资源勘查工程专业学科建设以及现代实验教学要求和发展的需要,编写了这本油层物理实验指导书,供本科生教学实验使用。
本实验指导书是在王允诚教授主编的《油层物理学》教材之附录—油层物理基本实验的基础上,结合目前实验室建设现状,并参考了目前国内其它油层物理实验教材编写而成。
油层物理实验是油层物理学的重要组成部分,油层物理实验的学习和实践,目的是培养学生独立从事科学实验的能力和具有实事求是的科学态度;熟练掌握油层物理实验的基本技能;培养观察、分析现象并解决实际问题的能力,学会独立思考,灵活运用理论知识指导科学实践,提高科学实验素质。
本实验指导书密切配合理论教学的基本要求,着重实验基础和实验操作技术等内容的介绍。
由于编者水平所限,书中存在的缺点和错误在所难免,热情希望使用者给予批评指正。
编者
2001年12月
一、实验目的和要求………………………………………………………………
(1)
二、油层物理基本实验……………………………………………………………(3)
Ⅰ岩石样品的准备…………………………………………………………(3)
Ⅱ基本实验…………………………………………………………………(7)
实验一饱和煤油法测定岩石连通孔隙度………………………………(7)
实验二气体法测定岩石孔隙度…………………………………………(10)
实验三岩石气体渗透率的测定…………………………………………(16)
实验四岩石油、气、水饱和度测定(溶剂抽提法)…………………(19)
实验五岩石油、气、水饱和度测定(常压干馏法)…………………(22)
实验六液体表面张力测定………………………………………………(25)
实验七储油岩石的润湿性测定…………………………………………(29)
实验八半渗透隔板法测定岩石孔喉大小分布…………………………(32)
实验九压汞法测定岩样的孔喉大小分布………………………………(34)
实验十相对渗透率的测定………………………………………………(37)
一、实验目的和要求
油层物理实验是油层物理学的重要的组成部分,油层物理基本研究方法中,最主要和直接的方法便是实验室分析方法,它通过各种实验手段直接分析井下岩芯和地层流体样以获取储油气岩石及地层流体的基本物理性质。
因此,油层物理实验包括了油层物理学的基本研究工具和方法。
油层物理实验的主要目的是使学生掌握油层物理实验的基本方法和技能,从而能够根据所学原理设计实验,正确选择和使用仪器;其二是锻炼学生观察现象、正确记录数据和处理数据、分析实验结果的能力,培养严肃认真、实事求是的科学态度和作风;其三是验证所学的原理,巩固、加深对油层物理学理论原理的理解,提高学生对油层物理知识灵活运用的能力。
为了达到上述目的,必须对学生进行正确的严格的基本操作训练和提出明确的要求。
实验过程的基本要求如下:
1.实验前的准备
实验前必须充分预习,了解所要作实验的目的,掌握实验所依据的基本理论,明确要求进行的测量、记录的数据,了解所用仪器的构造和操作规程,做到心中有数。
2.实验过程
①进入实验室后到指定的实验台,先按仪器使用登记本检查核对仪器。
②不了解仪器使用方法时,不得乱试;不得擅自拆卸仪器,仪器装置安装好后,必须经过实验技术人员检查无误后,方能进行实验。
③遇有仪器损坏,应立即报告,检查原因,并登记损坏情况。
④严格按实验操作规程进行实验,不得随意改动,若确有改动的必要,事先应取得实验技术人员的同意。
⑤记录数据要求完全、准确、整齐清楚。
所有数据均应记录,不要只记认为合理的数据;尽量采用表格形式记录数据。
应注意养成良好的记录习惯。
⑥充分利用实验时间,观察现象,记录数据,分析和思考问题,提高学习效率。
⑦实验完毕,应将实验原始记录数据交指导教师审查合格后,方能结束实验;如不合格,需补做或重做。
⑧整理好仪器,在仪器使用登记本上写明仪器使用情况并签名,经实验技术人员检查后方可离开实验室。
3.实验数据的处理和实验报告
①搞清数据处理的原理、方法、步骤及数据应用的单位,仔细地进行计算,正确表达数据结果。
处理实验数据应每人独立进行。
②认真写作实验报告,内容可分:
目的、简单原理、仪器装置示意图、实验数据、结果处理、作图及讨论等项。
实验数据尽可能采用表格形式,数据处理和作图的要求应按“误差及数据处理”的相关规定进行。
讨论内容包括:
对实验过程中特殊现象的分析和解释、实验结果的误差分析、对实验进一步改进的意见和想法以及实验后的心得和体会等。
实验报告是整个油层物理实验中重要的一项工作。
在写报告过程中要善于思考、钻研问题、耐心计算、认真写作,反对粗枝大叶、错误百出、字迹潦草,使每份报告都合乎要求。
二、油层物理基本实验
Ⅰ岩石样品的准备
1.岩心的选取
为了取得具有代表性的岩心,必须根据分析目的和分析要求,在井场选取岩心。
这项工作应由专门的工程技术人员及地质人员负责。
对于岩性比较均匀的地层,选择较简单,但对于岩性不均匀的砾石、硅质灰岩、溶洞或裂缝性碳酸盐岩及泥砂互层的岩石,由于岩性变化很大,岩石孔隙类型又各不相同,选取具有代表性岩样就比较困难,必须格外注意。
岩心筒提到地面后,为了防止由于毛管力作用使泥浆渗入岩心内部,应立刻将岩心取出。
如因某些原因未能及时取出时,应在记录表中注明原因。
由岩心筒向外取岩心时,为了减少岩心的损坏及所含液体的变化,应尽量避免在岩心筒一端猛敲乱打(最好将岩心筒一端抬高,使岩心依靠重力由筒内慢慢滑出),以防岩心破碎或产生裂缝。
岩心从岩心筒中取出后,应迅速擦掉或用小刀刮掉泥饼,最好是用湿布擦掉,不能用水或其它液体冲洗。
总之,岩心从岩心筒中取出、检查、排列次序、选择均应在最短时间内完成,因为岩心长时间暴露于泥浆或大气中,均会影响以后的分析结果。
试验结果指出,岩心在大气条件下即使暴露了几分钟,也可能导致所含水分及轻质烃的损失,在空气中暴露半小时左右,岩心中所含水分将损失10~25%。
对于不同类型的岩石和不同的分析项目,合理选取岩样的数量也是很重要的。
在选择测定岩石孔隙度、渗透率和饱和度的样品时要严格地等间距取样,如果认为取样密度不足以代表这类参数的平均值时,可以加密取样,但不要任意移动取样点的位置,以免所得结果失去对整个油藏的平均代表性。
一般情况下每米岩心取三个样品就可以满足要求。
2.钻切岩样
在钻切岩样时,保存岩心的容器不要一下子全部打开,而是每次只打开一个,由长岩心上钻切下来一块代表性岩样,用它测定岩心的饱和度,孔隙度和渗透率。
对于用来测定饱和度的岩样,在打开包装之后,立即用斧子、小锤子、錾子或刀子把岩样外面泥浆污染部分除掉。
针对不同岩性、岩样大小及取心方法,尽快选用不同饱和度测定方法进行分析。
如果过早地将岩心钻切下来,钻切过程中使用的任何冷却液体都会导致岩样总液体含量及液体分布的变化,测孔隙度和渗透率的圆柱状岩样或立方体岩样可用金刚石钻头或金刚石锯片钻切下来(圆柱状岩样的外径一般为~38mm,岩样的最小长度应等于其直径;立方体岩样的边长为20mm)。
通常沿平行于层面的方向钻切,有时也取垂直层面的方向,但必须注明方向,以便解释垂直或水平方向的渗透率。
对于易破碎的岩心,可用小刀切成具有一定形状的岩样。
在钻切圆柱状岩样时,为了避免细岩屑堵塞岩样孔隙,在钻切时应使岩样温度不要过高。
采用冷却液体时,最好使用煤油或柴油或乳化液而不要用水。
防止岩心中粘土膨胀,导致岩样破碎或散开。
对于要求分析原始润湿性的岩样,尽可能把岩样保存在具有中性饱和盐水内钻切,防止其它液体对岩心表面污染而改变润湿性。
3.岩样的清洗
用来测定孔隙度、渗透率和粒度的岩样,必须先将岩心中的液体清洗干净,清洗岩心用的溶剂种类很多,经常使用的有氯仿、四氯化碳、甲苯、酒精-苯、二甲苯、丙酮等。
清洗岩样用溶剂的选择,应以清洗效果好而又不损坏和改变岩样原始结构为准则。
例如甲苯适用于抽提沥青基石油,但甲苯的沸点为110℃,这样高的温度将使岩石粘土矿物中的结晶水脱掉,造成孔隙结构变化,导致孔隙度、渗透率测定结果的误差。
又如四氯化碳在抽提过程中因水解而构成酸类化合物,遇到高温时释放出光气而将不溶解的物质残留于岩样中。
经过清洗,烘干后的岩样,地层水中盐分必将析出而影响孔隙度和渗透率的测定。
因此,对于含有高矿化度地层水的岩样,在用溶剂洗净后,需再用甲醇或其它能溶解盐分的溶剂补充清洗。
抽提清洗岩样的工艺方法很多,下面就常用的溶剂抽提法和较先进的方法作简要介绍。
3.1溶剂抽提法
岩心抽提器主要是依靠溶剂逐渐洗去样品中的油和水。
溶剂可用甲苯或酒精和苯的混合液。
目前常用的是1∶4的酒精-苯混合液。
岩心抽提器由烧瓶、岩心室(带有蒸气上升管和虹吸管)、冷凝管三部分组成。
其装置如图1所示。
抽提时,将相当于烧瓶容积的1/3~2/3的溶剂注入烧瓶内,接上冷凝器,接通循环水,使水在冷凝器中循环,再加热盛有溶剂的烧瓶,逐渐升温使溶剂沸腾,并一直维持该温度。
溶剂蒸气由烧瓶经连通管上升,自抽提器岩心室的顶部进入冷凝器,经过冷凝,并逐渐汇聚在岩心室底部浸没岩样,溶解岩样中的原油。
当溶剂液面高于虹吸管的高度时,岩心室中的全部溶剂经虹吸管流回到烧瓶中。
如此多次循环,直到岩心室的溶液呈无色透明为止。
尽管如此,尚不能肯定岩样中
图1岩心抽提器
1-冷凝器2-抽提器岩心室
3-岩样4-烧瓶5-电炉
的油是否彻底洗净,所以有时要静置一定时间,观察其中溶剂是否变色,或再换另一种溶剂进行抽提清洗。
3.2高压溶剂清洗法
将岩样装在岩心夹持器中,在室温条件下,将一种溶剂或多种溶剂在高压下注入岩样内,除去岩样中的烃类物质和盐分,注入压力取决于岩样的渗透能力,一般为~。
岩心内全部烃类清洗干净所需要的溶剂量取决于岩样中所含的烃类性质和所用溶剂的类型。
当由岩样流出的溶剂已无色透明时,即可认为岩样已被洗净。
3.3离心清洗法
在离心力的作用下,将干净热溶剂喷洒到装在离心机转盘上的岩样上,并流过岩样将油和水驱替出来。
根据岩样渗透性和胶结程度来选择离心机转速,由每分钟几百转到几千转。
这种方法已成功地使用各类溶剂清洗岩样。
在清洗时一般同时可以清洗几块到几十块岩样,清洗时间通常为半小时,个别情况下达到两小时,就能满足任何实验要求,因此,这种方法具有速度快,清洗效果好的优点。
但对于胶结程度差或结构强度小的岩心就不适用了。
3.4含气溶剂驱替清洗法
这种方法是将一定压力的溶有气体的溶剂注入岩心中,与岩心中的油和水互相混合,当压力逐渐下降时,溶剂中的气体由混合物中分离出来并产生膨胀,把一部分溶剂和石油、水从岩心中驱替出来。
向岩心中反复注入高压含气溶剂,循环驱替就能将岩心中石油清洗干净。
然后,通过烘干的办法将岩心中的溶剂及水除掉。
这种方法适用于各类胶结性好的岩心(包括砂岩和裂缝性灰岩),而且还能将岩心内“死孔隙”中的油清洗出来。
这种方法不适用于胶结性差的岩心。
在此
图2含气溶剂清洗岩心设备流程图
1-CO2气瓶;2-压力调节器;3-混合器;
4-溶剂;5-岩心;6-岩心室;7-泵;8-量筒
方法中二氧化碳是一种最理想的气体,它能大量地溶解于各类溶剂与油中,常用的溶剂为甲苯、石脑油或某些溶剂混合物。
在洗岩心时,溶剂中二氧化碳的压力约为,驱替含气溶剂的压力则高达7MPa,一般循环清洗30分钟就可将岩样洗干净。
含气溶剂清洗岩心的设备流程如图2所示。
4.岩样的烘干
常规岩心分析中岩样可按下列方法烘干。
(1)放在能控制温度的烘箱中,在115℃条件下至少烘2小时;
(2)放在真空干燥箱中,在最高温度为90℃条件下
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 油层 物理 实验 指导
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)